[发明专利]一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法

说明书

技术领域

一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法，涉及一种从铝酸钠溶液蒸发后含有硫酸钠的结晶中脱除硫酸钠的技术。

背景技术

在氧化铝生产过程中，生产原料铝土矿内的黄铁矿、胶黄铁矿等形态带入的硫，燃油、煤带入的硫化物，均会与铝酸钠溶液反应，以硫化物、硫代硫酸盐、硫酸盐等在生产流程中不断积累。硫在生产流程中的积累，会使种分分解率降低；硫化物积累以一定程度，引起溶液中可溶性铁浓度的升高，影响产品质量；硫化物、硫代硫酸盐的硫会加剧对钢材的腐蚀；硫最终转变为硫酸钠，碱耗增加；当硫酸钠积累到一定程度后，由于结晶析出将严重影响正常的生产。除硫方法的研究已成为氧化铝生产中的重要课题。尤其是随着高硫铝土矿的开发和利用，氧化铝生产过程中的脱硫研究显得更为重要。

目前，氧化铝生产中仍然采用生料加煤除硫的方法，它是将精煤还原剂添加到生料中，喷入烧结炉后，在高温和还原气氛下，使Na₂SO₄还原成Na₂S，Na₂S进一步与FeO反应生成FeS或Na₂S·FeS复盐，在熟料溶出时进入赤泥中而被除去。但这种方法除硫率太低(只有30％左右)，因为在窑的烧成带和冷却带，因过剩空气太多而形成强氧化性气氛，使得已经形成的Na₂S和FeS又重新被氧化成Na₂SO₄和FeO。

早在80年代，我国也开始了氧化铝生产中湿法除硫研究。所谓氧化铝湿法除硫，是基于矿石和燃料带入流程中的硫主要以Na₂SO₄形式进入工业铝酸钠溶液中，选用合适的除硫剂并添加到能满足氧化铝生产工业要求的溶液(如种分母液)中，使其中的硫形成硫酸盐沉淀与铝酸钠溶液分开而被脱去。该方法主要有工业铝酸钠溶液添加氢氧化钡除硫，取得了可喜的成绩，种分母液除硫率高，但存在的主要问题是除硫成本偏高。其原因一是采用的脱硫剂-氢氧化钡价格较贵；二是除硫渣的回收利用工艺流程长、操作繁杂、消耗的MnO₂价格高而且产出大量锰渣。在湿法除硫研究中也有采用铝酸钡代替氢氧化钡的。

山东铝业公司研究院曾进行了石灰与含硫酸钠溶液反应脱硫的研究，其结果表明只有在较低溶液浓度时才有好的脱硫效果，并且脱硫产物会带走氧化铝，造成氧化铝的损失。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已技术存在的不足，提供一种脱硫成本低、工艺流程短、操作简单、氧化铝的损失小的氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法，其特征在于其脱除硫酸钠过程是将氧化铝生产过程的结晶Na₂SO₄在有碳酸钙存在的条件下用碳还原，使硫生成硫化钙而脱除，钠生成碳酸钠回收利用。

本发明的一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法，其特征在于所述的碳还原过程中Na₂SO₄结晶、碳酸钙和碳粉三种物料的配料分子比为1∶1～1.5∶2。

本发明的一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法，其特征在于所述的碳还原过程是在600～900℃温度下，反应30～90分钟。

本发明的一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法，其特征在于其碳还原后的物料在30～80℃温度下，在水中溶出20～60分钟，含碳酸钠溶出液返回生产系统，硫化钙残渣过滤，洗涤后脱除。

本发明的一种氧化铝生产过程中脱除硫酸钠的方法，其特征在于其碳还原后的物料溶出时，物料与水的重量比为1∶5～10。

本发明的方法，其还原过程可以在马弗炉、反射炉或回转窑中进行。