[發明專利]一種利用高硫鋁土礦生產氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法

有效

• 申請號: 201410080140.4
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103896316A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 李軍旗;陳朝軼;王家偉;趙平源;徐樹濤;金剛
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

技術領域

本發明涉及拜耳法生產氧化鋁的技術領域，特別涉及一種利用高硫鋁土礦生產氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法。?

背景技術

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。加快開發和完善利用高硫型鋁土礦的工業應用是當前急需解決的問題。

然而，利用高硫礦生產氧化鋁依然存在很多問題，因為硫對氧化鋁工藝帶來的危害有：①破壞氧化鋁的溶出和燒結過程，生產流程中硫的積累使堿耗增加，鋁土礦中每1公斤硫大約損失1~1.5公斤NaOH；②由于硫酸鈉的結晶析出，使得種分分解率下降；③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；④溶出過程中硫通常以FeS、硫鐵礦等形態進入赤泥，易于吸附較多的Al(OH)4-、Na+和吸附水，將使赤泥沉降性能變差；⑤當生產系統中硫酸鈉積累到一定數量后，將嚴重影響正常的生產操作，甚至使生產無法進行。因此，造成我國大量高硫鋁土礦未獲得很好的工業應用。

近年來，國內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，具體表現為選礦法與燒結法。現有研究表明，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，使得水份需在蒸發段去除，增加能耗，精礦表面吸附的有機藥劑帶入系統，惡化生產指標；而燒結法除硫由于礦石處理量大，礦石需經過細磨工序，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)。從生產工藝、經濟效益和生產環境的角度來說，均有其局限性。而高硫鋁土礦采用拜耳法生產氧化鋁時，礦石中硫轉入溶液的量通常都較大，各種價態的硫化物影響種分過程與蒸發排鹽效果，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，無形中增加了生產成本。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服拜耳法處理高硫鋁土礦時，礦石中硫的溶出率高和增加后續脫硫負擔的缺陷，提供一種高硫鋁土礦生產氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法，經優化溶出工藝后，大大降低硫轉入鋁酸鈉溶液的量，減輕脫硫負擔。

本發明的技術方案是將礦石直接進入拜耳溶出系統，優化溶出工藝，在保證較高氧化鋁溶出率的基礎上，降低硫轉入鋁酸鈉溶液，從源頭減少硫進入系統本身就是一種最好的脫硫方法。當系統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，即可保持整個生產流程良性循環。本發明不改變現有拜爾法氧化鋁生產流程與工藝，可降低生產成本，為高硫鋁土礦的工業化開辟了新途徑，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。

具體的，本發明高硫鋁土礦生產氧化鋁的溶出工藝與脫硫方法：在循環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入鋁酸鈉溶液，當系統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，即可保持整個生產流程良性循環。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，進一步降低生產成本。

上述方法中，所述的循環母液中全硫含量為2～4g/L，所述的高硫鋁土礦，其硫含量為1~4%。

前述高硫鋁土礦生產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220~260℃，時間30~80min，苛堿濃度240~270g/L，石灰添加量為2%~12%。

前述降低礦石中硫轉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%。

前述系統中硫積累到一定程度是指系統中全硫含量達到4g/L后，利用鋇鹽對分解母液或苛化后液進行脫硫，鋇鹽為鋁酸鋇或氫氧化鋇。