一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，將破碎的高硫鋁土礦進(jìn)行粗磨，經(jīng)焙燒處理后使得礦石硫含量小于0.7%，然后直接利用拜耳法進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)流程。預(yù)焙燒處理后改善了礦石的溶出性能，不需細(xì)磨便可獲得較好的溶出效果，并降低了礦石細(xì)磨過(guò)程的能耗，有利于焙燒過(guò)程的設(shè)備選型，適于處理高硫鋁土礦。本發(fā)明的礦石在較粗的粒度下焙燒，有利于產(chǎn)生的SO2（或SO3）氣體溢出，焙燒脫硫效果好，本發(fā)明還降低了礦石細(xì)磨過(guò)程的能源消耗，避免了粒度過(guò)細(xì)而引起的“過(guò)燒”及粉塵污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，降低了脫硫成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)當(dāng)前我國(guó)對(duì)鋁土礦需求量大幅度增加，以及高品位鋁土礦儲(chǔ)量日漸減少的現(xiàn)狀，加快開(kāi)發(fā)和完善利用高硫型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)顯得非常必要。
[0003]我國(guó)一水硬鋁石高硫型鋁土礦儲(chǔ)量在5.6億噸以上，通常當(dāng)?shù)V石中硫含量大于0.7%時(shí)稱(chēng)為聞硫招土礦，礦石中的硫以黃鐵礦等形態(tài)存在。目如開(kāi)米的聞硫招土礦以中聞?wù)?、中低娃、聞硫、中聞?wù)型薇葹橥?，平均招娃比?左右，硫含量聞的達(dá)4%，平均硫含量為1%左右。利用拜耳法直接處理高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁，必須面對(duì)硫進(jìn)入溶液后帶來(lái)的各種問(wèn)題。硫的存在將破壞氧化鋁的溶出和燒結(jié)過(guò)程,生產(chǎn)流程中硫的積累使堿耗增加；硫酸鈉的結(jié)晶析出，使種分分解率下降；硫化物和硫代硫酸鹽加劇對(duì)鋼設(shè)備的腐蝕，引起溶液中可溶性鐵的濃度增高，氫氧化鋁被污染；蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生結(jié)疤或堵塞管道，生產(chǎn)流程中硫酸鈉積累到一定數(shù)量時(shí)，使得生發(fā)操作難以進(jìn)行，甚至無(wú)法正常生產(chǎn)。通常高硫鋁土礦中含有一定量的有機(jī)物，有機(jī)物對(duì)溶液分解率、氫氧化鋁結(jié)晶和產(chǎn)品質(zhì)量均帶來(lái)不利的影響。
[0004]近年來(lái)，學(xué)者們提出了利用包括選礦、燒結(jié)、生料加煤排硫等技術(shù)，先將高硫礦進(jìn)行處理后用于拜耳法生產(chǎn)，由于存在排硫效果差、能耗高等原因，均未獲得廣泛應(yīng)用，限制了高硫鋁土礦的大量應(yīng)用。采用工藝簡(jiǎn)單的拜耳法進(jìn)行生產(chǎn)，通常情況，礦石中的黃鐵礦在拜耳循環(huán)過(guò)程中進(jìn)入溶液被逐漸氧化成SOf和SOf，并逐漸積累，對(duì)氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程造成極大危害。因此，必須對(duì)拜耳溶出液中的硫進(jìn)行脫除處理。溶出液中碳?jí)A濃度較高，利用脫硫劑除硫時(shí)，大部分會(huì)與COf發(fā)生反應(yīng)，除硫效果并不理想。
[0005]目前，有學(xué)者提出利用燒結(jié)法(包括流態(tài)化焙燒)處理高硫鋁土礦，其前提是礦石需經(jīng)過(guò)細(xì)磨工序，存在能耗較高、設(shè)備選型難度較大、處理量較小等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)行的焙燒法處理高硫鋁土礦存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種預(yù)焙燒脫硫法處理高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的新方法，將破碎的高硫鋁土礦進(jìn)行粗磨，經(jīng)焙燒處理后直接利用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，避免了礦石粒度過(guò)細(xì)引起的粉塵污染問(wèn)題，降低了細(xì)磨過(guò)程的能耗，并可消除礦石中的硫?qū)ιa(chǎn)設(shè)備和礦石中有機(jī)物的影響對(duì)生產(chǎn)工藝的不利影響。
[0007]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的這種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，采用的高硫鋁土礦，其硫含量為1~4%，并具體包括以下步驟:
(I)粗磨:將高硫鋁土礦破碎、盤(pán)磨至礦石粒度為20目占20-80%。
[0008](2)焙燒脫硫:將粗磨后的礦石置于馬弗爐或回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為40(T80(TC，焙燒時(shí)間為l(T60min，焙燒過(guò)程中通入適量空氣，焙燒后礦石中硫含量低于0.7wt%，焙燒后礦石粒度為20目占30~100%。。
[0009](3)拜耳法溶出:利用拜耳法對(duì)上述焙燒礦進(jìn)行溶出，溶出條件為溫度220~280°C，時(shí)間3(T70min，苛堿濃度220~250g/l，石灰添加量為2%~12%。
[0010]礦石中氧化鋁溶出率大于94%，硫溶出率小于30%。
[0011]本發(fā)明將破碎的高硫鋁土礦進(jìn)行粗磨，降低了細(xì)磨過(guò)程的能耗，預(yù)焙燒脫硫處理后直接進(jìn)行拜耳溶出，預(yù)焙燒脫硫后改善了礦石的溶出性能，利用拜耳赤泥吸收高硫鋁土礦預(yù)焙燒過(guò)程產(chǎn)生的含硫煙氣。
[0012]本發(fā)明中氫氧化鋁煅燒過(guò)程的尾氣溫度為100(Tl30(rC，可利用其余熱對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)焙燒，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，降低能耗。而焙燒過(guò)程所產(chǎn)生的SO2和SO3氣體，可利用拜耳赤泥吸收。
[0013]本發(fā)明的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有:
1、礦石在較粗的粒度下焙燒，礦石之間的孔隙較大，有利于產(chǎn)生的SO2 (或SO3)氣體溢出，在相同焙燒條件下，粗磨礦較細(xì)磨礦的焙燒脫硫效果好。 [0014]2、高硫鋁土礦經(jīng)焙燒脫硫后礦石粒度有所降低，脆性明顯增加，拜耳溶出過(guò)程中由于攪拌作用，直接對(duì)焙燒礦進(jìn)行拜耳溶出，便可獲得較高氧化鋁溶出率，降低了礦石細(xì)磨過(guò)程的能源消耗，避免了粒度過(guò)細(xì)而引起的“過(guò)燒”及粉塵污染問(wèn)題。
[0015]3、無(wú)需添加任何脫硫劑，利用氧化鋁生產(chǎn)中煅燒工藝的尾氣余熱對(duì)礦石進(jìn)行焙燒脫硫，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，降低了脫硫成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，圖1展示了本發(fā)明的工藝流程，從圖中可以看到，本發(fā)明的工藝主要步驟如下:
(I)粗磨:將高硫鋁土礦破碎、盤(pán)磨至礦石粒度為20目占20-80%。
[0019](2)焙燒脫硫:將粗磨后的礦石置于馬弗爐或回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為40(T80(TC，焙燒時(shí)間為l(T60min，焙燒過(guò)程中通入適量空氣，焙燒后礦石中硫含量低于
0.7wt%，焙燒后礦石粒度為20目占30~100%。。
[0020](3)拜耳法溶出:利用拜耳法對(duì)上述焙燒礦進(jìn)行溶出，溶出條件為溫度220~280°C，時(shí)間3(T70min，苛堿濃度220~250g/l，石灰添加量為2%~12%。
[0021]下面提供本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例:實(shí)施例1:
將成分為Α120364.28%,StL 415%、A/S為7.38的高硫鋁土礦粗磨至20目占70%，取50g置于馬氟爐中焙燒脫硫，通入200ml/min的壓縮空氣，焙燒溫度700°C，焙燒時(shí)間20min，焙燒后礦石硫含量降至0.47%，脫硫率為66.8%，焙燒后礦石粒度為20目占80%。
[0022]利用拜爾法對(duì)焙燒礦直接進(jìn)行溶出，在溫度為260°C、時(shí)間為60min、苛堿濃度為245g/ L、石灰添加量為6%的溶出條件下，氧化鋁相對(duì)溶出率達(dá)到94.2%，硫的溶出率為18.1%。[0023]將焙燒礦石球磨至200目占70%~80%，在上述條件下進(jìn)行拜爾溶出，氧化鋁相對(duì)溶出率為90.3%，硫的溶出率為20.4%。這是由于礦石粒度較細(xì)，氧化鋁溶出速率較快，溶液中部分氧化鋁生成水化石榴石轉(zhuǎn)入渣相，導(dǎo)致其溶出率下降。
[0024]實(shí)施例2:
將成分為Al20365.08%、St2.329%、A/S為7.49的高硫鋁土礦粗磨至20目占70%，取50g置于馬氟爐中焙燒脫硫，通入200ml/min的壓縮空氣，焙燒溫度700°C，焙燒時(shí)間20min，焙燒后礦石硫含量降至0.31%，脫硫率為95.7%，焙燒后礦石粒度為20目占83%。
[0025]利用拜爾法對(duì)焙燒礦直接進(jìn)行溶出，在溫度為260°C、時(shí)間為60min、苛堿濃度為245g/ L、石灰添加量為6%的溶出條件下，氧化鋁相對(duì)溶出率達(dá)到95.1%，硫的溶出率為
14.3%ο
[0026]將焙燒礦石球磨至200目占70%~80%，在上述條件下進(jìn)行拜爾溶出，氧化鋁相對(duì)溶出率為91.3%，硫的溶出率為18.6%。
[0027]實(shí)施例3:
將成分為Α120366.5%、ST2.331%、A/S為6.88的高硫鋁土礦粗磨至20目占70%，取50g置于馬氟爐中焙燒脫硫，通入200ml/min的壓縮空氣，焙燒溫度700°C，焙燒時(shí)間20min，焙燒后礦石硫含量降至0.48%，脫硫率為79.4%，焙燒后礦石粒度為20目占81%。
[0028]利用拜爾法對(duì)焙燒礦直接進(jìn)行溶出，在溫度為260°C、時(shí)間為60min、苛堿濃度為245g/ L、石灰添加量為6%的溶出條件下，氧化鋁相對(duì)溶出率達(dá)到94.8%，硫的溶出率為16.3%ο
[0029]將焙燒礦石球磨至200目占70%~80%，在上述條件下進(jìn)行拜爾溶出，氧化鋁相對(duì)溶出率為90.8%，硫的溶出率為19.4%。
[0030]實(shí)施例4:
將成分為Al20364.62%、St3.761%,A/S為7.63的高硫鋁土礦粗磨至20目占70%，取50g置于馬氟爐中焙燒脫硫，通入200ml/min的壓縮空氣，焙燒溫度700°C，焙燒時(shí)間20min，焙燒后礦石硫含量降至0.51%，脫硫率為86.5%，焙燒后礦石粒度為20目占82%。
[0031]利用拜爾法對(duì)焙燒礦直接進(jìn)行溶出，在溫度為260°C、時(shí)間為60min、苛堿濃度為245g/ L、石灰添加量為6%的溶出條件下，氧化鋁相對(duì)溶出率達(dá)到94.9%，硫的溶出率為
16.6%ο
[0032]將焙燒礦石球磨至200目占70%~80%，在上述條件下進(jìn)行拜爾溶出，氧化鋁相對(duì)溶出率為91.2%，硫的溶出率為21.3%。利用氫氧化鋇對(duì)高硫鋁土礦溶出后的種分母液脫硫，脫硫劑添加量為理論用量的100%時(shí)，脫硫率為95.1%，相同條件下，利用鋁酸鋇進(jìn)行脫硫，脫硫率為91.6%。
[0033]當(dāng)然，以上只是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，本發(fā)明還有其他的實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，包括利用硫含量為4%的高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: (1)粗磨:將高硫鋁土礦破碎、盤(pán)磨； (2)焙燒脫硫:將粗磨后的礦石置于馬弗爐或回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒，焙燒后礦石中硫含量低于0.7wt%，焙燒后礦石粒度為20目占30~100% ； (3)拜耳法溶出:利用拜耳法對(duì)上述焙燒礦進(jìn)行溶出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述粗磨后礦石粒度為20目占20~80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述焙燒脫硫的條件為:焙燒溫度為40(T80(TC，焙燒時(shí)間為l(T60min，焙燒過(guò)程中通入適量空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述拜耳法溶出的條件為:溶出溫度220~280°C，時(shí)間3(T70min，苛堿濃度22(T250g/l，石灰添加量為2%~12%。
【文檔編號(hào)】C01F7/02GK103833056SQ201410080095
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】陳朝軼, 李軍旗, 王家偉, 趙平源, 全變利, 呂瑩璐 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)