專利名稱：一種高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法
技術領域：
本發明涉及一種拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法。
背景技術：
我國一水硬鋁石型高硫鋁土礦貯量至少在I. 5億噸以上，礦石中的硫以黃鐵礦(FeSz)等形態存在，通常當礦石中的硫含量大于O. 7%被稱為高硫鋁上礦。采用高硫鋁土礦生產氧化鋁工藝難度大，礦石中的硫在溶出過程中以負二價硫的形態進入鋁酸鈉溶液。導致鋁酸鈉溶液和產品氧化鋁中鐵含量升高。
目前國內外高硫鋁土礦生產氧化鋁的除硫技術主要有生料加煤燃燒除硫、加氧化鋅除硫、浮選除硫等。但上述方法都具有很大的缺陷。生料加煤燃燒除硫若生產技術條件和操作不當或燒結燃料用煤硫含量增高，則除硫效果較差；加氧化鋅除硫成本較高，難以實現工業化生產；浮選除硫設備投資大，成本高，需與浮選脫硅同時進行。
發明內容
本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法。為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下
本發明的拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法，包括原料制備、高壓溶出、沉降分離及洗滌、氫氧化鋁種子分解、氫氧化鋁洗滌及焙燒、母液蒸發，所述高壓溶出工序包括低溫段、中溫段和高溫段，在高壓溶工序中向高溫段反應釜通入壓縮空氣，將礦漿中的S2-最終氧化成so42_, so42_被結合到赤泥中的鈉娃洛中，隨赤泥排出流程。在其中一個高溫段反應釜底部設有環形氣體分布器，壓縮空氣通過流量計、逆止閥和截止閥通入環形氣體分布器，反應釜中邊通入空氣邊排放廢氣，反應釜內壓力維持在
3.0_7· O MPa0所述的環形氣體分布器為圓環狀，管壁上設有排氣孔，環形氣體分布器直徑為
O.9-1. 5 m，排氣孔直徑為l-5mm，布孔率為500-2000個。鋁土礦中硫主要是以黃鐵礦(FeS2)形態存在。在拜耳法溶出過程中，黃鐵礦中的硫主要以￥_進入溶液，其余以S22'S2O32'SO廣、S042_進入溶液。當溶出完成后向高壓釜中通入空氣，氧氣將與溶液中各種含硫化合物發生如下反應
2S2- + 202 + H2O — S2O 廣 + 20F(I)
2S2- + 302 — 2 S0 廣(2)
S2O 廣 + 202 + 20F — 2S0 廣 + H2O(3)
2S0 廣 + O2 — 2S0 廣(4)
而溶液中的含硫化合物的組成取決于氧化條件。因此本發明用空氣氧化鋁酸鈉溶液中的負二價硫和硫代硫酸鈉。由于溫度越高，反應的動力學條件越有利，所以，本發明采用在高壓溶工序中向高溫段反應釜通入壓縮空氣，將礦漿中的S2-最終氧化成so42-，SO42-被結合到赤泥中的鈉硅渣中，隨赤泥排出流程。利用溶出礦漿的高溫高壓進行除硫，效果最佳；空氣氧化法生產成本最低，流程簡單；同時將反應放出的廢氣排放到末級閃蒸槽可以回收蒸汽所含熱量。采用本發明的技術方案，溶出礦漿液相中負二價硫濃度顯著降低；溶出礦漿液相中硫代硫酸根濃度無明顯上升；循環母液中負二價硫、氧化鐵濃度顯著降低；精液中負二價硫濃度顯著降低，硫代硫酸根濃度無明顯上升，精液中氧化鐵含量降低；產品氫氧化鋁及氧化鋁中氧化鐵含量符合國家標準一級品標準；各生產環節均恢復正常。
圖I是本發明中高壓段反應釜的結構示意圖。圖2是本發明中設有環形氣體分布器的高壓反應釜的結構示意圖。
具體實施例方式I原料制備
礦山來的鋁土礦在破碎站破碎后轉運到卸礦站，與外購的礦石一起卸入礦倉后再轉運到均化庫布料。外購石灰卸入卸灰倉后轉運到石灰倉，用于石灰消化和原料磨配料。經過均化庫混均后的鋁礦用雙斗輪取料機橫向取料后經皮帶運輸機送至原料磨磨頭鋁礦倉,再通過板式給料機、皮帶加入到棒磨機內；石灰通過電子皮帶秤、皮帶加入到棒磨機內；還有通過管道送來的蒸發循環母液一起被加入到棒磨機內，磨出的礦漿通過泵池、中間泵打到水旋器分級，細度不合格的礦漿通過管道進入球磨機內進行細磨，合格的礦漿經回轉篩、礦漿槽、礦漿泵送往預脫硅槽。2高壓溶出
經脫硅后的成品礦漿用料漿泵送到溶出前槽或直接進入荷蘭泵進口送入溶出系統。礦漿首先經過六級單管預熱器并由來自相應閃蒸槽的二次蒸汽間接加熱到163°C左右，后進入四級帶機械攪拌間接加熱的預熱壓煮器，由來自相應級別的閃蒸槽的二次蒸汽預熱到200°C左右，再進入帶機械攪拌間接加熱反應壓煮器內，用來自熱電站的6. OMPa新蒸汽加熱到溶出溫度260°C左右，最后經過反應停留壓煮器停留反應45 60分鐘，溶出后料漿經過十級閃蒸槽降壓降溫后，進入稀釋槽。在稀釋槽內，根據料漿的密度和濃度，確定一次洗液的加入量，稀釋成合格的稀釋漿液，送往溶出后槽停留，再送往沉降作業區。本發明在高壓溶工序中向高溫段反應釜通入壓縮空氣，將礦漿中的S2-最終氧化成so42_, so42_被結合到赤泥中的鈉娃洛中，隨赤泥排出流程。本發明的高壓段反應釜的結構示意圖如圖1，新蒸汽通過蒸汽進入管道I通入各個反應釜8內，各個反應釜頂部設有不凝性氣體排放管3，用于排出不凝性氣體。在其中至少一個高溫段反應釜底部設有環形氣體分布器4，壓縮空氣通過流量計7、逆止閥6和截止閥5通入環形氣體分布器4，反應釜中邊通入空氣邊排放廢氣，反應釜內壓力維持在3. 0_7· O MPa0
所述的環形氣體分布器為圓筒狀，桶壁上設有排氣孔9，環形氣體分布器直徑為O. 9-1. 5 m，排氣孔直徑為l-5mm，布孔率為500-2000個。
3沉降分離及洗滌
從高壓溶出后槽來的料漿和立式葉濾機濾餅在深錐沉降槽內進行液固分離，底流進入洗滌沉降槽進行四次赤泥反向洗滌，再送入赤泥過濾機進行過濾洗滌，熱水分別加入過濾機和末次洗滌，濾餅經螺旋輸送進入強攪拌槽；赤泥在強攪拌槽經過充分搖勻改性后用離心泵向荷蘭泵喂料，然后壓送到赤泥堆場進行堆存。分離沉降槽及洗滌槽中分
別添加液態合成絮凝劑。分離沉降槽溢流經泵送粗液槽，再用泵送往立式葉濾機進行控制過濾，過濾時加入助濾劑(石灰乳或苛化渣)。濾餅分別送一洗槽，精液送板式熱交換器。4氫氧化鋁種分分解
精液經三級板式熱交換器與分解母液和冷卻水進行熱交換冷卻到設定溫度。再與種子過濾濾餅在晶種槽內混合后用晶種泵送至由15臺平底機械攪拌槽組成的分解系列的首槽。經連續分解后從末槽頂用立式泵抽取分解漿液去進行旋流分級，分級前加入部分過濾母液稀釋。分級溢流進末級分解槽，底流再用部分母液沖稀后自壓至產品過濾。5氫氧化鋁洗滌及焙燒
經分級后的氫氧化鋁漿液送入平盤過濾機進行成品過濾并用熱水洗滌，氫氧化鋁濾餅經皮帶送至氫氧化鋁倉或直接送焙燒爐前小倉。母液送種子過濾的錐形母液槽，氫氧化鋁洗液送赤泥洗滌或錐形母液槽。母液槽內的分解母液部分送氫氧化鋁分級用于稀釋水旋器進料和底流，其余經板式熱交換器與精液進行熱交換后送蒸發原液槽。來自平盤過濾機的氫氧化鋁在文丘里干燥后，送到預熱旋風筒里進行預焙燒，預焙燒后的物料送至氣體懸浮焙燒爐內完成最后的焙燒和產品質量的調整。 產品再通過冷卻旋風筒和流化床冷卻器進行冷卻。焙燒過程中產生的煙氣，進入靜電除塵器內除塵，收集的粉塵被送回焙燒爐系統。成品氧化鋁輸送至氧化鋁大倉，包裝外銷。6母液蒸發
蒸發原液除少部分不經蒸發直接送母液調配槽外，經降膜蒸發器內進行蒸發濃縮后送調配。在流程中Na2CO3濃度高需排鹽時，二級閃蒸出料部分進強制循環蒸發器，并加入鹽晶種，在進行超濃縮蒸發的同時進行鹽的誘導結晶，然后在鹽沉降槽進行分離。底流用排鹽過濾機進行過濾分離，濾餅用熱水溶解后在苛化槽內與石灰乳混合進行苛化，苛化漿液直接送赤泥洗滌沉降槽。排鹽過濾機濾液及鹽分離沉降槽溢流進強堿液槽，部分送各化學清洗用堿點和分解化學清洗槽，部分返回第三級閃蒸，第三級閃蒸出料送調配。
生產過程中消耗的堿，用液體燒堿補充。液堿儲槽的液堿通過補堿泵送到母液調配槽與蒸發母液、部分不經蒸發的原液及苛化淡液調配成符合濃度要求循環母液。也可采用液堿先用于化學清洗，后進流程的補堿方式。
權利要求
1.一種拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法，包括原料制備、高壓溶出、沉降分離及洗滌、氫氧化鋁種子分解、氫氧化鋁洗滌及焙燒、母液蒸發，所述高壓溶出工序包括低溫段、中溫段和高溫段，其特征在于在高壓溶工序中向高溫段反應釜通入壓縮空氣，將礦漿中的S2_最終氧化成so42_，SO42-被結合到赤泥中的鈉硅渣中，隨赤泥排出流程。
2.根據權利要求I所述的拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法，其特征在于在其中至少一個高溫段反應釜底部設有環形氣體分布器，壓縮空氣通過流量計、逆止閥和截止閥通入環形氣體分布器，反應釜中邊通入空氣邊排放廢氣，反應釜內壓力維持在3. 0-7. OMPa0
3.根據權利要求2所述的拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法，其特征在于所述的環形氣體分布器為圓環狀，管壁上設有排氣孔，環形氣體分布器直徑為O. 9-1. 5m,排氣孔直徑為1-5 mm，布孔數量500-2000個。
全文摘要
一種拜耳法高硫鋁土礦生產氧化鋁的方法，包括原料制備、高壓溶出、沉降分離及洗滌、氫氧化鋁種子分解、氫氧化鋁洗滌及焙燒、母液蒸發，所述高壓溶出工序包括低溫段、中溫段和高溫段，在高壓溶工序中向高溫段反應釜通入壓縮空氣，將礦漿中的S2-最終氧化成SO42-，SO42-被結合到赤泥中的鈉硅渣中，隨赤泥排出流程。采用本發明的技術方案，溶出礦漿液相中負二價硫濃度顯著降低；溶出礦漿液相中硫代硫酸根濃度無明顯上升；循環母液中負二價硫、氧化鐵濃度顯著降低；精液中負二價硫濃度顯著降低，硫代硫酸根濃度無明顯上升，精液中氧化鐵含量降低；產品氫氧化鋁及氧化鋁中氧化鐵含量符合國家標準一級品標準；各生產環節均恢復正常。
文檔編號C01F7/30GK102616821SQ201210081798
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者彭欣, 胡琴, 蘇旭, 范尚, 蔣煒, 趙新濤, 金立業, 陳文汨 申請人:洛陽香江萬基鋁業有限公司