一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，該方法是將循環(huán)母液的硫含量控制在適宜的條件下，采用“低溫高堿”工藝對高硫鋁土礦進行拜爾溶出，在獲得較高氧化鋁溶出率的同時，降低了礦石中硫轉(zhuǎn)入鋁酸鈉溶液，通過系統(tǒng)自平衡消耗一部分硫，當系統(tǒng)中硫含量積累到一定程度后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行適當脫硫，即可保持整個生產(chǎn)流程良性循環(huán)。本發(fā)明不改變現(xiàn)有拜爾法氧化鋁生產(chǎn)流程，成本低廉，操作簡便，為高硫鋁土礦的工業(yè)化奠定了良好基礎，脫硫渣可作為制備鋇鹽脫硫劑的原料，進一步降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的【技術領域】，特別涉及一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法。
【背景技術】
[0002]當前，我國對鋁土礦需求量大幅度增加，高品位鋁土礦儲量日漸減少，而我國高硫鋁土礦儲量豐富，約占鋁土礦資源總量的11%左右，主要分布在重慶洞灣、貴州清鎮(zhèn)和務川、廣西大化、山東淄博、河南曹窯煤礦和郁山，云南板茂等地。這些高硫礦大多氧化鋁品位比較高，鋁硅比為7.0左右。加快開發(fā)和完善利用高硫型鋁土礦的工業(yè)應用是當前急需解決的問題。
[0003]然而，利用高硫礦生產(chǎn)氧化鋁依然存在很多問題，因為硫?qū)ρ趸X工藝帶來的危害有:①破壞氧化鋁的溶出和燒結過程，生產(chǎn)流程中硫的積累使堿耗增加，鋁土礦中每I公斤硫大約損失f 1.5公斤NaOH;②由于硫酸鈉的結晶析出，使得種分分解率下降硫化物和硫代硫酸鹽加劇對鋼設備的腐蝕，引起溶液中可溶性鐵的濃度增高，對氫氧化鋁造成污染溶出過程中硫通常以FeS、硫鐵礦等形態(tài)進入赤泥，易于吸附較多的Al(0H)4-、Na+和吸附水，將使赤泥沉降性能變差；⑤當生產(chǎn)系統(tǒng)中硫酸鈉積累到一定數(shù)量后，將嚴重影響正常的生產(chǎn)操作，甚至使生產(chǎn)無法進行。因此，造成我國大量高硫鋁土礦未獲得很好的工業(yè)應用。[0004]近年來，國內(nèi)外學者們對高硫鋁土礦的應用進行了較為廣泛的研究，主要集中在對礦石的除硫處理方面，具體表現(xiàn)為選礦法與燒結法。現(xiàn)有研究表明，利用選礦法與燒結法除硫，工藝雖然簡單，但選礦法存在回收率低，增加廢水處理費用，精礦過濾和脫水困難，使得水份需在蒸發(fā)段去除，增加能耗，精礦表面吸附的有機藥劑帶入系統(tǒng)，惡化生產(chǎn)指標；而燒結法除硫由于礦石處理量大，礦石需經(jīng)過細磨工序，造成能耗與成本增加，同時釋放的SO2氣體將排放進入大氣(增加二次處理費用)。從生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟效益和生產(chǎn)環(huán)境的角度來說，均有其局限性。而高硫鋁土礦采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時，礦石中硫轉(zhuǎn)入溶液的量通常都較大，各種價態(tài)的硫化物影響種分過程與蒸發(fā)排鹽效果，有研究表明，若要降低硫的溶出率，必須以犧牲氧化鋁的溶出率為代價，無形中增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服拜耳法處理高硫鋁土礦時，礦石中硫的溶出率聞和增加后續(xù)脫硫負擔的缺陷，提供一種聞硫招土礦生廣氧化招的溶出工藝與脫硫方法，經(jīng)優(yōu)化溶出工藝后，大大降低硫轉(zhuǎn)入鋁酸鈉溶液的量，減輕脫硫負擔。
[0006]本發(fā)明的技術方案是將礦石直接進入拜耳溶出系統(tǒng)，優(yōu)化溶出工藝，在保證較高氧化鋁溶出率的基礎上，降低硫轉(zhuǎn)入鋁酸鈉溶液，從源頭減少硫進入系統(tǒng)本身就是一種最好的脫硫方法。當系統(tǒng)中硫含量積累到一定程度后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行適當脫硫，即可保持整個生產(chǎn)流程良性循環(huán)。本發(fā)明不改變現(xiàn)有拜爾法氧化鋁生產(chǎn)流程與工藝，可降低生產(chǎn)成本，為高硫鋁土礦的工業(yè)化開辟了新途徑，脫硫后所獲得的渣主要成分為碳酸鋇和硫酸鋇，可作為脫硫劑制備的原料。
[0007]具體的，本發(fā)明高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法:在循環(huán)母液中硫保持一定量的條件下，采用“低溫高堿”工藝對高硫鋁土礦礦石直接進行拜爾溶出，不影響氧化鋁的溶出率，大大降低礦石中硫轉(zhuǎn)入鋁酸鈉溶液，當系統(tǒng)中硫含量積累到一定程度后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行適當脫硫，即可保持整個生產(chǎn)流程良性循環(huán)。脫硫渣主要成分為碳酸鋇和硫酸鋇，可作為原料制備脫硫劑，進一步降低生產(chǎn)成本。
[0008]上述方法中，所述的循環(huán)母液中全硫含量為2~4g/L，所述的高硫鋁土礦，其硫含量為I~4%。
[0009]前述高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法中，所述的“低溫高堿”拜爾溶出工藝為溫度22(T260°C，時間3(T80min，苛堿濃度240~270g/L，石灰添加量為2%~12%。
[0010]前述降低礦石中硫轉(zhuǎn)入鋁酸鈉溶液是指硫的溶出率小于30%，而保持氧化鋁溶出率為95%左右，范圍大致為93%~97%。
[0011]前述系統(tǒng)中硫積累到一定程度是指系統(tǒng)中全硫含量達到4g/L后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行脫硫，鋇鹽為招酸鋇或氫氧化鋇。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明不改變現(xiàn)有拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程，將高硫鋁土礦直接進入生產(chǎn)系統(tǒng)，降低溶出溫度可顯著降低硫的溶出率，提高苛堿濃度有利于氧化鋁的溶出，經(jīng)優(yōu)化溶出工藝后，大大降低礦石中硫的溶出率，同時保持較高的氧化鋁溶出率，系統(tǒng)自平衡脫除一部分 硫，當系統(tǒng)中硫含量達到4g/L后，利用鋇鹽進行脫硫處理，對分解母液脫硫，脫硫率為40~80%，同時可脫除部分碳酸根，減輕苛化負擔；對苛化后液脫硫，由于苛化后液中碳酸根含量較低，脫硫率可達90%以上，將蒸發(fā)堿液與脫硫后的苛化后液調(diào)配成適于氧化鋁生產(chǎn)的循環(huán)堿液，從而消除硫?qū)ιa(chǎn)的不利影響，保持整個生產(chǎn)流程的良性循環(huán)，脫硫渣的主要成分為碳酸鋇和硫酸鋇，與含鋁物料混合焙燒，可制得鋁酸鋇脫硫劑，進一步降低脫硫成本。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0014]針對不同成分的高硫鋁土礦，本發(fā)明利用溫度為260°C、時間為70min、苛堿濃度為235g/ L、石灰添加量為8%、循環(huán)母液St為3.0 g/ L的溶出工藝，對4種高硫鋁土礦進行拜耳溶出實驗，礦石硫含量分別為1.18%、1.42%、2.33%、3.76%，獲得氧化鋁溶出率分別為96.1%、95.8%,95.1%、94.2%，硫的溶出率分別為 32.8%,40.2%,58.5%,76.4%，氧化鋁相對溶出率為95%左右，硫的溶出率均大于30%，且隨礦石硫含量的增加明顯升高。
[0015]下面提供本發(fā)明的幾個具體實施例:實施例1:
對成分為Al20364.3%、StL 18%、A/S為7.4的高硫鋁土礦，采用溫度為250°C、時間為70min、苛堿濃度為255g/ L、石灰添加量為6%、循環(huán)母液St為3.0 g/ L的工藝條件進行溶出實驗，獲得氧化鋁溶出率為95.6%，硫的溶出率僅為9.4%。
[0016]實施例2:
對成分為Α120365.4%、StL 42%、A/S為7.1的高硫鋁土礦，采用溫度為250°C、時間為70min、苛堿濃度為255g/ L、石灰添加量為6%、循環(huán)母液St為3.0 g/ L的工藝條件進行溶出實驗，獲得氧化鋁溶出率為95.2%，硫的溶出率為12.6%。
[0017]實施例3:
對成分為Α120366.5%、ST2.33%、A/S為6.9的高硫鋁土礦，采用溫度為250°C、時間為70min、苛堿濃度為255g/ L、石灰添加量為6%、循環(huán)母液St為3.0 g/ L的工藝條件進行溶出實驗，獲得氧化鋁溶出率為94.8%，硫的溶出率為22.8%。
[0018]實施例4:
對成分為Al20364.6%、ST3.76%、A/S為7.6的高硫鋁土礦，采用溫度為245°C、時間為70min、苛堿濃度為265g/ L、石灰添加量為6%、循環(huán)母液St為3.0 g/ L的工藝條件進行溶出實驗，獲得氧化鋁溶出率為94.3%，硫的溶出率為28.1%。
[0019]實施例5:
利用氫氧化鋇對St為4.2g/ L、Na20。為22.7g/ L的種分母液進行脫硫,添加量為全硫與碳堿理論用量的100%時，脫硫率為78.5%，脫碳率為56.3%，相同條件下，利用鋁酸鋇進行脫硫，脫硫率為71.6%，脫碳率為52.4%。
[0020]實施例6:
利用氫氧化鋇對高硫鋁土礦溶出后的苛化后液進行脫硫，脫硫劑添加量為理論用量的100%時，脫硫率為95.1%，相同條件下，利 用鋁酸鋇進行脫硫，脫硫率為91.6%。
[0021]當然，以上只是本發(fā)明的具體應用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:在一定循環(huán)母液硫含量條件下，采用“低溫高堿”拜爾溶出工藝對高硫鋁土礦礦石進行拜爾溶出，保持較高氧化鋁溶出率的同時降低礦石中硫轉(zhuǎn)入鋁酸鈉溶液，當循環(huán)母液中硫含量積累到一定程度后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行適當脫硫。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的聞硫招土礦中硫含量為I 4%。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的循環(huán)母液硫含量2~4g/L。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的“低溫高堿”拜爾溶出工藝條件為溫度22(T260°C，時間3(T80min，苛堿濃度240~270g/L，石灰添加量為2%~12%。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的礦石中氧化鋁溶出率為93~97%，硫溶出率小于30%。
6.根據(jù)權利要求1、4、5中任一項所述的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的循環(huán)母液中硫含量積累到大于4g/L后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行脫硫。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的鋇鹽為鋁酸鋇或氫氧化鋇。
8.根據(jù)權利要求7所述 的一種利用高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，其特征在于:所述的分解母液鋇鹽脫硫的脫硫率為40~80%，苛化后液鋇鹽脫硫的脫硫率達到90%以上。
【文檔編號】C01F7/02GK103896316SQ201410080140
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】李軍旗, 陳朝軼, 王家偉, 趙平源, 徐樹濤, 金剛 申請人:貴州大學