湿式氧化法脱除工业铝酸钠溶液中负二价硫离子的研究

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

第一章 文献综述

1.1 前言

1.2 氧化铝生产方法

1.3 氧化铝生产中硫的行为及危害

1.3.1 硫在氧化铝生产中的存在形态

1.3.2 氧化铝生产中硫的危害

1.4 氧化铝生产除硫现状

1.4.1 国外氧化铝生产除硫现状

1.4.2 国内氧化铝生产除硫研究现状

1.5 本课题研究的意义及内容

1.5.1 本课题研究的意义

1.5.2 本课题研究的内容

第二章 实验原料、主要设备及方法

2.1 实验原料

2.1.1 铝土矿

2.1.2 铝酸钠溶液

2.1.3 其他主要试剂

2.2 实验主要设备

2.2.1 高压反应釜

2.2.2 其他设备

2.3 实验方法

2.4 分析方法

2.4.1 铝酸钠浆液全碱、氧化铝的分析

2.4.2 苛性碱的分析

2.4.3 硫的分析

第三章 硫在溶出过程中的行为

3.1 前言

3.2 硫在溶出过程中的形态转化研究

3.3 赤泥携带除硫性能的研究

3.4 本章小结

第四章 湿式氧化法脱除铝酸钠溶液中S2-工艺研究

4.1 前言

4.2 温度对湿式氧化法除S2-的影响

4.3 氧化时间对湿式氧化法除S2-的影响

4.4 氧气加入量对湿式氧化法除S2-的影响

4.5 本章小结

第五章 湿式氧化工艺对拜耳法氧化铝生产的影响

5.1 前言

5.2 湿式氧化工艺对拜耳液中有机物的影响

5.3 湿式氧化工艺对赤泥沉降性能的影响

5.4 湿式氧化工艺对溶液中Fe203含量的影响

5.6 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及参与的项目