阅读说明：本技术 二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺 (Process for preparing aluminum ammonium sulfate by crystallization of two-stage leaching raffinate ) 是由 穆宇 高利坤 张裕书 张少翔 张新良 蒋朋 陈超 刘能云 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺,包括如下步骤：(1)向萃余液中加入硫酸铵进行铵铝反应,并结晶得到硫酸铝铵粗产品；(2)向硫酸铝铵粗产品加入溶解液进行溶解、过滤,并真空结晶得到较纯硫酸铝铵粗产品；(3)向较纯硫酸铝铵粗产品加入去离子水溶解,并冷冻结晶得到纯净硫酸铝铵产品。本发明首先通过铵铝反应得到硫酸铝铵粗产品；然后通过真空结晶过滤,得到纯度为在80％以上的硫酸铝铵粗产品；最后通过冷冻结晶过滤,得到99％左右的硫酸铝铵产品。因此,本发明有效地将二段浸出萃余液中的铝进行回收利用,并且将回收得到的硫酸铝铵粗产品进一步提纯,以满足工业使用的要求。(The invention discloses a process for preparing aluminum ammonium sulfate by crystallizing two-stage leaching raffinate, which comprises the following steps: (1) adding ammonium sulfate into the raffinate to perform ammonium-aluminum reaction, and crystallizing to obtain an aluminum-ammonium sulfate crude product; (2) adding a dissolving solution into the coarse product of the aluminum ammonium sulfate for dissolving and filtering, and performing vacuum crystallization to obtain a purer coarse product of the aluminum ammonium sulfate; (3) adding deionized water into the purer aluminum ammonium sulfate crude product for dissolving, and freezing and crystallizing to obtain a pure aluminum ammonium sulfate product. Firstly, obtaining an aluminum ammonium sulfate crude product through an ammonium-aluminum reaction; then, vacuum crystallization and filtration are carried out to obtain a crude product of aluminum ammonium sulfate with the purity of more than 80 percent; finally, the aluminum ammonium sulfate product with the concentration of about 99 percent is obtained by freezing, crystallizing and filtering. Therefore, the invention effectively recycles the aluminum in the second-stage leaching raffinate, and further purifies the recycled aluminum ammonium sulfate crude product so as to meet the requirements of industrial use.)

二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺

技术领域

本发明属于钛矿回收利用技术领域，尤其涉及一种二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺。

背景技术

第二段浸出液萃取钛后，溶液中钛、铁含量低，有利于制备纯度较高的硫酸铝铵。现有技术通过向二段浸出萃余液加入(NH₄)₂SO₄进行铵铝反应，反应后将料液加入结晶器进行硫酸铝铵结晶，然而这种方式制备的硫酸铝铵结晶是硫酸铝铵粗产品，其中含有很多杂质，因此需要研究一种硫酸铝铵结晶、提纯工艺。

发明内容

本发明提供一种二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺，以解决现有技术的不足。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺，包括如下步骤：

S1：向萃余液中加入硫酸铵进行铵铝反应，并结晶得到硫酸铝铵粗产品；

S2：向硫酸铝铵粗产品加入溶解液进行溶解、过滤，并真空结晶得到较纯硫酸铝铵粗产品；

S3：向较纯硫酸铝铵粗产品加入去离子水溶解，并冷冻结晶得到纯净硫酸铝铵产品。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S1包括如下子步骤：

S11：将萃余液加热后，按一定铵铝摩尔比加入硫酸铵，以使萃余液中的硫酸铝与硫酸铵反应生成硫酸铝铵；

S12：反应后将料液加入结晶器进行硫酸铝铵结晶得到硫酸铝铵粗产品。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S11中的加热温度为60-120℃；所述步骤S11中的反应时间为10-60min；所述步骤S11中的铵铝摩尔比1:1-1:5。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S2中的溶解液为纯水。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S2包括如下子步骤：

S21：向硫酸铝铵粗产品加入纯水进行溶解；

S22：将纯水溶解液进行过滤去除未溶解的杂质；

S23：将过滤后的溶液进行真空结晶得到较纯硫酸铝铵粗产品；

S24：将较纯硫酸铝铵粗产品通过洗涤水进行洗涤处理。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S2还包括如下子步骤：

S25：将洗涤后的滤液返回步骤S21中进行硫酸铝铵粗产品溶解。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S23中的真空度为2000-2600Pa。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S23中的结晶时间为30-90min。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S3包括如下子步骤：

S31：向较纯硫酸铝铵粗产品加入去离子水溶解；

S32：将去离子水溶解液进行冷冻结晶得到结晶溶液；

S33：将结晶溶液进行过滤得到纯净硫酸铝铵产品和滤液；

S34：将滤液返回步骤S24中作为洗涤水利用。

作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S32中的冷冻结晶温度为-30-15℃；所述步骤S32中的冷冻结晶时间为30-90min。

本发明具有如下有益效果：

本发明首先通过铵铝反应得到硫酸铝铵粗产品；然后通过真空结晶过滤，得到纯度为在80％以上的硫酸铝铵粗产品；最后通过冷冻结晶过滤，得到99％左右的硫酸铝铵产品。因此，本发明有效地将二段浸出萃余液中的铝进行回收利用，并且将回收得到的硫酸铝铵粗产品进一步提纯，以满足工业使用的要求。

附图说明

图1为本发明提供的一种二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种二段浸出萃余液结晶制备硫酸铝铵工艺，包括如下步骤：

(1)向萃余液中加入硫酸铵进行铵铝反应，并结晶得到硫酸铝铵粗产品；

(2)向硫酸铝铵粗产品加入溶解液进行溶解、过滤，并真空结晶得到较纯硫酸铝铵粗产品；

(3)向较纯硫酸铝铵粗产品加入去离子水溶解，并冷冻结晶得到纯净硫酸铝铵产品。

本发明首先通过铵铝反应得到硫酸铝铵粗产品；然后通过真空结晶过滤，得到纯度为在80％以上的硫酸铝铵粗产品；最后通过冷冻结晶过滤，得到99％左右的硫酸铝铵产品。因此，本发明有效地将二段浸出萃余液中的铝进行回收利用，并且将回收得到的硫酸铝铵粗产品进一步提纯，以满足工业使用的要求。

在本实施例中，所述步骤(1)包括如下子步骤：

(11)将萃余液加热后，按一定铵铝摩尔比加入硫酸铵，以使萃余液中的硫酸铝与硫酸铵反应生成硫酸铝铵；

(12)反应后将料液加入结晶器进行硫酸铝铵结晶，然后过滤得到硫酸铝铵粗产品和结晶尾液。

在本实施例中，所述步骤(11)中的加热温度为60-120℃，优选的，步骤(11)中的加热温度为80℃；所述步骤(11)中的反应时间为10-60min，优选的，步骤(11)中的反应时间为30min；所述步骤(11)中的铵铝摩尔比1:1-1:5，优选的，步骤(11)中的铵铝摩尔比1:3。

在本实施例中，所述步骤(2)中的溶解液为纯水。

在本实施例中，所述步骤(2)包括如下子步骤：

(21)向硫酸铝铵粗产品加入纯水进行溶解；

(22)将纯水溶解液进行过滤去除未溶解的杂质；

(23)将过滤后的溶液进行真空结晶、过滤得到较纯硫酸铝铵粗产品；

(24)将较纯硫酸铝铵粗产品通过洗涤水进行洗涤处理。

(25)将洗涤后的滤液返回步骤(21)中进行硫酸铝铵粗产品溶解。

在本实施例中，所述步骤(23)中的真空度为2000-2600Pa，优选的，步骤(23)中的真空度为2400Pa；所述步骤(23)中的结晶时间为30-90min，优选的，步骤(23)中的结晶时间为60min。

在本实施例中，所述步骤(3)包括如下子步骤：

(31)向较纯硫酸铝铵粗产品加入去离子水溶解；

(32)将去离子水溶解液进行冷冻结晶得到结晶溶液；

(33)将结晶溶液进行过滤得到纯净硫酸铝铵产品和滤液；

(34)将滤液返回步骤(24)中作为洗涤水利用。

在本实施例中，所述步骤(32)中的冷冻结晶温度为-30-15℃；所述步骤(32)中的冷冻结晶时间为30-90min，优选的，步骤(32)中的冷冻结晶时间为60min。

具体实施例

如图1所示，二段浸出液萃取钛后，溶液中钛、铁含量低，有利于制备纯度较高的硫酸铝铵。将浸出液加热至80℃，按照铵铝摩尔比为1:3加入(NH₄)₂SO₄进行铵铝反应，维持反应温度为80℃，反应时间为30min，反应后将料液加入结晶器进行硫酸铝铵结晶，然后过滤得到硫酸铝铵结晶粗产品。硫酸铝铵结晶粗产品提纯分两次进行，第一次采用真空结晶(即一次重结晶)，控制体系的真空度为2400Pa，结晶时间为60min，过滤得到80％以上的硫酸铝铵粗产品，第二次结晶采用冷冻结晶(即二次重结晶)，控制结晶温度≤15℃，结晶时间为60min，过滤得到99％左右的硫酸铝铵产品。

第一次真空结晶产品采用去离子水溶解，进行第二次冷冻结晶(即二次重结晶)，两次结晶提纯得到最终硫酸铝铵产品。第二次冷冻结晶滤液返回作为第一次真空结晶产品的洗涤水，洗涤后的液体用于硫酸铝铵粗产品的溶解，硫酸铝铵粗产品溶解后过滤不溶杂质进行第一次真空结晶(即一次重结晶)，第一次真空结晶滤液返回作为浸出矿浆的稀释过滤补充水形成闭路。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。