CN102838150A

CN102838150A - 拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法

Info

Publication number: CN102838150A
Application number: CN2011101658861A
Authority: CN
Inventors: 徐树涛; 李军旗; 金刚; 周正明; 王家伟; 陈朝轶; 车蓉; 赵平源
Original assignee: Guiyang Aluminum Magnesium Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: Guiyang Aluminum Magnesium Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-26

Abstract

本发明公开了一种拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法，将含铝物料与钡盐脱硫渣混合，在1000～1700℃焙烧，即得铝酸钡脱硫剂，循环用于拜耳法中的湿法脱硫，钡盐脱硫渣的回收及循环利用大大降低了原生产脱硫剂的原料用量，大大降低了脱硫成本，并且本发明方法制备的铝酸钡脱硫剂堆积密度为1.5g/cm³左右，体积平均粒度为89.808μm左右，纯度可达95%以上，在种分母液中的脱硫率为60～85%，在苛化后液中的脱硫率可达70～95%，纯度高、活性大、分散性好、脱硫效果好，为高硫铝土矿的工业应用奠定更有利的经济基础，使其成为技术经济效益良好的可用资源。

Description

拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法

技术领域

本发明涉及拜耳法生产氧化铝技术领域，特别是涉及一种拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法。

背景技术

由于国内氧化铝产量大幅度增长导致了对铝土矿需求量的急剧增加，铝土矿资源瓶颈制约加剧。针对当前高品位铝土矿储量日渐减少、供矿品位下降的趋势，有必要加快开发和完善其它类型铝土矿的利用技术，扩大铝土矿可用资源量，提高资源利用率。

我国铝土矿资源储量丰富，已探明储量达23亿吨，其中，一水硬铝石高硫型铝土矿储量1.5亿吨以上，近年有关资料表明大约有4亿吨，主要分布在贵州（遵义、务川、清镇）、广西、重庆、河南、山东中部淄博-枣庄一带。这类矿石以中高铝、中低硅、高硫、低—高铁、中高铝硅比矿石为主，比较适于采用工艺简单的拜耳法生产或联合法生产，但必须对其中的硫进行脱除处理。

因为硫的存在对氧化铝生产工艺会造成如下负面影响：①硫的存在将破坏氧化铝的溶出和烧结过程，生产流程中硫的积累使碱耗增加，铝土矿中每1公斤硫大约损耗1～1.5公斤NaOH；②由于硫酸钠的结晶析出，将使种分分解率下降；③硫化物和硫代硫酸盐加剧对钢设备的腐蚀，引起溶液中可溶性铁的浓度增高，氢氧化铝被污染；④硫的带入，最终以FeS、硫铁矿等形态进入赤泥，由于它们易吸附较多的Al(OH)₄ ^-、Na⁺和吸附水，将使赤泥沉降性能变差；⑤更重要的是当生产流程中硫酸钠积累到一定数量时，将严重影响正常的生产操作，甚至使生产无法进行。关于脱硫的研究方法较多，主要有浮选法、预焙烧、分解母液冷冻和湿法脱硫：

浮选法工艺虽然简单，但存在以下几个问题: A.在破碎与磨矿过程中，铝硅酸盐矿物比一水硬铝石易碎易磨，容易造成脉石矿物的泥化，导致浮选指标恶化；B.精矿过滤和脱水困难，而精矿中所含水份必须在蒸发段去除，增加了不必要的能量消耗；C.精矿表面吸附有大量的药剂，成本高，同时给系统带入大量有机物；D.增加废水处理费用。

预焙烧法处理高硫高品位铝土矿时，焙烧脱硫也只能脱除一部分硫使铝土矿中的含硫量低于拜耳法要求的0.7%控制线，其矿石处理量很大，能耗高，释放的SO₂气体将排放进入大气(增加二次处理费用)。从生产工艺、经济效益和生产环境的角度来说，该法能耗较高、优势不大。

分解母液冷冻法在工业上技术难度较大，需降温到-10℃～-15℃，除掉硫后还需升温对矿石溶出，其能耗太大。

湿法脱硫是指在溶出后的铝酸钠溶液或母液中加入添加剂进行脱硫的过程，钡盐（铝酸钡、氧化钡和氢氧化钡等）是湿法脱硫效果较好的脱硫剂，此外，对碳酸根、硅酸根以及有机物的脱除也有一定的效果。其中，尤以铝酸钡脱硫的效果较优，唯一表现出的缺点是铝酸钡脱硫剂用量较大，生产1吨氧化铝所需脱硫成本约为60～100元。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有拜耳法中铝酸钡脱硫的成本高的缺陷，提供一种拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法，采用该方法将钡盐脱硫渣制成铝酸钡循环用于拜耳法中的湿法脱硫，大大降低了脱硫成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法：将含铝物料与钡盐脱硫渣混合，在1000～1700℃焙烧，即得铝酸钡脱硫剂，循环用于拜耳法中的湿法脱硫。

优选的，上述循环利用方法中，含铝物料与钡盐脱硫渣按氧化铝与氧化钡的摩尔比为0.8～2的比例混合。

最佳的，前述拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法：将含铝物料与钡盐脱硫渣按氧化铝与氧化钡的摩尔比为0.8～2的比例混合均匀，在温度为1000～1700℃的焙烧炉内焙烧20～80min，即得铝酸钡脱硫剂。

前述含铝物料为铝土矿、氧化铝或氢氧化铝。而钡盐脱硫渣为溶出后液、粗液、种分母液、苛化后液、循环母液利用钡盐脱硫后所产生的脱硫渣。

钡盐脱硫渣的主要成分是BaCO₃和BaSO₄组成的混合物。在高温下，钡盐脱硫渣和含铝物料发生化学反应生成铝酸钡。化学反应式如下：

Figure 2011101658861100002DEST_PATH_IMAGE002

与现有技术相比，本发明是用湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣取代BaCO₃与含铝物料混合，制成铝酸钡，可作为脱硫剂循环用于拜耳法中的湿法脱硫，钡盐脱硫渣的回收及循环利用大大降低了原生产脱硫剂的原料用量，从而大大降低了脱硫成本，并且本发明方法制备的铝酸钡脱硫剂堆积密度为1.5g/cm³左右，体积平均粒度为89.808μm左右，纯度可达95%以上，用于种分母液时的脱硫率为60～85%，用于苛化后液时的脱硫率可达70～95%，纯度高、活性大、分散性好、脱硫效果好，为高硫铝土矿的工业应用奠定更有利的经济基础，使其成为技术经济效益良好的可用资源。

具体实施方式

实施例1：采用铝酸钡对高硫铝土矿溶出后的种分母液进行脱硫处理，得到钡盐脱硫渣，将钡盐脱硫渣与氢氧化铝按照氧化铝与氧化钡的摩尔比为1.1的比例混合均匀，置于焙烧炉中，焙烧温度为1350℃，焙烧30min，制备出铝酸钡脱硫剂，其纯度为97.21%，可循环用于种分母液或者苛化后液的脱硫处理。

实施例2：采用铝酸钡对高硫铝土矿溶出后的苛化后液进行脱硫处理，得到钡盐脱硫渣，与铝土矿按照氧化铝与氧化钡的摩尔比为1.2的比例混合，置于焙烧炉中，焙烧温度为1450℃，焙烧60min，制备出铝酸钡脱硫剂，其纯度为94.33%。

实施例3：采用实施例1和2所制备的铝酸钡脱硫剂对高硫铝土矿溶出后的苛化后液进行脱硫，当温度为60℃、时间为25min、添加量为理论用量的100%时，脱硫率为90%以上。

实施例4：采用实施例1和2所制备的铝酸钡产品对高硫铝土矿溶出后的种分母液进行脱硫，当温度为60℃、时间为30min、添加量为理论用量的100%时，脱硫率为80%以上。

Claims

1.拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法，其特征在于：将含铝物料与钡盐脱硫渣混合，在1000～1700℃焙烧，即得铝酸钡脱硫剂，循环用于拜耳法中的湿法脱硫。

2.按照权利要求1所述拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法，其特征在于：含铝物料与钡盐脱硫渣按氧化铝与氧化钡的摩尔比为0.8～2的比例混合。

3.按照权利要求2所述拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用发放，其特征在于：将含铝物料与钡盐脱硫渣按氧化铝与氧化钡的摩尔比为0.8～2的比例混合均匀，在温度为1000～1700℃的焙烧炉内焙烧20～80min，即得铝酸钡脱硫剂。

4.按照权利要求1至3任一所述拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法，其特征在于：所述含铝物料为铝土矿、氧化铝或氢氧化铝。

5.按照权利要求1至3任一所述拜耳法中湿法脱硫产生的钡盐脱硫渣的循环利用方法，其特征在于：所述钡盐脱硫渣为溶出后液、粗液、种分母液、苛化后液、循环母液利用钡盐脱硫后所产生的脱硫渣。