[發明專利]含硫鋁土礦石灰燒結生產氧化鋁的方法

有效

• 申請號: 201610062674.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105540628B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 王波;楚維欽;榮朔;郝圓亮;孫會蘭
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 李瑞妍

技術領域

本發明涉及氧化鋁生產技術領域，尤其是涉及低品位鋁土礦或石灰石等原料中含有硫的石灰燒結法生產氧化鋁工藝。

背景技術

氧化鋁工業的快速發展造成了可用鋁土礦資源品位的急劇下降，開發新的可利用鋁土礦資源成為當前研究工作的重點。我國高硫鋁土礦資源豐富，硫含量在0.7%～4%之間，目前探明的儲量為1.5億噸，占鋁土礦資源總儲量的11%，因此，亟需一種含硫鋁土礦的綜合利用方法。

目前工業應用的氧化鋁生產技術有兩種，一種是拜耳法氧化鋁生產工藝， 拜耳法能耗低，生產成本低，然而該法對于鋁土礦的品質有很高要求，只適用于中高品位鋁土礦，且鋁土礦中硫的含量超過0.7%還必須進行脫硫處理。因為在拜耳法生產工藝中，鋁土礦中的硫不僅造成溶出添加劑Na₂O的損失，而且以S^2-的形式存在于溶液中，S^2-含量增高會使鋼制設備因劇烈腐蝕而損壞，同時溶液中鐵含量增高，氧化鋁品位下降，溶出率下降。

現有技術對含硫中高品位鋁土礦的脫硫生產工藝研究主要集中于兩方面：一是改變溶出條件降低溶液中硫的溶出率，一是對含硫鋁土礦進行預處理脫硫。

張念炳通過改變拜耳法的工藝條件進行高壓溶出，將硫的溶出率降低到7.05%，氧化鋁的溶出率在81%左右（張念炳, 蔣宏石, 吳賢熙. 高硫鋁土礦溶出過程中硫的行為研究[J]. 輕金屬, 2007 (7): 7-10.），該工藝雖然降低了硫的溶出率，但是沒有解決硫在溶液中的循環問題，且氧化鋁溶出率偏低。

呂國志在800℃對礦石進行了焙燒預處理脫硫，使原料硫的含量降低到0.7%以下（呂國志, 張廷安, 鮑麗, 等. 高硫鋁土礦的焙燒預處理及焙燒礦的溶出性能[J]. 中國有色金屬學報, 2009, 19(9): 1684-1689.），滿足了拜耳法對原料硫含量的要求，但是該工藝煙氣中SO₂濃度偏低，不易于回收。

胡小蓮采用了石灰焙燒預處理的方式進行了脫硫，而后進行了高壓溶出（胡小蓮, 陳文汨, 謝巧玲. 高硫鋁土礦氧化鈣焙燒脫硫研究[J]. 輕金屬, 2010 (1): 9-14.），熟料的相對溶出率達到95.35%。

然而，上述方法都只能針對含硫的高品位鋁土礦使用，不能適用中低品位鋁土礦，否則容易出現結疤現象，無法實現工業化應用。

另一種工業應用的氧化鋁生產技術是燒結法氧化鋁生產工藝，石灰燒結法是燒結法生產氧化鋁技術的一種，是處理中低品位鋁土礦的一種重要方法，能夠有效利用低品位的鋁土礦。石灰燒結法的原理是含鋁原料配石灰燒結,生成2CaO·SiO₂、12CaO·7A1₂O₃、CaO·A1₂O₃等物相,其中12CaO·7A1₂O₃、CaO·A1₂O₃可以用碳酸鈉溶液溶出,而二氧化硅以2CaO·SiO₂的形式留在赤泥中。然而該方法存在的主要問題在于：燒結溫度很高，能耗較高,氧化鋁溶出率比較低，溶出液的濃度也較低。

發明專利“一種石灰燒結處理方法及用該方法制得的熟料”（公開號CN 104591241 A），其為了消除低品位鋁土礦中MgO對氧化鋁浸出性能的明顯負作用，而在生料中添加硫酸鈣，燒結后形成物相組成主要包含3CaO?3 A1₂O₃?CaSO₄、12CaO?7A1₂O₃、2CaO?SiO₂和MgO的熟料，實現了將鈣比控制在較低水平同時提高了氧化鋁的浸出性能。但是其并沒有公開高含硫的中低品位鋁土礦中硫元素在燒結和氧化鋁浸出過程中所產生危害的解決方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種含硫鋁土礦石灰燒結生產氧化鋁的方法，能夠消除硫元素在溶出工藝中的不利影響，能夠有效利用含硫中低品位鋁土礦及廢料脫硫渣生產氧化鋁，明顯提高熟料的氧化鋁溶出率同時保持較低的鈣比，降低原料的品質要求。