一種低溫焙燒脫硫法活化處理高硫鋁土礦的方法。一種將硫含量在1-5wt%的鋁土礦進行氧化脫硫焙燒處理，使之成為適用于拜耳法生產氧化鋁的原料的方法,其特征在于控制氧化脫硫溫度在500~600℃范圍內。具體地，在沸騰爐或回轉窯內利用650~900℃的熱空氣加熱經過干磨的礦粉。經處理后礦粉不僅硫含量降至0.5%以下，礦中的有機物也完全氧化分解，同時因焙燒溫度較低避免了活性氧化鋁的轉型而過于穩定。焙燒后鋁土礦用于拜耳法溶出時，溶出性能改善，氧化鋁溶出率大于93%。對于氧化脫硫所產生的含SO2尾氣，采用石灰石懸浮液循環噴霧脫硫凈化或赤泥懸浮液噴霧脫硫凈化處理后，可將SO2含量降至300mg/m3以下，達到排放標準。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于低品質礦產資源有效利用
，主要涉及利用高硫鋁土礦生產氧化鋁的預脫硫技術方法。
技術介紹
氧化鋁是生產金屬鋁的大宗原料，我國每年的產量及用量均已超過3000萬噸，高居世界第一。然而，我國用來生產氧化鋁的優質鋁土礦資源十分有限，有約2億噸的含硫量大于O. 7wt%的高硫一水硬鋁石型鋁土礦亟待開發應用。鋁土礦中的硫主要以黃鐵礦(FeS2)、其次以硫酸鹽的形式存在，此類礦石一般共存大量的腐植酸類有機物。目前采用高硫鋁土礦生產氧化鋁時存在的主要問題是有機物阻礙一水硬鋁石在堿液中的溶出，并且礦石中的硫會以硫酸根、亞硫酸根或硫代硫酸根的形式進入鋁酸鈉溶液中，從而在循環母液中積累，影響拜爾法氧化鋁生產工藝控制、設備正常運行和氧化鋁產品質量。國內外有關·高硫鋁土礦的預處理技術中，中國專利技術專利CN102228869A揭示了采用正浮選脫硫和反浮選脫硅工藝進行同時脫硫和脫硅除去鋁土礦中黃鐵礦的方法，處理后精礦中硫的含量低于O. 3wt%。然而，浮選法對礦石的損耗較大，且帶入的水分將造成后續蒸發工序能耗明顯增力口。有研究報道采用添加鋇鹽過程脫硫的方法，該方法對以硫代硫酸根等非硫酸根形式存在于循環母液中的其他價態的硫的去除效果不理想。中國專利技術專利ZL200810230200. O揭示一種高硫鋁土礦預處理及處理尾氣中S02去除方法，該方法采用110(Tl30(TC熱空氣在流化床內將礦粉加熱至70(T850°C進行礦粉脫硫、活化并消除有機物，將焙燒尾氣通入攪拌的赤泥中用于進行S02的脫除。該方法易于與氧化鋁生產工藝相結合，但存在以下問題一是采用流化床焙燒脫硫對礦粉顆粒均勻度要求苛刻，增加成本；二是所述焙燒脫硫溫度過高，造成能源浪費且不利于鋁的溶出；三是直接將赤泥漿作為脫硫填料塔中的填料進行焙燒尾氣脫硫，氣液傳質效率差，容易出現阻塞。
技術實現思路
在此處鍵入
技術實現思路
描述段落針對上述采用高硫鋁土礦生產氧化鋁的脫硫技術存在的問題和不足，本專利技術提供一種可與現行氧化鋁生產工藝完美結合，且節能環保經濟實用的高硫鋁土礦脫硫預處理方法。具體地，將含硫鋁土礦經干法磨碎至一定顆粒度范圍，加入沸騰爐或回轉窯內，鼓入65(T900°C的熱空氣，使礦粉加熱至50(T60(TC，保持5_40分鐘，處理后礦粉中硫含量降低至O. 5%以下；經過冷卻的含有SO2的尾氣經過采用石灰石或赤泥懸浮液噴霧處理，處理后尾氣中SO2含量降低至300mg/m3以下。本專利技術所述高硫鋁土礦預處理方法的特征在于 (I)控制氧化焙燒的溫度為50(T600°C，不僅可以達到氧化脫硫效果，而且可徹底氧化消除礦粉中的有機物，并避免礦粉過燒與結塊現象，使礦粉的溶出性能有所提高。經處理后的礦粉在20(T240°C苛性堿溶出液中的氧化鋁溶出率達93%以上。(2) 采用沸騰爐有利于保持礦粉表面與熱風的充分接觸與快速熱交換，避免過燒與結塊，不足之處是所需熱風的風量較大且需要嚴格控制；采用回轉窯，可在礦粉與熱風之間可以有足夠長時間的進行熱交換，可以有效降低熱風用量，減輕除塵強度，不足之處是礦粉結塊的相對幾率升高。(3) 采用燃煤熱風爐間接提供熱風，可通過選用廉價燃煤降低熱源成本；流入熱風爐進風口的空氣經過焙燒脫硫尾氣預熱后可進一步降低能耗。(4) 采用石灰石或赤泥懸浮液噴霧處理尾氣中的SO2，石灰石懸浮液可以循環利用，赤泥的堿性經中和后可以用于農田復耕。本專利技術所述的高硫鋁土礦預處理方法中控制氧化脫硫處理溫度為500-600°C，是基于對含硫量為I 5%的聞硫招土礦的熱化學行為研究基礎上提出的。 在460°C左右、有氧存在條件下，？必2可以與空氣中的氧氣發生如式(I)所示的放熱反應 FeS2 + 11/4 O2 = 1/2 Fe2O3 + 2 SO2 + 826 kj/mol(I) 同時，鋁土礦中所含的少量有機物也將被完全礦化。當溫度達到500°C后，礦粉中的一水鋁石開始發生如式(2)所示的脫水轉型活化反應 Al2O3XH2O — Al2O3 + H2O(2) 當溫度高于535°C后，高硫鋁土礦中的FeS2還可以在貧氧情況下快速發生如式(3)所示的自分解反應，因而在富氧情況下如式(I)所示的氧化反應就可以快速進行，不必進一步升高氧化焙燒脫硫溫度。FeS2 = FeS+ St(3) 因此從理論上講，當有氧焙燒溫度達到500°C時即可實現高硫鋁土礦的氧化焙燒脫硫與晶型轉化活化。提高有氧焙燒溫度，可以顯著提高氧化焙燒脫硫與晶型轉化活化的反應速率，縮短氧化脫硫與晶型轉化時間，但所需能耗也隨之大幅增加；如果溫度過高還會使礦粉中的無定形氧化鋁發生結晶化，反而不利于鋁的溶出，顯然將高硫鋁土礦焙燒脫硫與活化處理的溫度上限控制在600°C以下為妥，不宜過高。因此，本專利技術提出高硫鋁土礦焙燒脫硫與活化處理的適宜溫度范圍為50(T60(TC，最佳溫度范圍為535 580°C。同時為了實現脫硫的順利進行，礦粉預先磨碎到一定粒徑，以提高反應面積，加快傳質，保證硫的快速氧化。_ 本專利技術所述的低溫焙燒脫硫法活化處理高硫鋁土礦方法，主要包括 (I)高硫鋁土礦在焙燒前破碎干磨制粉。先將硫含量在f 5wt%的高硫鋁土礦進行適當干燥，然后再進行破碎干磨，這樣可以減輕粘附，提高破磨效率。所需礦粉粒徑范圍因采用的焙燒方式不同而有所不同若采用沸騰爐，需控制礦粉粒徑在O. 3mm以下，最好控制在0.075、. 18mm;采用回轉窯，需控制礦粉粒徑在O. 85 mm以下，最好控制在O. 3mm以下。(2)在沸騰爐或回轉窯中進行高硫鋁土礦的氧化焙燒脫硫與脫水轉型活化反應。在沸騰爐中，通入65(T900°C的熱空氣對高硫鋁土礦礦粉進行流態化加熱焙燒，使礦粉在50(T600°C溫度范圍內保持5 20分鐘，將其硫含量降低至O. 5%以下。推薦的最佳焙燒溫度為54(T580°C。在回轉窯內，通入65(T900°C的熱空氣對高硫鋁土礦礦粉進行加熱焙燒，使礦粉在50(T600°C溫度范圍內保持15 40分鐘，將其硫含量降低至O. 5%以下。推薦的最佳焙燒溫度為535 565°C。高硫鋁土礦脫硫與活化所需的熱風可采用多種熱風爐產生。優先采用燃煤熱風爐產生65(T900°C廉價的熱空氣，以降低熱源成本。(3)采用石灰石懸浮液噴霧或赤泥懸浮液噴霧法吸收焙燒尾氣中的SO2 石灰石懸浮液噴霧法吸收焙燒尾氣中的SO2，具體描述如下將冷卻后的焙燒尾氣通入脫硫塔內，采用石灰石懸浮液噴霧液膜吸收尾氣中的S02。主要發生如式(4)和式(5)所示的化學反應 CaCO3 +2H20 +2S02 = Ca(HSO3)2 +CO2 丨(4) Ca(HSO3)2 +CaCO3 + O2 = 2CaS04 丨 +CO2 丨(5) 該脫硫技術方法已在電廠煙氣脫硫中廣泛應用，技術成熟。該方法效率高成本低，工藝穩定性好，脫硫率>95%，可將SO2含量降低至300 mg/m3以下達標排放；該方法不足之處在于要消耗大量的石灰石粉，還要產生大量的二氧化碳氣體排入大氣。本專利技術提出赤泥懸浮液噴霧法吸收焙燒尾氣中的SO2，將焙燒尾氣冷卻之后通入脫硫塔內，采用赤泥懸浮液噴霧液膜吸收脫硫。主要發生如式(6)所示的化學反應 NaOH +SO2 = NaHSO本文檔來自技高網...
【技術保護點】
在此處鍵入權利要求項1一種高硫鋁土礦預處理的方法，采用氧化脫硫方式使硫含量為1~5wt%的鋁土礦經處理后硫含量低于0.5wt%，符合氧化鋁生產工藝要求，其特征在于：氧化脫硫過程在沸騰爐中進行，要求礦粉粒徑小于0.30？mm，以0.075~0.18mm為宜，通入650？900℃的熱空氣，加熱礦粉至500~600℃，最佳為540~580℃，保持5~20分鐘。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：萬平玉，鈕因鍵，顧松青，陳詠梅，唐陽，趙博超，張羽，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：
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