中國粉體網(wǎng)訊  氧化鋁與硫之間的關(guān)系很奇妙，這主要是因為它們在兩個方面有緊密關(guān)聯(lián)。

一方面，氧化鋁害怕硫的存在。通過鋁土礦制備氧化鋁時，鋁土礦中的硫會對氧化鋁的工藝及性能造成損害，通常當(dāng)鋁土礦中的硫含量達到0.30%，就會嚴(yán)重影響氧化鋁的生產(chǎn)，所以，脫硫技術(shù)對于氧化鋁生產(chǎn)非常重要。

另一方面，氧化鋁又積極參與到某些脫硫工藝過程中。氧化鋁具有良好的穩(wěn)定性、高的比表面積和合適的孔結(jié)構(gòu)，適合作為催化劑的載體，在尾氣處理，汽/柴油加氫脫硫方面有重要應(yīng)用。

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 氧化鋁生產(chǎn)中的脫硫技術(shù) 

1、硫的形態(tài)變化

鋁土礦中硫主要是以黃鐵礦(FeS₂)形態(tài)存在，而且多數(shù)呈膠質(zhì)態(tài)-膠黃鐵礦和膠黃鐵礦-黃鐵礦的過渡型變體。在拜耳法溶出過程中生成可溶的、介穩(wěn)的和穩(wěn)定的二價和三價鐵的羥基硫化物的復(fù)雜配合物。膠黃鐵礦更易被堿液分解，黃鐵礦與鋁酸鈉溶液的反應(yīng)伴隨著復(fù)雜的氧化還原過程，硫主要以S^2-進入溶液，約占全部硫含量的90%～94%，其余為S₂O₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-及S₂^2-等。這些離子被空氣氧化，最后轉(zhuǎn)變?yōu)镾O₄^2-。反應(yīng)的固相產(chǎn)物包括FeS、硫鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦等。鋁土礦中還含有石膏(CaSO₄)，而CaSO₄在NaOH液中轉(zhuǎn)變?yōu)镹a₂SO₄。

2、硫及硫化物對工藝流程的危害

隨著氧化過程的進行，可溶的、介穩(wěn)的和穩(wěn)定的二價和三價鐵的羥基硫化物的復(fù)雜配合物轉(zhuǎn)化為高度分散的氧化亞鐵和磁鐵礦、亞硫酸鈉和硫酸鈉。在這些轉(zhuǎn)化過程中硫的化合物與鋁酸鈉溶液、苛性堿溶液反應(yīng)，使堿耗增加。反應(yīng)的固相產(chǎn)物包括FeS、硫鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦等一起進入赤泥，它們易吸附較多的Al(OH) ^4-，Na⁺和吸附水，使赤泥的沉降性能下降。生產(chǎn)流程中Na₂SO₄積累到一定數(shù)量時，由于析出Na₂SO₄結(jié)晶，將嚴(yán)重影響正常操作，如蒸發(fā)器堵罐、高壓溶出系統(tǒng)二次自蒸發(fā)器出料管結(jié)疤、堵塞等。以硫離子、羥基硫離子及配合物等形式溶解的硫使鋼質(zhì)設(shè)備，特別是蒸發(fā)器中熱交換管及過濾機的篩網(wǎng)的腐蝕速度加快。

3、脫硫技術(shù)

針對氧化鋁生產(chǎn)過程中硫的脫除難題，國內(nèi)外學(xué)者對高硫鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的脫硫工藝進行了大量的研究，已經(jīng)開發(fā)出了多種脫硫技術(shù)。目前的氧化鋁生產(chǎn)脫硫技術(shù)主要有兩類：一是對礦石進行預(yù)處理脫硫，減少其進入氧化鋁生產(chǎn)流程，這類方法主要有濕法預(yù)處理脫硫技術(shù)和火法預(yù)處理脫硫技術(shù)；二是從氧化鋁生產(chǎn)流程中脫硫，這類方法主要是指從鋁酸鈉溶液中加入氧化劑將低價態(tài)硫離子氧化成SO₄^2-后通過蒸發(fā)排出，或加入脫硫劑將硫化物直接沉淀脫除，從而達到脫硫的目的。

（1）礦石預(yù)處理脫硫技術(shù)

（2）氧化鋁生產(chǎn)流程中脫硫技術(shù)

氧化鋁生產(chǎn)流程中的主要脫硫方法是氧化法脫硫和沉淀法脫硫。

氧化法脫硫主要是通過添加氧化劑氧化鋁酸鈉溶液中的低價態(tài)硫離子，使得溶液中的硫全部以SO₄^2-的形態(tài)存在，然后在蒸發(fā)工序中，硫酸根以硫酸鈉—碳酸鈉復(fù)鹽的形式析出，達到除硫的目的，已經(jīng)進行研究的氧化劑有硝酸鈉、MnO₂、H₂O₂以及空氣和氧氣等。

傳統(tǒng)沉淀法脫硫的原理就是在鋁酸鈉溶液中加入鋇鹽、氧化鋅等含鋅原料和石灰與溶液中的SO₄^2-或S^2-反應(yīng)生成不溶性的沉淀。近年來有研究人員在傳統(tǒng)沉淀法脫硫的基礎(chǔ)上研究提出了還原—沉淀法脫硫的新方法，該方法首先在高溫拜耳法溶出過程中添加金屬Zn、Al或Fe作還原劑使溶液中的高價含硫離子SO₄^2-、S₂O₃^2-和SO₃^2-還原轉(zhuǎn)變?yōu)镾^2-，然后再生成沉淀從溶液中脫除。

氧化鋁載體在油品加氫脫硫中的應(yīng)用 

隨著油品消耗量的增加，環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。近年來，各國對油品中硫含量進行了嚴(yán)格限制。加氫技術(shù)在石油資源高效利用和油品清潔化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，得到了廣泛應(yīng)用。加氫催化劑是加氫技術(shù)的核心，高性能催化劑的開發(fā)是加氫技術(shù)的關(guān)鍵。

活性氧化鋁脫硫催化劑，來源：江蘇晶晶新材料有限公司

加氫催化劑是負(fù)載型催化劑，載體是催化劑的重要組成部分，擔(dān)當(dāng)著催化劑活性組分的骨架，能為活性金屬分散提供足夠的比表面積，為反應(yīng)物分子提供合適的擴散和反應(yīng)孔道。同時能通過載體與活性組分之間的相互作用，影響活性金屬組分的分布、硫化及活性中心的形成，從而影響催化劑的活性。氧化鋁具有良好的穩(wěn)定性、高的比表面積和合適的孔結(jié)構(gòu)，適合作為加氫催化劑的載體。

氧化鋁載體的應(yīng)用越來越廣泛，其合成方法主要有擬薄水鋁石水法和溶膠凝膠法。傳統(tǒng)的擬薄水鋁石水法是目前生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，而具有發(fā)展前景的溶膠凝膠法需改良制備工藝才能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

參考來源：

[1]武國寶.氧化鋁生產(chǎn)脫硫技術(shù)研究進展

[2]蘭軍等.鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁過程脫硫方法的研究進展

[3]曾雙親等.水熱處理時間對氧化鋁載體及加氫脫硫催化劑性能的影響

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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