本发明专利技术提供了一种从泥质板岩中提取铝离子的工艺。该工艺包括：用酸浸提所述的泥质板岩，获得含有铝离子和铁离子的组合物；通过加入碱，选择性地沉淀所述的铁离子并至少部分地除去该沉淀铁离子，或通过用萃取剂与所述铁离子络合并至少部分地除去该络合铁离子，至少部分地除去所述组合物中的铁离子，从而获得富含铝的组合物；以及任意选择通过加入碱选择性地沉淀所述的铝离子、利用中空纤维膜、或通过液-液萃取的方法来纯化富含铝的组合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及从铝土矿石(aluminous ores)中提取铝的化学工艺的改进。举例来说，这种工艺可用于从含有 Fe、K、Mg、Na、Ca、Mn、Ba、Zn、Li、Sr、V、Ni、Cr、Pb、Cu、Co、Sb、 As、B、Sn、Be、Mo等各类金属或其混合物的铝土矿石中提取铝。
技术介绍
全世界生产的氧化铝中，有96%以上是从铁铝氧石(bauxite)中提取的，而铁铝氧石是一种特别富含氧化铝00-60%)的矿物，其主要供应商来自于牙买加、澳大利亚、巴西、非洲和俄罗斯。在世界上的某些地区存在大量的铝土矿石，这些铝土矿石属于氧化铝含量相对丰富的铝硅酸盐(例如，泥板岩、霞石等)。但迄今为止这些地区却几乎不受人们的关注，因为从此类矿石中提取铝的生产成本仍然太过高昂。与铁铝氧石相反，在这些铝土材料中，氧化铝与硅酸盐化或硫酸盐化状态的铝共同存在，因此无法采用拜耳精炼矾土法，这也就意味着必须采用或开发用于氧化铝生产的替代加工工艺。到目前为止，已经提出了各种各样的工艺用于从含有铝硅酸盐的这类铝土矿石中提取铝，但在改进现有工艺或开发其它工艺路线方面仍然存在空间。
技术实现思路
从一个方面来说，本专利技术提供了一种从含有铝离子和铁离子的混合物中提取铝离子的工艺。这种工艺包括从含有铝离子、铁离子、有机溶剂和萃取剂的组合物中回收铝离子，其中的萃取剂适合于基本上选择性地与铁离子或铝离子形成有机金属络合物 (organometallic complex)，并可溶于有机溶齐仲。根据一个实施方案，该组合物可以包含含有铝离子的酸性水相和含有与萃取剂络合的铁离子的有机相，其中的铝离子通过水相与有机相的分离加以回收。水相的PH值可以约为1-2. 5或2。萃取剂可以选自磷酸及其衍生物，以及次膦酸及其衍生物。举例来说，萃取剂可以选自二(2-乙基己基)磷酸(HDEHP)、双(2，4，4_三甲基戊基)膦酸和单(2-乙基己基)-2-乙基己基膦酸酯中选择。萃取剂在有机相中的浓度可以约为0. 5M-1. 5M，或约为 1M。该组合物中有机相与水相的体积比可以约为1 1。提取(将组合物通过膜)后，水相可以与有机相分离，铝离子能够回收到水相中，然后用碱(例如NaOH、KOH或其混合物)处理水相，以便使其PH值可以达到至少约为4。本工艺可以进一步包含用HCl处理有机相的步骤，分离出狗3+形式的铁离子。根据另一个实施方案，该组合物中可以包含含有铁离子的酸性水相以及含有与萃取剂络合的铝离子的有机相，其中铝离子通过水相和有机相的分离加以回收。水相的PH值可以约为2.5-3.5。萃取剂可以为次膦酸或其衍生物。举例来说，萃取剂可以为双(2，4， 4-三甲基戊基)次膦酸。萃取剂相对于有机溶剂的浓度可以约为10% -25% ν/ν或约为 20% ν/ν0该组合物中水相与有机相的体积比可以约为1 1-1 3。在加工过程中，该组合物可以处于约30°C -约50°C的温度下，或处于约35°C -约45°C的温度下。通过膜进行提取后，水相可以与有机相分离，络合的铝离子可被回收到有机相中。随后有机相可以用HCl 处理，以获得含有铝离子的含水的组合物。举例来说，有机溶剂可以选自烃类。例如，有机溶剂可以从C5-C12烷烃及其混合物中选择。有机溶剂还可以是己烷或庚烷。有机相和水相可以通过过滤膜(如中空纤维膜) 的方式分离。这种膜可包括聚丙烯、聚偏二氟乙烯或其混合物的膜。水相可以用碱处理，以达到至少4的pH值。本工艺还可进一步包含过滤分离的步骤，以获得Al (0H)3。本工艺还可以包括清洗Al(OH)3W步骤。本工艺也可以还包含将Al (OH)3转化为Al2O3的步骤。从 Al (OH)3到Al2O3的转化可以在约800°C -1200°C的温度下进行。从另一方面来说，本专利技术提供了一种含有铝离子、铁离子、有机溶剂和萃取剂的组合物，其中的萃取剂适合于基本上选择性地与铁离子或铝离子形成有机金属络合物，并可溶于有机溶剂中。从另一个方面来说，本专利技术提供了一种组合物，该组合物包含含有铝离子的酸性水相和含有与萃取剂络合的铁离子的有机相。从另一个方面来说，本专利技术提供了一种组合物，该组合物包含含有铁离子的酸性水相和含有与萃取剂络合的铝离子的有机相。上述关于本工艺的各种参数、实施方案和实施例在可能的情况下，也可以应用于这些组合物。从另一个方面来说，本专利技术提供了一种工艺，该工艺至少可以部分分离同一组合物中所含的铝离子和铁离子，该工艺包括在PH值至少为10的碱性条件下，基本上选择性地沉淀至少一部分铁离子。该铁离子可在含有NaOH或KOH的碱性含水组合物中沉淀出来。举例来说，碱可以与该组合物发生反应，获得PH值至少为10的混合物，随后，至少一部分沉淀的铁离子可与混合物的其余部分分离。例如，沉淀的铁离子可以通过过滤、倾析、离心或其组合的技术与混合物的其余部分分离。本工艺可以还包括用碱性溶液清洗所获得的沉淀铁离子的步骤。碱性溶液的浓度可以约为0.01M-0.02M。pH值可以至少为11、至少为12、约为10. 8-11. 2，或约为11. 5-12. 5。本工艺还包含利用中空纤维膜对沉淀的铁离子进行提纯的步骤。从另一个方面来说，本专利技术提供了一种从铝矿石(aluminum ore)中提取铝的工艺，该工艺包含-用酸浸提铝矿石，以获得浸出液和固体残渣；-通过以下工艺至少去除浸出液中所含的一部分铁离子(i)在pH值至少为10的碱性条件下基本上选择性地沉淀至少一部分的铁离子，以获得富含铝的组合物；或(ii)使萃取剂基本上选择性地与至少一部分铁离子络合，以获得富含铝的组合物，该萃取剂适合于基本上选择性地与铁离子形成有机金属络合物。举例来说，所说的酸可以是HC1。可以用HCl在至少80°C、至少90°C，或约 100°c-110°c的温度下浸提铝矿石。HCl的浓度可以约为6M。铝矿石重量与酸的体积比可以约为1/10。举例来说，可以通过从碱性含水组合物中沉淀出铁离子来除去至少一部分铁离子。该组合物可以含有NaOH或Κ0Η。举例来说，可以通过使浸出液与碱发生反应以达到至少为10的PH值，并使铁离子发生沉淀来除去至少一部分铁离子。举例来说，可以通过过滤、倾析、离心或其组合的技术使沉淀的铁离子与浸出液的其余部分分离。本工艺还可以包含用碱性溶液对所得沉淀的铁离子进行清洗的步骤。碱性溶液的浓度可以约为0. 01M-0. 02M。其PH值可以至少为11、至少为12、约为10. 8-11. 2，或约为 11. 5-12. 5。本工艺可以进一步包含利用中空纤维膜纯化沉淀的铁离子的步骤。通过在酸性条件下，使浸出液与萃取剂和有机溶剂反应，以获得包含含有铝离子的酸性水相和含有与萃取剂络合的铁离子的有机相的组合物，可以除去至少一部分铁离子。通过水相和有机相的分离可以获得富含铝的组合物。水相的PH值可以约为1-2.5，或约为2。萃取剂可以选自二 O-乙基己基)磷酸(HDEHP)、双(2，4，4_三甲基戊基)膦酸和单O-乙基己基)-2-乙基己基膦酸酯)。萃取剂在有机相中的浓度可以约为0. 5M-1.5M或约为IM0举例来说，有机溶剂可以选自C5-C12烷烃及其混合物。有机溶剂可以是庚烷。该组合物中有机相与水相的体积比约为1 1。有机相和水相可以利本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种从泥质板岩中提取铝离子的工艺，该工艺包括：用酸浸提所述的泥质板岩，获得含有铝离子和铁离子的组合物；通过加入碱，选择性地沉淀所述的铁离子并至少部分地除去该沉淀铁离子，或通过用萃取剂与所述铁离子络合并至少部分地除去该络合铁离子，至少部分地除去所述组合物中的铁离子，从而获得富含铝的组合物；以及任意选择通过加入碱选择性地沉淀所述的铝离子、利用中空纤维膜、或通过液－液萃取的方法来纯化富含铝的组合物。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·布德罗，瑟奇·艾里克斯，法比耶纳·比亚索托，
申请(专利权)人：奥贝特勘探VSPA有限公司，
类型：发明
国别省市：CA
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