随着我国铝工业近年的高速发展,优质铝土矿日趋贫乏。高硫铝土矿储量巨大,其中42.8%属于高硫高硅铝土,仅贵州存在2亿吨高硫高硅矿处于未开采状。开发该类矿石,是缓解矿石资源紧张的有效途径。目前高硫高硅铝土矿的研究热点集中于焙烧脱硫与脱硅,而各地矿石结构及成分差异较大,工艺参数不尽相同。因此,本文针对不同地区A、B两类矿,采取焙烧脱硫-高压溶出的工艺。通过研究矿石特性,探究温度、时间、焙烧方式对脱硫影响,并对比研究矿石的溶出性能。在矿石特性研究的基础上,通过溶出热力学、动力学、溶液结构及晶体,研究B类矿石溶出机理。其主要结论如下:A、B两类矿石成分分别为Al₂O₃ 62.83%、52.6%,SiO₂ 16.42%、12.55%,TS 1.2%、2.66%,Fe₂O₃ 4.15%、11.16%,TiO₂ 2.37%、3.57%,B类矿石具有较低铝、中高铁、高硫的特点;经过600℃-90S焙烧后,A、B两类焙烧矿石TS分别降至0.32%和0.58%,脱硫率分别为73.33%、79.86%,B类矿经高温焙烧,TS分别降至0.52%,脱硫率为80.45%,其它成分变化不明显;原矿主要物相为一水硬铝石、高岭石,但A类矿石存在一水软铝石物相,经过低温焙烧后,矿石中黄铁矿消失;B类高温矿石物相主要为α-氧化铝、二氧化硅、赤铁矿及锐钛矿。静态焙烧脱硫效果优于悬浮焙烧,且B矿脱硫效果优于A矿,升高焙烧温度与延长时间均能提高脱硫效果。静态焙烧温度600℃,焙烧时间为180S,料层2mm时,矿石硫含量分别从1.2%、2.66%降到0.29%、0.49%,脱硫率为75.83%、81.58%。矿物形态对溶出产生重要影响,A类矿石溶出性能优于B类矿石。在NK245g/l、70min、8%石灰添加量、280℃条件下,低温焙烧A、B两类矿石的相对溶出率分别达到97.52%、96.02%,显著优于原矿的溶出性能。而B类矿石经高温焙烧后,溶出率较低,采用预脱硅+溶出的方式,其溶出率也仅为92.26%。溶出热力学表明,当铝矿物以一水铝石、高岭石、氧化铝等物相存在时,高岭石优先与苛碱反应成NaAlO₂,而黄铁矿易于与苛碱反应生成Na₂S,造成碱耗增加。溶出动力学研究发现,中低品位高硫铝土矿在溶出过程中,其反应限制性环节为内扩散。低温焙烧过程中一水铝石晶体变小,并向结晶程度较差的氧化铝转变,有利于溶出效果的提升,当温度升高与时间延长时,氧化铝结晶度增加、晶体尺寸逐渐变大,不利于溶出。经过双氧水氧化处理的循环母液,其复杂二聚体离子结构发生改变,化学活性增强,能够有效促进铝土矿的溶出。