DOC《高硫铝土矿循环流态化焙烧脱硫半工业试验》

焙烧温度对脱硫效果有一定影响,550 ℃即可满足高硫铝土矿脱硫的需要(详见表1);

2)原料化学成分及矿物赋存状态对脱硫效果、硫的氧化都有影响,其中尤以硫酸盐及矿物包裹硫对脱硫效果影响最大(详见表2). 3)矿石粒度变化对脱硫效果有影响,随矿石粒度变大,低价硫化物氧化效果变差,焙砂含硫增高(详见表3). 表1 连续焙烧试验结果 Table

1 Results of continuous fluidizing roasting experiments 给料量/(kg・h-1) 焙烧温度/℃ 焙砂含硫量/%

500 550 0.27~0.63

500 600 0.41~0.46

2 000

620 0.36~0.41 表2 不同含硫量的焙砂硫的物相分析结果 Table

2 Analysis result of sulphuric chemical phase in roasted product /% 项目 焙砂含硫0.27% 焙砂含硫0.43% 焙砂含硫0.54% 焙砂含硫0.63% 含量 占比 含量 占比 含量 占比 含量 占比 单质硫 0.001 0.37 0.001 0.23 0.001 0.20 0.001 0.14 硫化物中的硫 0.07 25.93 0.10 23.26 0.12 23.48 0.17 32.83 可溶性硫酸盐中硫 0.05 18.52 0.11 25.58 0.21 35.23 0.25 41.04 不可溶性硫酸盐及其他矿物包裹硫 0.15 55.56 0.22 51.16 0.21 41.10 0.21 25.99 表3 焙砂含硫量与粒度的关系 Table

3 Relationship between sulphuric content and particle size S/% S2-/% d0.1/μm d0.5/μm d0.9/μm 体积平均粒径/μm 0.27 0.07 18.833 78.867 196.749 95.627 0.43 0.10 23.845 91.458 239.014 113.696 0.54 0.12 20.773 99.603 253.756 121.018 0.63 0.17 28.580 114.612 258.168 130.926 3.2连续焙烧试验结果 根据热平衡,对高硫铝土矿焙烧过程进行能耗计算:焙烧过程中炉外多级热交换实现热量利用,外排废气温度低于180 ℃,焙砂温度低于150 ℃,1 t高硫铝土矿焙烧系统的总热平衡见表4.吨矿焙烧能耗24.50 kgce. 表4

1 t高硫铝土矿550 ℃焙烧过程热平衡 Table

4 Thermal equilibrium during fluidizing roasting of

1 t high sulfur bauxite at

550 ℃ 项目 热量/kJ 比例/% 热收入

20 ℃铝土矿显热

280 735.5 16.23

20 ℃空气显热

543 123.0 31.41 化学反应热

231 637.0 13.39 燃煤补充热量

673 835.4 38.97 合计

17 293 310.0 100.0 热支出

180 ℃废气带热

967 266.2 55.93

150 ℃焙砂带热

329 709.1 19.07 水分蒸发带热量

155 006.0 8.96 系统散热

277 349.7 16.04 合计

17 293 310.0 100.0 3.3 高硫铝土矿脱硫推荐工艺参数 根据500 kg/h循环流态化焙烧半工业试验结果,推荐的最优焙烧脱硫参数为:空气过剩系数1.

5、焙烧温度550~600 ℃、焙烧线速度3~4 m/s.得到的指标为:焙烧炉床能率100 t/(m2?d)、每吨矿石焙烧能耗24.50 kgce、焙砂产率90%~94%、铝回收率>99%、硫氧化率>93%.

4 结论 1)在550~600 ℃下焙烧,可实现铝土矿中硫化物的有效氧化,焙砂中含硫0.27%~0.58%,焙砂中硫化物含硫0.10%~0.20%,其余残硫主要以硫酸盐形态存在. 2)循环流态化焙烧炉均可满足下一步的工业实践硫化物脱硫的需要,控制一定的焙烧条件及余热利用的条件下,焙烧过程能耗约每吨矿石24.50 kgce. 3)高硫铝土矿的原料化学成分、粒度分布变化,均会导致焙砂脱硫效果及硫氧化效果的波动.建议高硫铝土矿焙烧脱硫选用焙烧时间可控或可微调的炉型,可保证工业生产中一定范围波动的高硫铝土矿中硫化物的充分焙烧. 参考文献 [1] 张风林,王克勤,邓海霞,等. 高硫铝土矿脱硫研究现状与进展[J]. 山西科技,2011,26(1):94-95. [2] 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[J]. 轻金属,2007(7):7-10. [3] 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. [4] 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[J]. 过程工程学报,20096,9(增刊1):71-75. [5] 吕国志,张廷安,赵爱春,等. 含硫铝土矿预焙烧动力学研究[J]. 过程工程学报,2010,10(增刊1):134-137. [6] 赵磊,李相良. 高硫铝土矿沸腾焙烧脱硫试验[J]. 有色金属(冶炼部分),2016(1):11-13.