毛矾石

硫酸盐溶液作用于含铝矿物而形成的硫酸盐矿物

毛矾石是由硫酸盐溶液作用于含铝矿物而形成的一种硫酸盐矿物。它是含水的硫酸铝〔Al2(SO4)3·17H2O〕。毛矾石位于新疆哈密老毛湖地区，地质条件恶劣，严重缺水，矿石产地不能进行生产。毛矾石多用途产品的开发，对当地资源的开发具有一定的意义。

简介

毛矾石常在含黄铁矿的煤层、页岩或板岩中呈风化或裂隙充填物产出，并在硫化物矿床的铁帽中和火山喷发矿床中产出。

毛矾石有白、黄、红等颜色，具有玻璃光泽或丝绢光泽，呈纤维状块体或壳状。由于它们像盐华，比较老的文献中，毛矾石和其他毛发状硫酸盐矿物被称为发盐（Haarsalz）。

毛矾石的发现及应用

工业硫酸铝主要用于造纸、净水、印染等部门，对杂质含量也有一定要求。如作为净水剂，要求铅、砷含量应符合卫生标准；用于造纸行业，尤其是制造高档纸，则要求铁含量较低。

国内生产硫酸铝的原料主要有铝矾土、明矾石等，生产过程主要采用煅烧酸浸法和加压酸浸法，能耗高、设备腐蚀严重。新疆哈密地区伊吾县淖毛湖地区气候干燥，自然条件恶劣，在探明铁矿同时，发现了伴生天然硫酸铝矿- 毛矾石矿矿点。此点有矾矿体8个，赋存于黄铁矿矿床氧化带顶部的中心部位，为次生淋滤型矿床。由于处于氧化带中（除明矾石外，其它均属于次生矿物），所以矾类矿物赋存状态极为复杂，复盐矾类矿物达14 种以上，主要为毛矾石矿、红铁矾- 毛矾石矿、铜矾- 毛矾石矿等。矿石呈黄灰- 淡黄褐色，由蚀变矿物及次生石英岩构成基体，以毛矾石为主的矾类矿物以各种形式嵌在基体之中，矿石较坚硬。

经土法开采试生产，3t 矿石可生产1t 硫酸铝产品，主含量Al2O37.5%～15.45% ， SO323.30%～42.34% ，基本符合质量标准。

对毛矾石矿可直接用水浸取硫酸铝，生产工艺简单，生产成本低。但由于其组成形式多，导致浸取液成分复杂，给精制过程带来困难。

毛矾石矿的组成

对毛矾石矿样进行分析。分析结果见表1 。物相分析结果表明，矿石中可溶性Al2O3 为5.42% ，可溶性铁为5.27% ，其余为难溶性Al2O3和Fe 。

毛矾石制成工业硫酸铝生产工艺流程

硫酸铝是普通的无机盐产品，生产工艺成熟。毛矾石中的有效成分是可溶性硫酸铝，可用水直接浸取。但矿石中可溶性铁高达5.27% ，所以浸出液中含有大量的铁离子。由于铁和铝的化学性质相近，用一般的方法不易分离。除铁是本试验的键和难点。经过试验，采用加入沉降剂的方法达到除铁目的。最终生产出的工业硫酸铝可达到一等品。工艺流程见图1 。

矿石粉碎磨矿至90%过60目筛，在常温下按比例用水搅拌浸取1～2h 后，沉淀澄清时，取出上层清液，分离出矿泥，矿泥用清水逆流洗涤三次。清液除铜，置换出的铜粉可收集。在除铜液中加入沉降剂除铁，保温沉降。分离出沉淀，沉淀可用于洗涤矿泥。除铁液经过蒸发浓缩至115～117℃左右出料，冷却结晶，粉碎即得硫酸铝。

毛矾石浸取液除铜

毛矾石中铜的含量为0. 08% ，由于浸取液呈酸性，铜大部分进入到浸取液中，为0.5g/L 左右。铜的存在，会使固体产品呈黄绿色，影响产品含量和外观。可用铝粉作置换反应，同时还可增加溶液中铝的含量。铝粉要经过预处理。

毛矾石除铁研究

毛矾石中可溶性Fe 含量达5.27% ，由浸取液得到的固体硫酸铝中铁含量达不到标准要求，必须通过进一步除铁才能得到合格的硫酸铝。本试验对几种常见的除铁方法，如重结晶法、调节pH 法、胺萃取法、硫化钡沉淀法等进行了试验均不理想。所以采用加入沉淀剂的方法，形成铁的沉淀物，从而使铁除去。为保证除铁过程的顺利进行，需在保温条件下进行，加入定量的絮凝剂，沉降物可进入到浸取工序，清液进入下一工序。将未除铁液浓缩制取固体硫酸铝，所制取的固体硫酸铝中铁含量比化工行业硫酸铝标准（HG2225 - 91）中的合格品0. 40 %高很多。

浸取液中分别加入不同克数的沉降剂，分析清液中的Al2O3 、Fe 的含量，以及相应固体中所含Al2O3 、Fe 的含量，在除铜液中加入4g/L 沉淀剂，即可得到合格品的硫酸铝。清液中的铁含量< 1.91g/L 时，即可得固体合格品。利用铁含量的高低，可作为控制固体产品铁含量的一个指标。

总结

毛矾石是国内少见的含天然硫酸铝的矿石。生产过程用水常压、常温浸取，降低能耗，减少设备腐蚀，降低生产成本。通过控制浸取条件，并对浸取液进行除铜和加入沉淀剂，得到符合HG2227-91 标准要求的工业硫酸铝。由于硫酸铝是普通的无机盐产品，附加值低。除铁工艺会增加成本，建议可用毛矾石矿生产水处理剂硫酸铝和其它的聚铝铁絮凝剂。制得的水处理剂硫酸铝不用处理，重金属含量符合标准要求。

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