[发明专利]一种难处理铝土矿低能耗脱硫脱硅高效氧化铝溶出的处理方法

说明书

本发明公开一种难处理铝土矿低能耗脱硫脱硅高效氧化铝溶出的处理方法，通过脱硫活化与溶液脱硅的临界耦合控制，脱硅液再生及循环利用，拜耳法溶出，硅渣无害化处理与赤泥综合利用的整体技术集成，实现了“双临界、三循环、低能耗‑两脱一溶”一体化融合创新工艺，真正意义上在生产环节中实现“1+12”的叠加效应，同步实现了“两脱一溶‑深度脱硫、临界脱硅、高效溶铝”，具有高效低耗、绿色环保的显著优势，易于工业应用推广，符合我国氧化铝产业加快转型升级、持续健康发展的方向，为我国高硫高硅铝土矿工业化推广应用提供一套绿色、高效、增值、无排的整体解决方案。

技术领域

本发明涉及铝土矿技术领域，尤其涉及一种高硫高硅型难处理铝土矿低能耗脱硫脱硅，以及高效氧化铝溶出的一体化处理方法。

背景技术

针对当前高品位铝土矿储量日渐减少，供矿品位下降的趋势，加快开发和完善高硫高硅型中低品位难处理铝土矿利用技术势在必行，从而扩大铝土矿可用资源量，提高资源利用率。

铝土矿中硫含量低于0.3％才满足拜耳法工业生产要求，否则会对生产产生较大危害。一是导致碱耗增大。硫元素主要以黄铁矿(FeS₂) 的形式存在，生产过程中以SO₃^2-，SO₄^2-，S₂^2-，S₂O₃²等形态在铝酸钠溶液中分解，生产流程中硫的积累使碱耗增加，从而造成Na₂O的损失，铝土矿中每1公斤硫大约损失1-1.5公斤NaOH；二是腐蚀生产设备。由于硫酸钠的结晶析出，将使种分分解率下降，硫化物和硫代硫酸盐加剧对钢设备的腐蚀，使Al₂O₃溶出率与产品品位降低；三是降低赤泥沉积性能。硫的带入，最终以FeS、硫铁矿等形态进入赤泥，由于它们易吸附较多的Al(OH)^4-、Na⁺和吸附水，将使赤泥沉降性能变差，进而影响技术经济指标与产品质量。四是增大生产能耗。生成的硫酸盐在适宜条件下会与碳酸钠形成复盐析出，造成蒸发和分解工序结疤，降低反应器的传热系数，增加生产能耗。更重要的是当生产流程中硫酸钠积累到一定数量时，将严重影响正常的生产操作，甚至使生产无法进行。

目前拜耳法生产氧化铝的铝土矿入磨铝硅比大部分在5以上，铝硅比5以下的铝土矿不能满足拜耳法生产工艺，否则将对生产产生较大危害。一是引起氧化铝和碱损失。硅酸盐在氧化铝溶出过程中被碱溶液溶解，以硅酸钠的形式进入溶出液中，和溶出液中铝酸钠反应，大量消耗溶出液中氧化铝和碱。二是降低产品质量与产量。硅酸盐类矿物可以造成氧化铝溶出过程中碱的大量消耗；在精液分解析出过程随之析出，造成氢氧化铝品位降低，使产品品位降低以及降低工业效益。三是影响设备安全与生态问题。铝土矿中硅的含量过高会形成大量的赤泥，赤泥堆积后续处理造成环境污染，同时造成装置结巴、安全隐患等巨大影响。

当前国内外在高硫高硅难处理铝土矿脱硫、脱硅方面已有大量研究，脱硫技术主要有浮选脱硫、溶出过程脱硫、生物脱硫与预焙烧脱硫等，脱硅技术主要有化学脱硅、浮选脱硅、石灰法脱硅与重选法脱硅等，但均因未能较好的满足工业应用技术、经济可行等方面要求，目前大多研究停留在实验室阶段，浮选脱硫、浮选脱硅在国内河南、贵州地区进行了产业示范应用，但均因为脱除效果与经济成本等方面原因，目前处于关停或半生产状态。总体来说，国内外在高硫铝土矿、高硅铝土矿所涉及的脱硫、脱硅方面研究内容较多，但行业内大多数研究仅针对单独脱硫或单独脱硅，同步融合脱硫+脱硅整体研究的基础较为薄弱，对于高硫高硅型复杂铝土矿的选矿加工工艺目前尚未形成系统、成熟的解决方案。