CN113428883A - 一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，属于矿物处理技术领域。本发明将碱液加入到铝土矿中，在温度为90～180℃、搅拌下进行碱性浸出3～6h得到碱性矿浆；碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法工艺流程，碱性浸出液添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐。本发明方法不仅可以实现铝土矿中硫和有机物的有效脱除，提高氧化铝的质量和产量，而且实现了整个工艺的循环流通和物料的循环使用，实用性和可操性较高，经济效益较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，属于矿物处理技术领域。
背景技术
目前，全球生产氧化铝的企业中，90％以上都是采用拜耳法生产工艺。但随高品味铝土矿的减少，高硫、高有机物的铝土矿不得不被应用到氧化铝生产行业中来。硫和有机物对拜耳法生产氧化铝工艺的危害越来越明显。硫和有机物的存在会使铝酸钠溶液粘度、比重、比热增大，严重影响矿浆分离；阻止碱液与铝土矿接触，降低氧化铝的溶出率；会使产品颜色泛黄，降低氧化铝的质量；降低氢氧化铝的晶种分解速率，降低产量。
目前，没有任何一种方法能够有效的将铝土矿中的硫和有机物同时全部脱除。
发明内容
本发明针对现有技术中硫和有机物在拜耳法生产氧化铝工艺中，对氧化铝生产的产量和质量的影响，提供一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，本发明在拜耳法溶出前，对铝土矿进行脱硫和脱有机物处理，从源头上脱除了进入拜耳法生产工艺前铝土矿中的硫和有机物，避免拜耳法生产工艺中硫和有机物的存在会使铝酸钠溶液粘度、比重、比热增大，严重影响矿浆分离；提高在拜耳法生产工艺中氧化铝的溶出率，提升氧化铝的品质。
一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为90～180℃、搅拌下进行碱性浸出3～6h得到碱性矿浆；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法生产工艺，碱性浸出液添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐；其中滤渣的主要成分为CaCO3和CaSO4，焙烧得到CaO；
所述步骤(1)碱液中NaOH的浓度不低于15g/L；碱液与铝土矿的液固比mL:g为2～4:1；
所述步骤(2)钙盐的加入量为8～15g/L；
所述步骤(2)湿式氧化的温度180～260℃、压强为3～6MPa、氧化时间为1～4h、搅拌速度为15～35r/min
所述步骤(3)焙烧温度为850～1100℃。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中铝土矿中的硫主要来自铝土矿中的黄铁矿，有机物主要来自铝土矿表面附着的腐植酸，通过碱性浸出将硫和有机物浸出至碱液中，碱液添加钙盐经湿式氧化去除硫和有机物；
(2)本发明通过对铝土矿的预先处理，从源头上脱除了进入拜耳法生产工艺前铝土矿中的硫和有机物，不会对后续氧化铝的生产工艺产生任何影响，更有利于氧化铝的生产；
(3)本发明碱液可返回重新浸出铝土矿，实现了物料的循环使用，使工艺实现了循环，使整个生产经济、节能、高效；
(4)本发明滤渣可经焙烧得到钙盐，可返回再次添加到碱性浸出液中，节约成本；
(5)本发明方法能够实现工艺循环，经济成本低、效益好，效率高、能耗低，可操作性强，可行性好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：经碳硫分析仪检测，本实施例铝土矿硫含量为1.76％，碳含量为0.5％；
一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为90℃、搅拌下进行碱性浸出3h得到碱性矿浆；其中碱液中NaOH的浓度为15g/L；碱液与铝土矿的液固比为4:1(mL:g)；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法生产工艺，碱性浸出液置于高压反应釜中，通入氧气，添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；其中钙盐CaO的加入量为8g/L，氧气通入速率为 80mL/min，湿式氧化的温度180℃、压强为3MPa、氧化时间为1h、搅拌速度为15r/min；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐；其中滤渣的主要成分为CaCO3和CaSO4，焙烧得到CaO；其中焙烧温度为850℃，时间为1h；
经碳硫分析仪检测后，本实施例预处理后的铝土矿硫的脱除率为94.12％，有机物的脱除率为95.33％。
实施例2：经碳硫分析仪检测，本实施例铝土矿硫含量为1.76％，碳含量为0.5％；
一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为100℃、搅拌下进行碱性浸出4h得到碱性矿浆；其中碱液中NaOH的浓度为15g/L；碱液与铝土矿的液固比为3:1(mL:g)；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法生产工艺，碱性浸出液置于高压反应釜中，通入氧气，添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；其中钙盐CaO的加入量为8g/L，氧气通入速率为 80mL/min，湿式氧化的温度240℃、压强为4MPa、氧化时间为3h、搅拌速度为20r/min；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐；其中滤渣的主要成分为CaCO3和CaSO4，焙烧得到CaO；其中焙烧温度为900℃，时间为1h；
经碳硫分析仪检测后，本实施例预处理后的铝土矿硫的脱除率为94.85％，有机物的脱除率为95.67％。
实施例3：经碳硫分析仪检测，本实施例铝土矿硫含量为1.76％，碳含量为0.5％；
一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为120℃、搅拌下进行碱性浸出4h得到碱性矿浆；其中碱液中NaOH的浓度为18g/L；碱液与铝土矿的液固比为3:1(mL:g)；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法生产工艺，碱性浸出液置于高压反应釜中，通入氧气，添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；其中钙盐CaO的加入量为10g/L，氧气通入速率为 80mL/min，湿式氧化的温度260℃、压强为4.5MPa、氧化时间为2h、搅拌速度为25r/min；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐；其中滤渣的主要成分为CaCO3和CaSO4，焙烧得到CaO；其中焙烧温度为950℃，时间为1h；
经碳硫分析仪检测后，本实施例预处理后的铝土矿硫的脱除率为99.37％，有机物的脱除率为99.25％。
实施例4：经碳硫分析仪检测，本实施例铝土矿硫含量为1.76％，碳含量为0.5％；
一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为160℃、搅拌下进行碱性浸出5h得到碱性矿浆；其中碱液中NaOH的浓度为20g/L；碱液与铝土矿的液固比为3:1(mL:g)；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法生产工艺，碱性浸出液置于高压反应釜中，通入氧气，添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；其中钙盐CaO的加入量为10g/L，氧气通入速率为 80mL/min，湿式氧化的温度260℃、压强为5MPa、氧化时间为2h、搅拌速度为25r/min；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐；其中滤渣的主要成分为CaCO3和CaSO4，焙烧得到CaO；其中焙烧温度为1000℃，时间为1h；
经碳硫分析仪检测后，本实施例预处理后的铝土矿硫的脱除率为96.34％，有机物的脱除率为96.52％。
实施例5：经碳硫分析仪检测，本实施例铝土矿硫含量为1.76％，碳含量为0.5％；
一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为180℃、搅拌下进行碱性浸出6h得到碱性矿浆；其中碱液中NaOH的浓度为25g/L；碱液与铝土矿的液固比为2:1(mL:g)；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法生产工艺，碱性浸出液置于高压反应釜中，通入氧气，添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；其中钙盐CaO的加入量为15g/L，氧气通入速率为 80mL/min，湿式氧化的温度260℃、压强为6MPa、氧化时间为4h、搅拌速度为35r/min；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐；其中滤渣的主要成分为CaCO3和CaSO4，焙烧得到CaO；其中焙烧温度为 1100℃，时间为1h；
经碳硫分析仪检测后，本实施例预处理后的铝土矿硫的脱除率为95.62％，有机物的脱除率为95.77％。
以上结合对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种铝土矿中硫和有机物的脱除方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将碱液加入到铝土矿中，在温度为90～180℃、搅拌下进行碱性浸出3～6h得到碱性矿浆；
(2)碱性矿浆经固液分离得到预处理后的铝土矿和碱性浸出液，预处理后的铝土矿进入拜耳法工艺流程，碱性浸出液添加钙盐经湿式氧化，脱除碱性浸出液中的硫和有机物，得到浆液；
(3)浆液过滤得到滤液和滤渣，滤液蒸发浓缩后返回步骤(1)取代碱液，滤渣经焙烧得到钙盐。
2.根据权利要求1所述铝土矿中硫和有机物的脱除方法，其特征在于：步骤(1)碱液中NaOH的浓度不低于15g/L，碱液与铝土矿的液固比mL:g为2～4:1。
3.根据权利要求1所述铝土矿中硫和有机物的脱除方法，其特征在于：步骤(2)钙盐的加入量为8～15g/L。
4.根据权利要求1所述铝土矿中硫和有机物的脱除方法，其特征在于：步骤(2)湿式氧化的温度180～260℃、压强为3～6MPa、氧化时间为1～4h、搅拌速度为15～35r/min。
5.根据权利要求1所述铝土矿中硫和有机物的脱除方法，其特征在于：步骤(3)焙烧温度为850～1100℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210924 |