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我国高硫铝土矿资源丰富,含量约占总铝土矿储量的11.0%。若将该种高硫铝土矿用于拜耳法氧化铝生产,会造成溶液中S2-含量升高,进而导致产品中铁含量升高。因此,研究开发合理的S2-脱除工艺,对我国高硫铝土矿的有效利用和拜耳法氧化铝产品质量的提高都有着重要意义。
本论文对拜耳法溶出过程中高硫铝土矿中硫的转化形态进行研究。研究表明,矿石中的硫主要是以S2-形态进入溶液,其含量约占矿石中总硫含量的60%以上。一部分矿石中的硫和溶液中S2-一起被赤泥携带排出拜耳法循环系统,赤泥可以起到净化拜耳液除硫的作用。
论文对湿式氧化法脱除拜耳液中S2-的工艺进行研究,通过实验证明该工艺是可行的。一定条件下,在拜耳法溶出过程中通入适量空气,60min内可将溶出矿浆中S2-氧化脱除85%以上,S2-脱除效果显著。湿式氧化过程中,溶出矿浆中的S2-先被氧化成为S2O32-,使得溶液中S2O32-升高。当反应进行到一定程度,溶液中S2-含量较低时,S2O32-、SO32-被氧化成为SO42-,S2O32-、SO32-降低,SO42-浓度升高。通过对湿式氧化工艺条件的研究发现,温度越高S2-脱除效果越好,湿式氧化脱除S2-的温度控制在220℃以上为宜。O2的加入量越多,氧化反应进行的越充分,溶液中S2-、S2O32-及SO32-最终均可被氧化成为SO42-。
采用湿式氧化工艺对拜耳液进行处理,在氧化脱除S2-的同时,也可以将溶液中部分有机物氧化成为草酸钠。在O2充足的条件下,草酸钠可继续被氧化成为碳酸钠。经湿式氧化处理后的溶出矿浆,其赤泥沉降性能也得到改善,溶液中Fe2O3含量也得到显著降低。