高硫铝土矿脱硫方法研究_王宝奎

2. 3 推荐的工艺流程
根据试验室扩大连选试验及氧化铝生产工艺要 求, 在工业化生产中选择选矿脱硫 二产品全浮选流 程、选矿脱硫三产品全浮选流程均能满足要求, 选矿 脱硫二产品方案没有尾矿的产生, 对环境无影响, 但 在大工业生产中铝土矿含硫量波动较大时, 有可能 造成硫精矿和铝精矿达不到设计指标。为确保铝精 矿中的硫含量维持在较低水平, 使 其铝精矿的硫含 量最低, 脱硫效果更好, 推荐采用脱硫效果与硫精矿 中硫回收率最佳的选矿脱硫三产品方案。虽然有尾 矿的产生, 但因尾矿 量很小 ( 按 80 万吨 /年氧 化铝 计, 每年可生产硫尾矿 3. 3万吨 )而且可以过滤后干 法堆存, 对环境也基本无影响。
100. 00
59. 27
14. 20
4. 17
96. 84
64. 33
13. 38
4. 81

2. 19
9. 85
3. 05
3. 23
0. 97
46. 85
10. 18
4. 6
100. 00
62. 97
13. 12
4. 80
98. 04
63. 93
13. 36
4. 79
1. 96
8. 58
3. 12
2. 2 选矿试验指标及评述
为充分研究高硫铝土矿选矿脱硫工艺方法, 先 后对所选试验矿石进行了探索性试验、试验室小型 试验和试验室扩大连选试验。各阶段部分试验的结 果见表 1, 脱硫二产品全浮选, 脱硫三产品全浮选流 程图见图 1、图 2。
试验流程
试验规模
产品名称
粗磨脱硫 细磨脱硅
试验室小型 探索试验
2. 1 矿石的矿物组成
试验选用的铝土矿来源于国内某高硫铝土矿, 该铝土矿床属大型沉积 - 改造型铝土矿床。矿石中 A l2O 3 63. 29% ~ 74. 69% , 平 均 70. 07% , S iO2 7192% ~ 18. 59% , 平均 11. 96% , 平均铝硅比 5. 86。 矿石中有害组分 S平均为 1. 20% 。
2011年第 7期
王宝奎, 郑桂兵, 曾克文: 高硫铝土矿脱硫方法研究
# 13#
2 铝土矿选矿脱硫研究
为了充分利用铝矿资源, 并解决铝矿石除杂及 提高铝硅比, 我国有关研究单位自上世纪 70年代 ~ 80 年 代广 泛 开 展 了 铝土 矿 选 矿 除 杂 及 提 高 铝 硅 比 的试验, 均取得了令人满意的试验结果, 并已成功地 应用于氧化铝工业生产。
我国铝土矿资源较丰富, 全国保有地质储量 23. 09亿吨 [ 1] , 其中有 1亿多吨难利用含硫量大于 0. 7% 的高硫铝土矿。
铝土矿中 80% ~ 90% 的硫以硫化铁状态存在, 其主要矿物成分是黄铁矿、胶黄铁矿和磁黄铁矿等, 这些硫化物的特点是可在铝酸钠溶液中分解。在铝 酸钠溶液中黄铁矿于 160e 时开始分解, 并随温度 的升高, 分解率提高; 胶黄铁矿、磁黄铁矿在铝酸盐 溶液中的反应更为活跃, 可生成 N a2 S2, 并随温度升 高, 进一步分解成硫化钠和硫代硫酸钠。
3 结语
图 2 脱硫三产品全浮选
Study of elim inating sulfur from h igh sulfur bauxite
W ANG Bao- ku i1, ZH ENG Gu i- b ing2 and ZENG Ke- w en2
( 1. Shenyang A lum in ium and M agnesium Engineering and Research Institute Co., L td., Shenyang 110001, Ch ina; 2. B eijing G eneral R esearch Institute of M ining and M etallurgy, B eijing 100044, China)
矿石中的硫化物主要是黄铁矿, 在矿石中分布 广泛, 但不均匀, 自形或他形粒状。根据其形态特征 及与铝矿物的嵌连关系, 可将矿石中黄铁矿分为两 种形式。 ( 1) 呈不规划块状集合体, 与铝矿物的接 触界线多为不平直的港湾状, 集合体内部常包含细 小的铝矿物, 粒度变化 较大, 细 小者仅 0. 1 mm 左 右, 粗者大于 2. 0 mm, 一般 0. 2mm ~ 1. 0 mm。 ( 2) 呈局部相对富集的细粒星散状, 其中部分呈不规则 他形粒状, 部分为圆粒状。粒度细小者仅 0. 005 mm 左右, 一般在 0. 01mm ~ 0. 06 mm 之间。这 种形式 的黄铁矿常沿铝矿物集合体粒间断续分布而构成细 脉状、网脉状。上述二种形式黄铁矿中, 以第一种为 主, 大约占 90% 以上。第一种形式的黄铁矿通过磨 矿后, 大多容易形成单体。
铝土矿是氧化铝生产的原料, 在氧化铝生产工 艺过程中, 由于硫化铁具有可在铝酸钠溶液中分解 并形成硫化钠和硫代硫酸钠等的特性, 也使铝土矿 中硫化物成为氧化铝生产中十分有害的杂质, 不仅 能造成 N a2 O 的损失, 而且溶液中 S22- 含量提高后 会使钢材受到腐蚀, 造成蒸发和分解工序中钢制设 备的急剧腐蚀破损, 并增加溶液中铁的含量, 还能使 得 A l2O 3 溶出率下降, 降低氧化铝的产能和产品质 量。硫酸钠在拜耳法溶液中最大的不良影响, 是它 在适宜的条件下以 N a2 CO3 # 2N a2 SO4 析出, 这种复 盐在母液蒸发器和溶出器内结巴, 使其传热系数降 低。
阶段磨矿 一次脱硅
试验室 小型试验
脱硫三产品 全浮选
试验室 扩大连选
脱硫二产品 全浮选
试验室 扩大连选
硫精矿 铝精矿 尾矿 原矿 铝精矿 硫精矿 尾矿 原矿 铝精矿 硫精矿 尾矿 原矿 铝精矿 硫精矿 原矿
表 1 各阶段选矿试验结果
产率 %
7. 94 63. 18
A l2O3, % 15. 21 72. 01
为解决氧化铝生产工艺中化学脱硫的缺点, 采 用物理方法选矿脱硫技术便成为高硫铝土矿的经济 脱硫方法之一。通过选矿工艺将铝土矿中的大部分 硫选出, 降低矿石中的硫含量, 为氧化铝生产提供低 硫矿石原料, 同时还可获得硫精矿, 实现资源的综合 利用。
为实现选矿脱硫, 试验就我国某高硫铝土矿进 行了选矿脱硫研究, 并取得了良好的脱硫效果。
酸钠溶液中的 N a2 SO4 相互作用生成 3C aO k# CaSO 4
# 12H 2O, 使硫随赤泥排走 [ 3] ; ( 5) 采用苛性碱浸提
法脱出硫 [ 4] 。
以上脱硫方法都是在氧化铝生产过程中的高温
铝酸钠溶液中采取化学方法脱硫, 其工艺过程复杂,
流程长, 也造成了氧化铝生产的热耗加大。
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# 轻金属原料矿山 #
轻金属
2011年第 7期
高硫铝土矿脱硫方法研究
王宝奎 1, 郑桂兵 2, 曾克文2
( 1. 沈阳铝镁设计研究院有限公司, 辽宁 沈阳 110001; 2. 北京矿冶研究总院, 北京 100044)
摘 要: 铝土矿中的硫是氧化铝生产中十分有害 的杂质, 本文介绍 一种通过 选矿工艺 将高硫铝 土矿中的 硫大部分选 出, 不仅有效的脱除了铝土矿中的有害组分硫, 确保了氧化铝生产工艺, 而且还有副产品硫精矿 ( 硫含量 大于 35% ) 产 出, 提高了整体的经济效益, 使不能利用的高硫铝土矿得到了合理利用, 是铝土矿综合利用的一条新路。 关键词: 高硫铝土矿; 选矿; 脱硫 中图分类号: TF044 文献标识码: B 文章编号: 1002-1752( 2011 ) 07-12-3
由于近几年氧化铝生产的高速发展, 全国各大 氧化铝厂的供矿情况日趋紧张, 铝土矿资源争夺战 愈演愈烈。随着铝土矿资源急剧减少, 充分合理的 利用我国高硫铝土矿, 促进我国氧化铝工业的发展, 对高硫铝土矿进行预先脱硫, 以满足氧化铝生产对 矿石中硫含量的要求已是当务之急。
1 氧化铝生产中传统的脱硫方法
目前我国氧化铝生产工艺中铝酸钠溶液脱硫方
法大致有下面几种: ( 1) 鼓入空气使硫化物氧化, 形
成 N a2 SO4 并在溶液蒸发时析出; ( 2) 添加氧化锌将
S2- 完全脱除; ( 3) 添加 BaO 脱 去溶液中 的 SO24 - 、
CO
23
和
S iO23-
离子;
( 4) 添加石灰使
C a( OH ) 2 与铝
根据多年氧化铝工业 生产实践, A l2 O3 溶出率 随 铝 土 矿 中硫 含 量 的 提 高 而 降 低, 当 硫 含量 从
收稿日期: 2010 - 11- 30
0132% 增 加 到 4. 68% , 氧 化 铝 的 溶 出 率 下 降 0197% 。溶液中硫含量增加还能使矿浆的磨制和分 级受到影响, 赤泥沉降槽的溢流浑浊。因此, 在拜耳 法生产氧化铝工艺中, 对矿石中的硫含量要求低于 017% [ 2] 。
A bs tract: Su lfur in bauxite is a harm fu l substan ce in alum ina produ ct ion. The paper presents a p rocess to elim inate m ost of su lfur in h igh su lfu r bauxite w ith m in era l dressing, ensuring the alum ina production and produ cing byprodu ct su lfur con cen trate ( sulfur con tent more than 35% ) and in creas ing the w hole econom ic benefits. K ey words: h igh su lfu r bauxite; m ineral dress ing; desu lfu rize
但应用高硫铝土矿生产氧化铝仍是困扰我国氧 化铝生产的一个难点, 高硫铝土矿选矿脱硫的工业 应用也是一个空白。近年来, 随着对铝土矿开发利 用重视, 重新审视铝矿资源的价值和资源的利用途 径, 以提高铝矿资源的利用率, 并促进我国氧化铝工 业的发展, 应用高硫铝土矿生产氧化铝已成为充分 利用铝土矿资源的研究方向。