一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法技术方案

发明专利技术提供了一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法，属于湿法冶金技术领域。本发明专利技术以臭氧为氧化剂，基于超声波空化效应强化臭氧氧化，可在短时间内有效消除拜耳法生产氧化铝过程中的S2‑

【技术实现步骤摘要】
一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金
，具体涉及一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法。

技术介绍

[0002]拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程，然而在利用拜耳法生产氧化铝的流程中存在大量的S2‑
，其一方面可以与铁盐反应生成羟基硫代铁酸钠，S2‑
浓度越高，越易促进羟基硫代铁酸钠的形成和稳定，当矿浆稀释和铝酸钠溶液冷却时，羟基硫代铁酸钠的溶解度降低，进入氢氧化铝，导致氧化铝中氧化铁含量超标，降低其品质；另一方面还危害工艺流程：生产中Na2SO4积累到一定数量后，在一定条件下以复盐Na2CO3·
2Na2SO4结晶析出，将严重影响正常操作，比如母液蒸发器和溶出器内结疤堵塞等，进而降低传热系数，增加生产能耗等；另外硫离子、羟基硫离子及配合物等形式溶解的硫造成钢质设备腐蚀。
[0003]为了降低拜耳法生产氧化铝系统中硫对产品的影响，目前主要采用的脱硫方法主要包括浮选脱硫、焙烧脱硫、湿法氧化脱硫和沉淀法脱硫。然而，浮选脱硫存在原矿波动，运行不太稳定问题；焙烧脱硫存在硫主要以SO2形式进入烟气，增加了烟气净化装置，成本增加；湿法氧化脱硫一般是指在高温高压矿浆中加入一定量的氧化剂比如二氧化锰、硝酸钠、空气或氧气等，使矿浆中硫氧化生成SO
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‑
，脱硫效果显著，但是在高温高压反应条件下进行，脱硫条件存在很大的安全隐患；沉淀法除硫是指添加锌化合物、钡盐等与S2‑
或SO
42
‑
生成沉淀析出除硫，但会存在含锌化合物价格昂贵，用量大，使得生产过程中成本较高，同时赤泥量较大，后续作业增加杂质问题。
[0004]因此，亟需提供一种操作条件温和，且可以高效降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法。本专利技术提供的方法操作条件温和，且可以高效降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法，包括：
[0008]在拜耳法铝酸钠溶液中通入臭氧，超声条件下，进行氧化反应，得到低价硫含量较低的铝酸钠溶液。
[0009]优选地，所述超声的频率为18～22kHz，所述超声的功率和拜耳法铝酸钠溶液的体积比为(0.06～0.33)KW/L。
[0010]优选地，所述氧化反应的温度为55～90℃、氧化反应的时间为5～100min。
[0011]优选地，所述臭氧的提供装置为臭氧发生器，所述超声条件的提供装置为超声波
发生器。
[0012]优选地，所述臭氧发生器的气源为氧气或者空气。
[0013]优选地，所述氧气的流量为20～120L/h，所述空气的流量为110～630L/h。
[0014]优选地，所述臭氧发生器包括曝气器，所述曝气器为臭氧微孔曝气盘扩散器；所述超声波发生器包括超声变幅杆。
[0015]优选地，所述氧化反应在反应容器中进行，所述反应容器中包含的器件为超声变幅杆和臭氧微孔曝气盘扩散器。
[0016]优选地，所述超声变幅杆位于距离反应容器的底部上方1～3cm。
[0017]优选地，所述臭氧通过吸收液吸收，所述吸收液为Na2S2O3水溶液。
[0018]本专利技术提供了一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法，包括：在拜耳法铝酸钠溶液中通入臭氧，超声条件下，进行氧化反应，得到低价硫含量较低的铝酸钠溶液。在本专利技术中，臭氧在超声产生的超声波作用下，可产生具有更高活性的自由基如
·
OH等，同时超声过程中，臭氧气泡在超声波作用下被粉碎成“微气泡”，与水的接触面积增加，即表面积增大；同时在超声条件下，水的混合程度和紊动强度增加，液膜厚度降低，进而减少了阻力，增大了传质系数，提高臭氧的传质速率；超声催化臭氧氧化过程，可弥补单一臭氧氧化利用率低，使得反应彻底进行。本专利技术提供的超声辅助臭氧氧化方法，可在短时间内有效消除拜耳法生产氧化铝过程中的S2‑
对生产的影响，同时避免高温高压等苛刻条件下，通入氧化性气体存在的潜在性危险。实验结果表明，本专利技术提供的方法，对拜耳法生产氧化铝系统中S2‑
去除率均在80％以上。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量方法的装置示意图；其中1为臭氧发生器，2为超声波发生器，3为气体流量计，4为臭氧微孔曝气盘，5为超声变幅杆，6为反应容器，7为恒温水浴锅，8为尾气吸收装置。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法，包括：
[0021]在拜耳法铝酸钠溶液中通入臭氧，超声条件下，进行氧化反应，得到低价硫含量较低的铝酸钠溶液。
[0022]在本专利技术中，所述拜耳法铝酸钠溶液优选为拜耳法生产工序的氢氧化铝精液或分解母液。本专利技术主要是为了去除拜耳法生产工序的氢氧化铝精液和分解母液中的低价硫离子S2‑
，有效消除拜耳法生产氧化铝过程中的S2‑
的影响，降低S2‑
与铁结合生成溶解度更高的羟基硫代铁酸钠的含量，进而降低氧化铝中氧化铁含量，提升氧化铝品质。
[0023]在本专利技术中，所述臭氧的提供装置优选为臭氧发生器。在本专利技术中，所述臭氧发生器优选为空气源臭氧发生器或氧气源臭氧发生器。在本专利技术中，所述氧气源臭氧发生器的氧气的流量优选为20～120L/h，更优选为30～100L/h。在本专利技术中，所述空气源臭氧发生器的空气的流量为110～630L/h，更优选为120～500L/h。在本专利技术中，所述臭氧发生器用来提供一定浓度的臭氧；本专利技术将空气和氧气的通入量限定在上述范围，是为了满足氧化反应对臭氧的需求量。
[0024]在本专利技术中，所述臭氧发生器优选包括曝气器。在本专利技术中，所述曝气器优选为臭氧微孔曝气盘扩散器。在本专利技术中，所述臭氧微孔曝气盘扩散器相比其他曝气器，主要是提高臭氧分散度，使其比表面积增大，提高氧化效率。
[0025]在本专利技术中，所述超声条件的提供装置优选为超声波发生器。在本专利技术中，所述超声波发生器优选包括超声变幅杆。在本专利技术中，所述超声的频率优选为18～22kHz，更优选为19～21kHz。在本专利技术中，所述超声的功率和拜耳法铝酸钠溶液的体积比优选为(0.06～0.33)KW/L，更优选为(0.07～0.32)KW/L。本专利技术将所述超声的频率和功率限定在上述范围，可以提高对拜耳法铝酸钠溶液中S2‑
的氧化效果。
[0026]在本专利技术中，所述氧化反应的温度优选为55～90℃，更优选为60～80℃；所述氧化反应的时间优选为5～100min，更优选为10～90min。本专利技术将所述氧化的温度和时间限定在上述范围，可以提高对拜耳法铝酸钠溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低拜耳法生产氧化铝系统中低价硫含量的方法，包括：在拜耳法铝酸钠溶液中通入臭氧，超声条件下，进行氧化反应，得到低价硫含量较低的铝酸钠溶液。2.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所述超声的频率为18～22kHz，所述超声的功率和拜耳法铝酸钠溶液的体积比为(0.06～0.33)KW/L。3.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为55～90℃、氧化反应的时间为5～100min。4.根据权要求1所述的方法，其特征在于，所述臭氧的提供装置为臭氧发生器，所述超声条件的提供装置为超声波发生器。5.根据权要求4所述的方法，其特征在于，所述臭氧发生器为空气源臭氧发生器或氧气源臭氧发生器。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹少华，张利波，段海盛，赵加平，陈映，
申请(专利权)人：云南文山铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：