高硫铝土矿脱硫的方法
高硫铝土矿微波焙烧脱除黄铁矿硫
第51卷第10期2020年10月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University(Science and Technology)V ol.51No.10Oct.2020高硫铝土矿微波焙烧脱除黄铁矿硫金会心1,2，吴复忠1,2，李军旗1，陈朝轶1，刘虹伶1，杨黔1(1.贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025；2.贵州省冶金工程与过程节能重点实验室，贵州贵阳，550025)摘要：针对高硫铝土矿传统焙烧脱硫方式中温度高、时间长、脱硫率低等问题，采用微波焙烧方式对以黄铁矿硫为主的高硫铝土矿进行脱硫实验。
研究结果表明：微波焙烧脱硫具有低温、短时高效的特点，在600℃焙烧15min，可将铝土矿中硫的质量分数从2.01%降低到0.32%，脱硫率达到85%左右；微波场中，黄铁矿脱硫以4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2的反应为主，同时，在低温和氧气不充足的条件下会伴随2FeS2+5O2→2FeO+4SO2及4FeO→Fe3O4+Fe中间反应发生；黄铁矿的极性分子在偶极子取向极化的作用下，电磁能转化为热能，促使Fe—S键断裂，硫离子被大量分离，并不断向矿物表面扩散，与空气结合生成SO2气体而脱除；由于黄铁矿颗粒内部快速积聚的热量不能迅速散掉，颗粒内部和外部形成明显的局部温差，从而产生热应力，使得颗粒形成不同程度的裂隙，甚至发生热破裂现象，有效促使黄铁矿的单体解离和增加其有效反应面积，为黄铁矿脱硫反应的快速进行提供了有利条件。
关键词：高硫铝土矿；微波焙烧；黄铁矿；脱硫机理中图分类号：TF821文献标志码：A文章编号：1672-7207（2020）10-2707-12Desulfurization of pyrite in high-sulfur bauxite with microwaveroasting processJIN Huixin1,2,WU Fuzhong1,2,LI Junqi1,CHEN Chaoyi1,LIU Hongling1,YANG Qian1(1.College of Materials and Metallurgy,Guizhou University,Guiyang550025,China;2.Key Laboratory of Metallurgical Engineering and Process Energy Saving of Guizhou Province,Guiyang550025,China)Abstract:Considering that desulfurization from high-sulfur bauxite by traditional roasting process has obvious issues,such as high temperature,long time and low desulfurization rate,the microwave roasting process was carried out to remove sulfur of pyrite from high-sulfur bauxite.The results show that desulfurization by microwave roasting has the characteristics of low temperature,short time and high efficiency.Under the condition of microwave roasting at600℃for15min,the sulfur mass fraction in bauxite decreases from2.01%to0.32%, and the desulfurization rate can reach about85%.In the microwave field,the main reaction of pyrite DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.10.003收稿日期：2020−03−30；修回日期：2020−06−30基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(U1960201,51874108)；贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2017]2806) (Projects(U1960201,51874108)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(Qiankehe[2017]2806) supported by Science and Technology Plan of Guizhou Province)通信作者：金会心，博士，教授，从事轻金属冶金研究；E-mail：******************第51卷中南大学学报(自然科学版)desulfurization is4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2,and the intermediate reactions of2FeS2+5O2→2FeO+4SO2and4FeO→Fe3O4+Fe may occur under the condition of low temperature and insufficient oxygen.Under the action ofdipole oriented polarization,the polar molecules of pyrite convert electromagnetic energy into heat energy,which makes the Fe—S bond break,sulfur ions separated in large quantities,and continue to diffuse to the surface of minerals,combined with air to generate SO2gas for elimination.At the same time,due to the rapid accumulation of heat inside the pyrite particles can not be dissipated quickly,obvious local temperature difference is formed inside and outside the particles,resulting in thermal stress to make the particles crack in different degrees,and even causes thermal fracture in different degrees.In this way,the monomer dissociation of pyrite is effectively promoted and the effective reaction area is increased,which provides favorable conditions for the rapid desulfurization of pyrite.Key words:high-sulfur bauxite;microwave roasting;pyrite;desulfurization mechanism高硫铝土矿的开发利用是降低我国对外铝土矿资源的高依存度、保障我国氧化铝工业可持续发展的重要途径。
简论高硫铝土矿中硫的赋存状态及除硫
简论高硫铝土矿中硫的赋存状态及除硫摘要：利用X射线衍射分析和化学分析对高硫铝土矿中硫相的定量分析进行了研究。
讨论了不同形态硫的脱除方法。
含硫铝土矿在不同地区主要以硫化硫(黄铁矿)或硫酸盐硫的形式存在。
通过X射线衍射分析和化学定量分析，他的硫相工作可以准确地研究含硫铝土矿。
铝的主要硫形态含硫铝土矿的测定，可以为铝土矿脱硫方法的选择提供理论指导。
氧化焙烧工艺是脱除高硫铝土矿中硫化物硫的有效方法。
焙烧矿消化液中被侵蚀的矿量高于1.7 g/L，而焙烧矿消化液中被侵蚀的矿量低于0.18 g/L，用碳酸盐溶液洗涤铝土矿可有效脱除硫酸盐硫，矿石中总硫含量降至0.2%以下，可满足生产对硫含量的要求。
关键词：硫铝土矿；赋存状态；脱硫一、概述中国铝土矿资源丰富，储量已达2.3×109t。
高含硫一水硬铝石型铝土矿含量达1.5×108t，矿石主要由铝组成，具有中高比例、中低比例的硅、高比例的硫和中高铝硅比。
大部分矿石是高品位氧化铝，但脱硫后只能用含硫量高的铝土矿。
因此，开发一种经济实用的脱硫方法对工业界来说是非常重要的。
此外，在氧化铝生产过程中，矿石中的硫不仅会造成Na2O的损失，还会导致钢中腐蚀性物质和铁浓度的增加。
增加S2浓度后的解决方案。
例如，当铝矾土的硫含量超过0.8%时，氧化铝的质量会因为Fe的存在而受到损害，蒸发过程中的设备和钢铁分解过程中的设备都会受到腐蚀。
它甚至可以减少氧化铝的消化。
近年来，铝土矿脱硫吸引了氧化铝工业的快速发展。
从铝土矿中提取氧化铝有两种基本方法，即烧结法和拜尔法。
这种烧结工艺的缺点是效率低(低至33%或更低)。
由于成本低，拜耳法是从铝土矿中提取氧化铝最常用的方法。
在拜耳法和脱硫的研究领域，铝土矿主要是脱除钠中的硫铝酸盐溶液或拜耳溶液。
研究发现，脱硫主要是通过添加脱硫剂，即氧化锌或氧化钡来实现的，但这两种方法的基本原理是不同的。
但为了提高脱硫剂的针对性选择，首先要了解硫的相态。
高硫铝土矿脱硫方法研究_王宝奎
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
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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% 。
高硫铝土矿脱硫技术研究现状与发展趋势
高硫铝土矿脱硫技术研究现状与发展趋势摘要：我国的优质铝土矿储藏量少，通过开发高硫铝土矿资源，能够保证铝土矿资源安全。
由于高硫铝土矿的储量较多，所以要深入研究高硫铝土矿的脱硫技术，仅供参考。
关键词：高硫铝土矿；脱硫技术；研究现状；发展趋势在国民经济发展、国防建设领域，铝成为重要的战略金属。
我国铝工业稳步发展，但是国内铝土矿资源的供应优先，很难适应氧化铝工业的发展需求。
中国铝土矿的探明储量约为10亿吨，并且以伴生元素杂、铝硅比低、高硅的铝土矿为主，高品位铝土矿资源的储量非常少。
在2021年，我国铝土矿总消费量为12251万吨，对外依存度为67.2%，资源安全保障风险严重。
由于高品位铝土矿的缺失，导致市场上多为低品位铝土矿，以高硫铝土矿为主，因此要探究铝土矿的脱硫技术，从而保证矿产资源的品质。
下表为高硫铝土矿的化学成分。
表1高硫铝土矿的化学成分（%）氧化铝氧化硅氧化铁氧化钛氧化镁氧化钾氧化钠氧化钙硫60 .4713.013.842.230.240.350.0350.451.3451 .5313.688.681.811.010.410.0330.211.2252 .3213.149.731.990.550.330.0370.181.471、高硫铝土矿含硫对氧化铝生产的影响高硫铝土矿的硫元素，以黄铁矿、胶黄铁矿、异构体白铁矿为主，占比99%。
同时包含微量硫酸盐矿物。
采用拜耳法生产工艺时，含硫矿物的氧化还原反应复杂，以硫酸根离子、三氧化硫离子形态进入到铝酸钠溶液内，蒸发液内主要为硫酸根离子，危害拜耳法的生产过程，对氧化铝的产品质量产生影响。
在氧化铝生产过程中，含硫物质的影响非常大。
在溶出阶段，黄铁矿与碱液的反应式如下： (1) (2) (3)第一，高温溶出时，溶液内的硫化钠、过硫化钠会和铁产生反应，从而生成羟基硫代铁酸钠，反应公式如式4-5。
在铝酸钠溶液中，羟基硫代铁酸钠具备较高的溶解度、稳定性，氧化铁杂质无赤泥，在铝酸钠溶液中的溶解度高，从而导致溶出体系铁污染。
贵州某高硫铝土矿浮选脱硫试验
贵州某高硫铝土矿浮选脱硫试验许斌【摘要】贵州某铝土矿硫含量5.45％,Al2O3品位57.34％,嵌布粒度细,主要有用矿物为一水硬铝石.为给氧化铝生产提供合格的铝土矿精矿,采用浮选脱硫工艺进行脱硫试验.结果表明,原矿磨至-0.075 mm 85％,以SNS为抑制剂、硫酸铜为活化剂、丁基黄药为捕收剂,在矿浆pH =8.5的条件下,经过1粗3精2扫闭路流程浮选脱硫,可获得铝土矿精矿硫含量0.32％、脱硫率94.89％的良好指标,满足拜耳法生产氧化铝对原料硫含量的要求,尾矿也可作为生产硫酸的原料,综合效益较好.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P94-96,102)【关键词】高硫铝土矿;浮选脱硫;脱硫率【作者】许斌【作者单位】中铝中州矿业有限公司【正文语种】中文溶出过程是拜耳法生产氧化铝的重要环节，该过程中高硫铝土矿中的硫元素以等有害离子形式进入溶出系统，在溶出过程中污染铝酸钠溶液，发生反应，造成Na2O的损失。
铝酸钠溶液中S2-离子含量越多对拜耳法生产的影响也就越严重，主要体现在硫离子会腐蚀生产系统主要设备，设备需要经常检修、更换，在增加生产成本的同时还会增加铝酸钠溶液中铁的含量，影响拜耳法溶出率。
因此高硫铝土矿不能直接作为原料在拜耳法工艺中应用，需经过脱硫工艺将矿石中的硫降至合格标准后才能进行生产[1-3]。
随着我国经济的迅猛发展，对矿产资源的需求量也逐渐增加，矿产资源尤其是铝土矿资源的贫化也越来越严重。
当前高铝低硅的铝土矿资源量已不能满足氧化铝工业生产的需要，高硫铝土矿资源则日益受到人们的关注。
如何实现高硫铝土矿高效脱硫、避免因硫含量过高影响拜耳法生产，为氧化铝生产提供稳定的高铝硅比、低硫的铝土矿精矿，对我国铝工业及经济建设和发展具有重要意义。
当前国内对高硫铝土矿脱硫研究较多，其中原矿硫含量主要集中在1%～3%，对于硫含量高于3%的高硫铝土矿研究则较少。
高硫铝土矿浮选脱硫技术进展及产业化应用
高硫铝土矿浮选脱硫技术进展及产业化应用摘要：选矿浮选脱硫技术在处理高硫铝土矿脱硫的工业应用是成功的，为充分利用高硫铝土矿生产氧化铝提供了技术支持，解决了硫含量高对氧化铝产品的污染。
如何开发利用我国特有的高硫铝土矿资源，已成为氧化铝行业共同关注的重大技术课题。
关键词：高硫铝土矿浮选脱硫技术；产业化；应用1在铝土矿中硫对氧化铝生产的危害目前降低高硫铝土矿中硫含量、使高硫铝土矿成为有价资源，从而提高矿石资源的利用率，已成为亟待解决的问题。
高硫铝土矿中的主要硫化矿物有黄铁矿 (FeS2)及其异构体白铁矿和胶黄铁矿以及石膏CaSO4一类硫酸盐。
在拜耳法氧化铝生产过程中，硫的反应行为极其复杂。
以S2-的形式进入溶液中的硫会与碱液反应生成S22-、S2-、S2O32-，这些形态的硫因容易发生变价反应，被称为活性硫，溶液中的SO32-和SO42-相对较稳定，被称为惰性硫。
氧化铝生产过程中硫的存在危害严重，主要表现在：(1)此类矿石在自然界条件下，经一段时间后会经常出现氧化变酸的特点，可能导致浮选脱硫时的设备、管道腐蚀或氧化铝生产工艺中的碱耗增加。
(2)溶出加热段的钢铁管道可能与硫代硫酸盐等反应造成的管道腐蚀，可能使熔盐与矿浆直接混合错流而导致难以预计的资产损失和爆炸等生产安全隐患。
(3)含硫铝土矿溶出后赤泥颗粒难以沉降，会引起沉降槽跑浑，造成生产性减产或停产的工艺事故。
(4)氧化铝生产工艺中的矿浆呈现从未有的墨绿色、褐红色、黑灰色、灰褐色等，氢氧化铝料浆呈现从未有的红色，氧化铝产品铁含量严重超标。
因此，氧化铝生产要求原矿含硫越低越好，并严格限制入厂矿石原矿含硫小于0.3%。
由于石膏中的硫对氧化铝生产基本没有影响，因此，采用浮选方法主要脱除对氧化铝生产影响较大的S2-。
浮选法除硫可从根本上控制铝土矿中的硫进入到氧化铝生产流程，不仅符合“浮少抑多”的浮选原则，还具有工艺简单环保，成本低廉的优点，同时可以实现铝土矿浮选脱硫的尾矿零排放和资源综合利用，符合国家环保减排的政策。
高硫高硅铝土矿的焙烧脱硫—碱浸脱硅
Vol. 40 No. 3(Sum. 177)June2021第40卷第3期（总第177期）2021牟6月湿法冶金 .Hydrometa l urgyofChina高硫高硅铝土矿的焙烧脱硫一碱浸脱硅高 威1，张 强1234,李 莎1（1.商丘工学院机械工程学院河南商丘476000；2.贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550025；3.贵州省冶金工程与过程节能重点试验室，贵州贵阳550025；4.共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室，云南昆明650503）摘要：研究了中低品位高硫高硅铝土矿焙烧脱硫一碱浸脱硅工艺，考察了焙烧前、后铝土矿的物相变化，以及 碱浸时间、碱浸温度、液固体积质量比和碱液质量浓度对脱硅效果的影响）结果表明：在碱浸温度95 f 、碱质量浓度110 g/L 、碱浸时间60 min 、液固体积质量比10/1条件下，脱硅率为45.89%，氧化铝损失率为3.89%）适宜条件下，脱硅后铝溶出率达97.21%，较未脱硅焙烧工艺的铝溶出率提高4.89%）关键词：铝土矿；高硫；高硅;脱硅；碱浸中图分类号：TF803.25；TF111.14 文献标识码:A DOI ： 10. 13355/j. cnki. sfyj. 2021. 03. 006随着高品位铝土矿资源的日渐枯竭，低品位 铝土矿的开发利用越来越受到重视。
低品位铝土 矿有高铁铝土矿和高硫高硅铝土矿两种［13］）高 硫高硅铝土矿储量丰富，但硫含量较高，无法直接用于生产氧化铝。
高硫高硅铝土矿中的硅会对生 产造成不利影响：溶出过程中生成钠硅渣，造成大 量AlOs 和NaO 损失，铝溶出率较低［45］；钠硅 渣在生产设备和运输管道上结疤，使设备传热系数降低，增大能耗［67］；钠硅渣进入氢氧化铝中，影响产品质量8。
目前，高硫高硅铝土矿的处理未能有效解决 脱硫脱硅的同时兼顾铝溶出效果的问题。
脱硫方法主要有浮选、生物浸出、湿法、电解、氧化与高温 焙烧「910-。