一种高铁铝土矿分步酸浸提取有价金属的方法

摘要

本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种高铁铝土矿分步酸浸提取有价金属的方法。本发明的技术方案是以高铁铝土矿为原料，使用分步酸浸法提取矿物中的多种有价金属元素，首先使用低浓度的硫酸低温浸出矿物中的钪、镓和铁等元素，含铝矿相进入一步浸出渣中，一步浸出液通过结晶得到硫酸铁，第二步浸出使用经过除铁及补酸后的一步浸出液在加压浸出条件下提取一步浸出渣中的铝，二步浸出液经结晶制备硫酸铝产品，结晶后的二步浸出液返回一步浸出循环使用，钪和镓等元素在浸出液中经多次循环富集后，使用萃取的方式分离，得到钪和镓产品。本发明通过分步提取的方式实现了高铁铝土矿中有价元素的综合利用、酸和水的循环及废弃物的零排放。

主权项

一种高铁铝土矿分步酸浸提取有价金属的方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）将高铁铝土矿破碎细磨至‑74~‑250μm，加入质量浓度为10%~50%的硫酸，于固‑液比1：（3~20）的条件下加热到60～120℃，进行30~240min的一步浸出反应，得到一步浸出矿浆，对一步浸出矿浆进行固液分离，得到一步浸出渣和一步浸出液，其中高铁铝土矿中的钪、镓和铁进入到一步浸出液中，氧化铝进入一步浸出渣中，对一步浸出液进行结晶得到硫酸铁，一步浸出过程发生的反应如下：Sc2O3+3H2SO4=3H2O+Sc2(SO4)3Ga2O3+3H2SO4=3H2O+Ga2(SO4)32FeOOH+3H2SO4=4H2O+Fe2(SO4)3结晶后的一步浸出液经补酸至硫酸质量浓度30%~80%，用于二步浸出；（2）将经过除铁和补酸后的一步浸出液与一步浸出渣混合，于固‑液比1：（5~20）的条件下加热到100~220℃，进行30~240min的二步加压浸出反应，得到二步浸出矿浆，对其进行固液分离，得到二步浸出液和二步浸出渣，二步浸出液经结晶得到硫酸铝，二步浸出渣的成分为含有残酸的二氧化硅，经结晶后的二步浸出液到一步浸出反应中循环使用，二步浸出过程发生的反应如下：2AlOOH+3H2SO4=4H2O+Al2(SO4)3（3）所述的二步浸出液经4~30次循环后，采用P507质量浓度为1%~10%的P507与磺化煤油混合有机相作为萃取剂，萃取浸出液中的钪，萃取条件为：萃取相比O：A=（0.5~3）：1，酸度0.2~2mol/L，萃取时间3~10min，得到含有钪的有机相，使用1~3mol/L的NaOH对萃取后的有机相进行反萃，得到Sc(OH)3产品，所述的P507为2‑乙基己基磷酸单2‑乙基己基酯，浸出液提钪和反萃过程中发生的反应如下： Sc 3 + + ( HA ) 2 ↔ Sc ( HA 2 ) 3 + 3 H + Sc(HA2)3+3NaOH=Sc(OH)3+3Na(HA2)（4）采用HDEHP浓度为0.02~0.5mol/L的HDEHP和磺化煤油混合有机相作为萃取剂，进一步萃取提钪后的浸出液中的镓，萃取条件为：萃取相比O：A=（0.5~2）：1，酸度0.05mol/L~2mol/L，萃取时间1~5min，所述的HEDHP为二（2‑乙基己基磷酸），萃取反应为： Ga 3 + + ( HA ) 2 ↔ Ga ( HA 2 ) 3 + 3 H + 对萃取后的有机相使用2~7mol/L的浓硫酸溶液反萃，得到硫酸镓溶液。