２０１６年第１期 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） · １１ · 高硫铝土矿沸腾焙烧脱硫试验 赵磊，李相良 （北京矿冶研究总院，北京１００１６０） 摘要：针对贵州某高硫铝土矿开展了１５ ｋｇ／ｈ沸腾焙烧连续试验，焙砂中硫化物含硫０．１０ ，并推荐了 高硫铝土矿沸腾焙烧的最优工艺参数 关键词：高硫铝土矿；沸腾焙烧；脱硫 中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—７５４５（２０１６）０１—００１１ ０３ Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ－ｓｕｌｆｕｒ Ｂａｕｘｉｔｅ ｗｉｔｈ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｒｏａｓｔｉｎｇ ＺＨＡＯ Ｌｅｉ，ＬＩ Ｘｉａｎｇ—ｌｉａｎｇ （Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１６０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ １ ５ ｋｇ／ｈ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｌｕｉｄｉｚｉｎｇ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｔｅｓｔ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｓｕｌｆｕｒ ｂａｕｘｉｔｅ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ． Ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｉｎ ｃａｌｃｉｎｅ ｉｓ ０．１０ ９／５．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｆｌｕｉｄｉｚｉｎｇ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｆｏｒ ｈｉｇｈ～ｓｕｌｆｕｒ ｂａｕｘｉｔｅ ｗｅｒｅ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｓｕｌｆｕｒ ｂａｕｘｉｔｅ；ｆｌｕｉｄｉｚｉｎｇ ｒｏａｓｔｉｎｇ；ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ 贵州是我国铝土矿资源丰富的省份之一，但高 硫型铝土矿占比较大，平均硫含量达１．２ ［１］。高 硫铝土矿资源难以经济利用。硫在铝土矿中主要以 黄铁矿形式存在，在拜耳法溶出过程中生成复杂配 艺段的能耗＿４＿８＿。本文开展高硫铝土矿连续沸腾焙 烧试验研究，验证高硫铝土矿连续氧化焙烧脱硫的 稳定性及工业实践可行性。 合物，影响氧化铝产品质量ｌ２］。铝土矿脱硫的方法 主要包括浮选脱硫、生产过程脱硫、氧化焙烧预处理 １ 原料性质 试验原料采用贵州某地高硫铝土矿，粒度 等。氧化铝生产过程脱硫技术（如添加剂脱硫、通氧 氧化法脱硫）已有多年研究和应用，但都是针对硫含 ０．０７４ ｍｍ占５９．１１ ，主要成分（ ）：Ａ１。Ｏ。 ５８．５３、ＳｉＯ２ １０．５１、Ｆｅ ５．５５、Ｃａ １．４９、Ｓ １．１９。高硫 量较低（＜０．７ ）的普通铝土矿原料，而对硫含量＞ ０．７ 的高硫铝土矿研究不多。目前仅浮选脱硫工 艺获得工业应用。中铝公司重庆氧化铝厂的实践表 铝土矿中以硫化物形式赋存的硫占总硫的 ５４．６２ ９／６，以硫酸盐形式赋存的占１４．２９ ，单质硫 只占０．８４ 。还有３Ｏ．２５ 的硫以其他状态赋存， 明，选矿精矿硫含量可降到０．５ 以下。但浮选法 脱硫也存在浮选过程中铝的损失、精矿带水导致能 耗升高及选矿药剂影响等问题。。］。 氧化焙烧预处理是目前众多铝土矿前处理技术 中比较可行的一种，目前已在国内外进行了大量研 究。该技术在脱硫同时活化矿石，有效提高铝的溶 通过ＥＤＳ能谱分析可知，这部分硫主要是被铝硅酸 盐包裹的微细粒黄铁矿，粒度％１２０ ｍ。 ２试验研究方法 连续沸腾焙烧试验在北京矿冶研究总院自主设 计制造的沸腾焙烧炉中进行，利用螺旋给料机将物 料输送到沸腾焙烧炉内；压缩空气经降压后进人炉 出率，同时还可以有效降低拜耳法生产氧化铝各工 收稿日期：２０１５—０７—２８ 作者简介：赵磊（１９８２），男，辽宁人，硕士，高级工程师 · １２ · 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１６年第ｌ期 底，在炉底送入空气的搅动下，炉料在一定的高度范 围内处于悬浮状态，使焙烧过程气固间迅速完成热 交换，并且料层温度均匀。试验中重点研究给料量、 焙烧温度、炉膛风速等因素对焙烧产品残硫等指标 的影响，确定最佳焙烧工艺条件。 焙烧炉直径２５０ ｍｍ，处理能力５～５０ ｋｇ／ｈ。 焙烧炉设４个测温点：沸腾炉风帽处温度（Ｔ１）、沸 腾层温度（Ｔ２）、扩大段温度（Ｔ３）、炉顶温度（Ｔ４）， 通过Ｔ２表征并控制沸腾温度。 ＼ 赠 ３ 试验结果与讨论 ３．１ 连续焙烧试验结果 图ｌ连续沸腾焙烧沸腾层（Ｔ２）温度曲线 Ｆｉｇ．１ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ（Ｔ２） 在实验室确定的最佳条件基础上，连续沸腾焙 烧脱硫试验共进行了２组，每１５ ｍｉｎ记录沸腾层 （Ｔ２）温度一次，６０ ｍｉｎ取样一次，给料量１５ ｋｇ／ｈ。 图１为焙烧操作曲线，焙砂与烟尘中硫含量的关系 见图２，试验结果见表１。 Ｏ 高硫铝土矿沸腾焙烧过程中反应放热量小，温 如 增 ０ 度较稳定，过程易于控制。但脱硫效果并不理想，２ 组焙烧条件下获得焙砂中硫的含量有波动，但总体 偏高，焙烧后焙砂和烟尘中含硫仍在１ 左右。 ３．２焙砂中硫的物相分析 时间／ｈ 为查明焙烧前后硫的形态变化，对６２０℃下焙 烧获得焙砂和烟尘样品混合均匀后进行硫的化学物 相分析和ＥＤＳ能谱分析，硫的物相分析结果（ ）： 硫化物中的硫ｌ０．６４、硫酸盐中的硫６２．７７、其他硫 图２连续沸腾焙烧焙砂与烟尘中硫的含量 Ｆｉｇ．２ Ｓｕｌｆｕｒｉｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｒｏａｓｔｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ２５．５３。脱硫率２Ｏ．３４％，硫氧化率８３．３３ 。 表１连续沸腾焙烧试验结果 Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ 结果表明： 硫，通过ＥＤＳ能谱分析查明：主要是原矿中赋存的 含Ａ１、Ｃａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｓ、Ｏ的复盐的焙烧产 １）以黄铁矿形式存在的硫在沸腾焙烧过程中基 本上完全燃烧了，在６２０℃焙烧的焙砂中硫化物中 物，在焙烧前后的电镜中均可查到类似的相。 ３。３高硫铝土矿脱硫推荐工艺参数 的硫含量仅有０．１０ ；残余的黄铁矿以微细粒的形 态被包裹在铝硅酸盐中，平均粒径％１０ ｆｆｍ。 结合连续沸腾焙烧试验结果，推荐高硫铝土矿 ２）对比焙烧前后的硫酸盐含硫量，６２０℃焙烧 的焙砂中硫酸盐含硫量从０．１７ 提高到０．５９ ，表 明高硫铝土矿中的钙、铁在焙烧过程中表现出一定 固硫的行为。 沸腾焙烧最优工艺参数如下：焙烧温度５５０～６２０ ℃、空气过剩系数１．２、焙烧线速度０．８ ｍ／ｓ，在上述 条件下，焙砂产率９０ ～９４ ，硫氧化率＞９０％，铝 回收率＞９９ ，焙烧炉床能率２８～３Ｏ ｔ／（ｍ。·ｄ）， 吨矿焙烧能耗～２５ ｋｇｃｅ。 ３）焙砂中还存在２５．５３ 的其他形态赋存的 ２０１６年第１期 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） 勘查，２０１１，２（２）：１５９－１６４． · １３ · ４ 结论 １）连续沸腾焙烧可以稳定、有效实现高硫铝土 矿中硫化物的氧化，但矿石中的钙、铁在焙烧过程中 表现出固硫的特性，影响硫的脱除深度。 ２）沸腾焙烧炉可满足高硫铝土矿工业脱硫的需 Ｅ２３张风林，王克勤，邓海霞，等．高硫铝土矿脱硫研究现状 与进展［Ｊ３．山西科技，２０１１，２６（１）：９４—９５． －［３１张念炳，蒋宏石，吴贤熙．高硫铝土矿溶出过程中硫的 行为研究ＥＪ３．轻金属，２００７（７）：７－１０． ［４］吕国志，张廷安，鲍丽，等．高硫铝土矿的焙烧预处理 ［Ｊ］．过程工程学报，２００８，８（５）：８９２—８９６． ［５］赵聪，陈朝轶，李军旗，等．高硫铝土矿粗粒径焙烧脱硫 及其溶出性能［Ｊ］．有色金属（冶炼部分），２０１５（７）： ３４—３７． 要，实现高硫铝土矿经济、高效焙烧脱硫。 ３）高硫铝土矿沸腾焙烧最优工艺参数为：焙烧 温度５５０～６２０℃、空气过剩系数１．２、焙烧线速度 ０．８ ｍ／ｓ，在上述条件下，焙砂产率９０ ～９４ ９／６，硫 氧化率＞９０ ９／６，铝回收率＞９９ ，焙烧炉床能率２８ ～［６３吕国志，张廷安，倪培远，等．高硫铝土矿流态化焙烧预 处理及溶出性能ＥＪ］．过程工程学报，２００９，９（增刊１）： ７１—７５． ３０ ｔ／（ｍ ·ｄ），通过系统的热量循环利用，可控制 焙烧过程吨矿综合能耗为～２５ ｋｇｃｅ。 参考文献 ［１］付世伟．贵州高硫铝土矿开发利用前景分析［Ｊ］．矿产 ［７］梁佰战，陈肖虎，冯鹤，等．高硫铝土矿微波脱硫溶出试 验研究［Ｊ］．有色金属（冶炼部分），２０１１（３）：２３—２６． ［８］吕国志，张廷安，赵爱春，等．含硫铝土矿预焙烧动力学 研究［Ｊ３．过程工程学报，２０１０，１０（增刊１）：１３４—１３７． 《有色金属（冶炼部分）》 订阅及开通网上投稿启事 《有色金属（冶炼部分）》目前被《中文核心期刊要目总览》、美国化学文摘（ＣＡ）、《中国有色 金属文摘》、《中国冶金文摘》、《中国化学化工文摘》、《中国有色金属文献数据库》、《中国化学数 据文摘库》所收录，是中国科技论文统计源期刊、全国中文核心期刊、ＲＣＣＳＥ中国核心学术期 刊（Ａ）、中国核心期刊（遴选）数据库收入期刊、中国学术期刊（光盘版）人编期刊、中国学术期 刊综合评价数据库来源期刊、中国期刊网入编期刊、中国万方数据库收入期刊、ＣＡＪ—ＣＤ执行 优秀期刊、中：史科技期刊数据库收入期刊。 本刊２０１６年定价每册１５元，全年１８０元，邮发代号２—４６４，欢迎新老读者继 续订阅本刊！ 本刊网站已经开通，在线投稿系统也同时投入使用，请广大作者登录网站在 线投稿，网址：ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ。