CN102674415A - 一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法 - Google Patents

一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法 Download PDF

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刘战伟
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Abstract

一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于除硫过程是将空气、氧气或其混合气体通入到预脱硅槽或溶出浆液稀释槽中，在90～110℃的温度下氧化反应1～10h，或者是将空气、氧气或其混合气体通入到高压反应釜中，在120～280℃的温度下氧化反应2～60min，使拜耳法生产氧化铝流程中的不同形态低价硫氧化成高价SO4 2-，然后通过排盐彻底解决氧化铝生产过程中硫的积累问题。本发明中除硫过程不会有外来杂质进入到铝酸钠溶液中对氧化铝生产的后序工艺造成负面影响，而且氧化过程所需的主要原料为空气或氧气，来源广泛且价格较为低廉。采用本发明的除硫方法，铝酸钠溶液的S2-可以全部被氧化成高价硫。

Description

一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法
技术领域
一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，涉及一种采用高硫铝土矿为原料生产氧化铝过程的除去硫的方法。
背景技术
高硫铝土矿中的主要硫化矿物有黄铁矿（FeS2）及其异构体白铁矿和胶黄铁矿以及石膏CaSO4一类硫酸盐等。在拜耳法氧化铝生产过程中硫会首先以S2-的形式进入溶液，并逐渐被氧化成各种形态的硫，如SO3 2-、S2O3 2-和SO4 2-等。拜耳法过程中硫的主要危害首先表现在不同价态的变价硫会加速矿浆加热及溶出系统以及蒸发系统设备的腐蚀过程，从而产生极大的安全隐患；其次会使得氧化铝产品中铁含量升高，产品化学质量变差；再者拜耳法过程中硫的存在还会给赤泥沉降分离及母液蒸发过程的操作带来相应的困难；并且拜耳法过程中硫的存在会使碱耗增加。
国外很少有对铝土矿脱硫问题的研究报道。近年来国内针对拜耳法过程中的脱硫问题进行过一些研究，主要有加入沉淀剂脱硫及进入拜耳法流程前的矿石焙烧法脱硫等，加入沉淀剂（ZnO或钡盐）脱硫效率较高，但由于原料价格昂贵，成本较高，同时也会使溶液中带来新的杂质；矿石焙烧法脱硫需要增加焙烧工序，投资较大，成本也高，同时脱硫率较低。由于没有恰当的除硫方法，所以使大量的高硫铝土矿不能得到有效的开发利用。 
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，提供一种不会有外来杂质，对氧化铝生产的工艺无负面影响，成本低，操作方便的铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于除硫过程是在料浆中通入氧化性气体，使料浆中的不同形态低价硫氧化成SO4 2-，然后通过蒸发排盐工序，以含硫结晶碱形式分离去除。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体为空气、氧气或其混合气体。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于在料浆中通入氧化性气体过程是在预脱硅槽通入的。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于在料浆中通入氧化性气体过程是在溶出浆液稀释槽通入的。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于在料浆中通入氧化性气体过程是在高压反应釜中通入的。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体通入到预脱硅槽或溶出浆液稀释槽中，其氧化温度为90～110℃，氧化反应时间1～10h。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体通入到预脱硅槽或溶出浆液稀释槽中，其通入量为0.5～15g/L-矿浆。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体通入到高压反应釜中，其氧化温度为120～280℃，氧化反应时间2～60min。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于蒸发析出的含硫结晶碱送烧结法系统配制生料浆。
本发明的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于对蒸发析出的含硫结晶碱进行苛化处理后返回氧化铝生产系统。
本发明的优点在于除硫过程中不会有外来杂质进入到铝酸钠溶液中对氧化铝生产的后序工艺造成负面影响，而且氧化过程所需的主要原料为空气或氧气，来源广泛且价格较为低廉。
具体实施方式
一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，除硫过程是将空气、氧气或其混合气体通入到预脱硅槽或溶出浆液稀释槽中，在90～110℃的温度下氧化反应1～10h，或者是将空气、氧气或其混合气体通入到高压反应釜中，在120～280℃的温度下氧化反应2～60min，使拜耳法生产氧化铝流程中的不同形态低价硫氧化成高价SO4 2-，然后通过排盐彻底解决氧化铝生产过程中硫的积累问题。
实施例1
在95℃下将含硫量为0.74％的高硫铝土矿预脱硅反应5h，在预脱硅过程中通入氧气，其中氧气的通入量为3g/L，预脱硅结束后在260℃下溶出1h，与没有通入氧气相比，溶出液中的S2-减少52％。
实施例2
在260℃下将含硫量为0.74％的高硫铝土矿溶出1h，溶出浆液稀释至Nk为150g/L，然后在95℃下通入氧气氧化反应5h，其中氧气的通入量为3g/L，与没有通入氧气相比，稀释溶液中的S2-减少76％。
实施例3
在260℃下将含硫量为0.74％的高硫铝土矿溶出1h，溶出浆液稀释至Nk为150g/L，然后在105℃下通入氧气氧化反应5h，其中氧气的通入量为3g/L，与没有通入氧气相比，稀释溶液中的S2-减少88％。
实施例4
在260℃下将含硫量为0.74％的高硫铝土矿溶出1h，溶出浆液稀释至Nk为150g/L，然后在95℃下通入空气氧化反应5h，其中空气的通入量为12g/L，与没有通入空气相比，稀释溶液中的S2-减少21％。
实施例5
在260℃下将含硫量为0.74％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出45min，溶出过程中通入氧气，其中氧气的通入量为1.5g/L，与没有通入氧气相比，溶出液中的S2-减少93％。
实施例6
在260℃下将含硫量为0.74％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出45min，溶出过程中通入氧气，其中氧气的通入量为2.5g/L，溶出液中的S2-全部被氧化。
实施例7
在260℃下将含硫量为2.05％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出1h，溶出过程中通入氧气，其中氧气的通入量为7g/L，溶出液中的S2-全部被氧化。
实施例8
在260℃下将含硫量为2.05％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出1h，溶出过程中通入空气，其中空气的通入量为15g/L，与没有通入空气相比，溶出液中的S2-减少19％。
实施例9
在280℃下将含硫量为2.05％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出1h，溶出过程中通入氧气，其中氧气的通入量为5g/L，溶出液中的S2-全部被氧化。
实施例10
在260℃下将含硫量为0.48％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出1h，溶出过程中通入氧气，其中氧气的通入量为2g/L，溶出液中的S2-全部被氧化。种分母液通过蒸发结晶析出的含硫结晶碱送烧结法系统配制生料浆，并在生料浆配制过程中加入煤粉，从而解决氧化铝生产过程中硫的积累问题。
实施例11
在260℃下将含硫量为0.48％的高硫铝土矿在高压反应釜中溶出1h，溶出过程中通入氧气，其中氧气的通入量为2g/L，溶出液中的S2-全部被氧化。种分母液通过蒸发结晶析出的含硫结晶碱进行苛化处理，苛化液返回氧化铝生产系统。

Claims (10)

1.一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于除硫过程是在料浆中通入氧化性气体，使料浆中的硫氧化成SO4 2-，然后通过蒸发排盐工序，以含硫结晶碱形式分离去除。
2.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体为空气、氧气或其混合气体。
3.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于在料浆中通入氧化性气体过程是在预脱硅槽通入的。
4.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于在料浆中通入氧化性气体过程是在溶出浆液稀释槽通入的。
5.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于在料浆中通入氧化性气体过程是在高压反应釜中通入的。
6.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体通入到预脱硅槽或溶出浆液稀释槽中，其氧化温度为90～110℃，氧化反应时间1～10h。
7.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体通入到预脱硅槽或溶出浆液稀释槽中，其通入量为0.5～15g/L-矿浆。
8.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于所述的氧化性气体通入到高压反应釜中，其氧化温度为120～280℃，氧化反应时间2～60min。
9.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于蒸发析出的含硫结晶碱送烧结法系统配制生料浆。
10.根据权利要求1所述的一种铝土矿生产氧化铝过程的除硫方法，其特征在于对蒸发析出的含硫结晶碱进行苛化处理后返回氧化铝生产系统。
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