[实用新型]一种拜耳法高硫铝土矿生产氧化铝的高压溶出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种拜耳法高硫铝土矿生产氧化铝的高压溶出装置。

背景技术

我国一水硬铝石型高硫铝土矿贮量至少在1. 5亿吨以上，矿石中的硫以黄铁矿(FeSz)等形态存在，通常当矿石中的硫含量大于0. 7%被称为高硫铝上矿。采用高硫铝土矿生产氧化铝工艺难度大，矿石中的硫在溶出过程中以负二价硫的形态进入铝酸钠溶液。导致铝酸钠溶液和产品氧化铝中铁含量升高。

目前国内外高硫铝土矿生产氧化铝的除硫技术主要有：生料加煤燃烧除硫、加氧化锌除硫、浮选除硫等。但上述方法都具有很大的缺陷。生料加煤燃烧除硫若生产技术条件和操作不当或烧结燃料用煤硫含量增高，则除硫效果较差；加氧化锌除硫成本较高，难以实现工业化生产；浮选除硫设备投资大，成本高，需与浮选脱硅同时进行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种拜耳法高硫铝土矿生产氧化铝的高压溶出装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的拜耳法高硫铝土矿生产氧化铝的高压溶出装置，包括低温段反应釜、中温段反应釜和高温段反应釜，在其中至少一个高温段反应釜底部设有环形气体分布器，压缩空气通过流量计、逆止阀和截止阀通入环形气体分布器，反应釜中边通入空气边排放废气，反应釜内压力维持在3.0-7.0 MPa。

所述的环形气体分布器为圆筒状，桶壁上设有排气孔，环形气体分布器直径为0.9-1.5 m，排气孔直径为1-5mm，布孔率为500-2000个。

铝土矿中硫主要是以黄铁矿(FeS2)形态存在。在拜耳法溶出过程中，黄铁矿中的硫主要以S^2-进入溶液，其余以S₂^2-、S₂O₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-进入溶液。当溶出完成后向高压釜中通入空气，氧气将与溶液中各种含硫化合物发生如下反应：

       2S^2- + 2O₂ + H₂O → S₂O₃^2- + 2OH^-             （1）  

       2S^2- + 3O₂ → 2SO₃^2-                         （2） 

       S₂O₃^2- + 2O₂ + 2OH^- → 2SO₄^2- + H₂O           （3）

       2SO₃^2- + O₂ → 2SO₄^2-                         （4）

而溶液中的含硫化合物的组成取决于氧化条件。

因此本实用新型用空气氧化铝酸钠溶液中的负二价硫和硫代硫酸钠。由于温度越高，反应的动力学条件越有利，所以，本实用新型采用在高压溶工序中向高温段反应釜通入压缩空气，将矿浆中的S^2-最终氧化成SO₄^2-，SO₄^2-被结合到赤泥中的钠硅渣中，随赤泥排出流程。

利用溶出矿浆的高温高压进行除硫，效果最佳；空气氧化法生产成本最低，流程简单；同时将反应放出的废气排放到末级闪蒸槽可以回收蒸汽所含热量。采用本实用新型的技术方案，溶出矿浆液相中负二价硫浓度显著降低；溶出矿浆液相中硫代硫酸根浓度无明显上升；循环母液中负二价硫、氧化铁浓度显著降低；精液中负二价硫浓度显著降低， 硫代硫酸根浓度无明显上升，精液中氧化铁含量降低；产品氢氧化铝及氧化铝中氧化铁含量符合国家标准一级品标准；各生产环节均恢复正常。

附图说明

图1是本实用新型中高压段反应釜的结构示意图。

图2是本实用新型中设有环形气体分布器的高压反应釜的结构示意图。

具体实施方式