低品位高硫铝土矿静态焙烧脱硫及溶出性能

摘要

以低品位高硫铝土矿为原料,通过静态焙烧-活化溶出技术路线,解决脱硫同时兼顾溶出性能。采取XRD,SEM和Materials Studio等手段,分析焙烧脱硫-活化溶出过程中氧化铝及一水硬铝石晶体转变,得出焙烧矿最佳溶出条件,对比分析原矿与焙烧矿溶出动力学。研究结果表明:焙烧促使一水铝石晶体减小,氧化铝晶体变大、结晶更加完整;当静态焙烧温度为600℃和时间为180 s时,焙烧后铝土矿中硫质量分数为0.29%,脱硫率为75.83%;在600℃焙烧90 s时,矿石最佳溶出条件为溶出温度280℃、溶出时间70 min、苛碱质量浓度为245 g/L、CaO添加质量分数10%,此时氧化铝相对溶出率为94.8%;正交实验结果表明影响氧化铝溶出率的主次因素排序为温度、CaO添加质量分数、时间、苛碱质量浓度;原矿与焙烧矿在溶出过程中其表观活化能分别为48.89 kJ/mol和63.99 kJ/mol,氧化铝溶出主要受内扩散控制;焙烧矿和原矿在特定溶出条件下氧化铝相对溶出率(y)与溶出温度(T)之间的关系分别为:y=u(T)=-372.59+2.80053T-0.00406T^2和y=u(T)=-563.42+4.32469T-0.00714T^2,以焙烧矿经验公式作为参数优化依据,在285℃时氧化铝溶出率为95.63%。