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一种铝酸钠溶液除硫和铁的方法技术

技术编号:8447380 阅读:217 留言:0更新日期:2013-03-20 23:40
本发明专利技术公开了一种铝酸钠溶液除硫和铁的方法,包括以下步骤:1)在含S2-和铁的铝酸钠溶液中,按F/S比(即Fe与溶液中S2-的摩尔比)为0.1~2.0加入铁基添加剂,在温度为30~130℃下反应10~600min。2)对反应后的浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液和渣。应用本发明专利技术可经济、高效地同时脱除铝酸钠溶液中的S2-和铁,解决拜耳法处理高硫铝土矿生产氧化铝过程中碱耗增加、产品的铁含量超标和设备腐蚀等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝酸钠溶液除硫和铁方法,属于冶金

技术介绍
随着我国优质铝土矿资源的日渐枯竭和对铝土矿资源的进一步勘察,高硫铝土矿资源所占比例逐渐增大,目前我国已探明高硫铝土矿储量约5. 6亿吨,远景储量高达20亿吨。高硫铝土矿用于拜耳法生产氧化铝时,由于矿石中硫的存在会导致如下严重问题1) 在拜耳法高温溶出过程中,硫与循环母液中的苛性碱反应后进入溶液,导致氧化铝提取过程的碱耗大幅增加;2)进入到溶液中的硫还会与铁形成复杂的配合物,使铁在铝酸钠溶液中的溶解度升高,而在后续铝酸钠溶液的晶种分解过程中,铁则从溶液中析出,影响产品质量;3)在适宜条件下,N%S04与Na2CO3以复盐形式析出,导致母液蒸发器和溶出器加热表面结疤,降低传热效率;4)溶液中¥_和S2 032_浓度提高后,还会使钢制设备受到腐蚀。为了消除硫对氧化铝生产的危害,国内外对氧化铝生产过程中排除硫杂质进行了大量研究,除了选矿(CN101767062A 和 CN101480633A)、矿石预焙烧(CN101289210A 和CN101456572A)等矿石预处理除硫方法外,还对从铝酸钠溶液中除硫进行了大量研究,主要包括1)脱除溶液中的硫酸根离子,包括添加钡盐以硫酸钡的形式脱硫(CN 1458067)、添加石灰以水合硫铝酸钙形式脱硫,以及种分母液蒸发结晶以碳钠矾形式脱硫 (CN101182026A),但该法只能脱除溶液中的硫酸根,不能脱除对氧化铝生产过程影响大的 S2- ;2)脱除溶液中的S2-和铁,添加沉淀剂使溶液中的S2-形成难溶硫化物形式脱硫,由于脱硫后溶液中的硫铁配合物被破坏,导致溶液中铁的溶解度降低而析出,沉淀剂包括氧化锌、 含锌矿物以及含铜物料,但该法成本高。此外,还有加入氧化剂(如硝酸钠、双氧水、二氧化锰、氧气/臭氧、次氯酸钠等)使溶液中的S2-转化成硫代硫酸根、亚硫酸根和硫酸根的方法,该法能脱除溶液中的铁,但不能脱除溶液中的硫。因此,高硫铝土矿至今尚无实质性的工业利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种经济的同时脱除铝酸钠溶液中S2_和铁的方法。为了达到上述目的,本专利技术方法的技术方案包括以下步骤I)在含S2_和铁的铝酸钠溶液中,按F/S比(即Fe与溶液中S2_的摩尔比)为 O. I 2. O加入铁基添加剂,在温度为30 130°C下反应10 600min。其中铁基添加剂包括铁粉、铁盐、铁的氧化物或其氢氧化物,以及含有它们的矿石;含S2-和铁的铝酸钠溶液的组成为=Na2Ok浓度为10 250g/L,溶液的苛性比值a k(即溶液中Na2Ok与Al2O3的分子比)为I. 2 4. 0,溶液中S2-浓度为O. 2 20g/L,溶液中Fe2O3浓度为30 200mg/L。2)对反应后的浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液和渣。优选地,所述铁基添加剂为铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁、硝酸铁、氢氧化亚铁、氢氧化铁、针铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿、铁酸钠中的一种或者多种的混合物。本专利技术具有如下优点1)铁基添加剂便宜易得,可循环利用;2)除硫效率可高达 100% ;3)能同时脱除溶液中的硫和铁,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3含量低于30mg/L ; 4)与现有氧化铝生产过程结合紧密,简单易行。具体实施方式实施例I按F/S比为O. I,将氢氧化亚铁与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓度为20. 00g/L, Fe2O3浓度为200mg/L ;Na20k浓度为250. 00g/L, a k为I. 2)置于反应容器中,在温度为130°C 下搅拌反应600min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中S2_的脱除率为21. 45%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为22mg/L。实施例2按F/S比为2. 0,将氢氧化铁与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓度为0. 20g/L, Fe2O3 浓度为30mg/L ;Na2Ok浓度为10. 00g/L, a k为4. 0)置于反应容器中,在温度为30°C下搅拌反应lOmin。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中 S2_的脱除率为100%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为7mg/L。实施例3按F/S比为I. 5,将铁粉与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓度为I. 00g/L, Fe2O3浓度为78mg/L ;Na20k浓度为167. 45g/L,a k为4. 0)置于反应容器中,在温度为100°C下搅拌反应300min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中 S2_的脱除率为38. 14%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为28mg/L。实施例4按F/S比为I. 5,将四氧化三铁与含S2-和铁的铝酸钠溶液(S2—浓度为3.00g/L, Fe2O3浓度为98mg/L ;Na20k浓度为167. 45g/L,a k为I. 4)置于反应容器中,在温度为100°C 下搅拌反应60min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中S2_的脱除率为53. 78%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为26mg/L。实施例5按F/S比为1.0,将氧化亚铁与含S2-和铁的铝酸钠溶液(S2—浓度为10.00g/L, Fe2O3浓度为138mg/L ;Na20k浓度为167. 45g/L,a k为I. 4)置于反应容器中,在温度为100°C 下搅拌反应60min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中S2_的脱除率为96. 83%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为12mg/L。实施例6按F/S比为I. O,将硝酸铁与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓度为5. 00g/L, Fe2O3 浓度为103mg/L ;Na20k浓度为167. 45g/L,a k为I. 4)置于反应容器中,在温度为90°C下搅拌反应60min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中S2_的脱除率为83. 94%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为21mg/L。实施例7按F/S比为I. 0,将针铁矿与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓度为15. 00g/L, Fe2O3 浓度为173mg/L ;Na20k浓度为167. 45g/L,a k为I. 4)置于反应容器中,在温度为100。。下搅拌反应60min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中S2_的脱除率为86. 24%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为19mg/L。实施例8按F/S比为2. 0,将磁铁矿与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓度为3. 00g/L, Fe2O3 浓度为92mg/L ;Na20k浓度为167. 45g/L,a k为I. 4)置于反应容器中,在温度为100°C下搅拌反应60min。对反应所得浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液。铝酸钠溶液中S2_的脱除率为67. 52%,除硫、铁后的铝酸钠溶液中Fe2O3浓度为22mg/L。实施例9按F/S比为2. 0,将褐铁矿与含S2_和铁的铝酸钠溶液(S2_浓本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种铝酸钠溶液除硫和铁的方法,其特征是,包括以下步骤:1)在含S2?和铁的铝酸钠溶液中,按F/S比(即Fe与溶液中S2?的摩尔比)为0.1~2.0加入铁基添加剂,在温度为30~130℃下反应10~600min。其中铁基添加剂包括铁粉、铁盐、铁的氧化物或其氢氧化物,以及含有它们的矿石;含S2?和铁的铝酸钠溶液的组成为:Na2Ok浓度为10~250g/L,溶液的苛性比值αk(即溶液中Na2Ok与Al2O3的分子比)为1.2~4.0,溶液中S2?浓度为0.2~20g/L,溶液中Fe2O3浓度为30~200mg/L。2)对反应后的浆液进行固液分离,得到除硫、铁后的铝酸钠溶液和渣。

【技术特征摘要】
1.一种铝酸钠溶液除硫和铁的方法,其特征是,包括以下步骤1)在含S2-和铁的铝酸钠溶液中,按F/S比(即Fe与溶液中S2_的摩尔比)为O. I 2. O加入铁基添加剂,在温度为30 130°C下反应10 600min。其中铁基添加剂包括铁粉、铁盐、铁的氧化物或其氢氧化物,以及含有它们的矿石;含S2_和铁的铝酸钠溶液的组成为=Na2Ok浓度为10 250g/L,溶液的苛性比值a k(即溶液中Na2...

【专利技术属性】
技术研发人员:李小斌李重洋刘桂华彭志宏周秋生齐天贵谭杰
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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