我国铝工业产能的快速扩张造成了我国铝土矿资源日益枯竭,以高硫铝土矿为代表的非传统铝资源的利用越来越广泛的受到氧化铝生产企业和相关科研人员的关注。如能合理地利用这部分铝土矿,将缓解我国铝工业的资源负担,为该行业的健康持续发展提供良好保障。本文采用焙烧的方式对高硫铝土矿进行预处理,并利用拜耳法溶出焙烧矿制备冶金级氧化铝。主要研究内容包括脱硫过程热力学及动力学分析、马弗炉焙烧条件对铝土矿除硫效果及形貌影响、分散焙烧条件下铝土矿的脱硫特性、悬浮焙烧条件下铝土矿的脱硫特点及焙烧矿活性等。主要研究内容及结果包括:(1)焙烧过程热力学分析结果表明,在500℃~750℃的温度范围内,除高岭石脱水反应外,其他反应的标准生成自由能均小于0;当焙烧过程主要反应的效率在85%~100%之间时,高硫铝土矿焙烧吸热量为442.5 kJ·kg-1~518.1 kJ·kg-1之间;动力学研究结果表明铝土矿焙烧脱硫的第一阶段反应主要包括脱水和脱硫两个反应过程,一水硬铝石脱水和黄铁矿氧化主要集中在428℃~593℃之间,脱硫反应要略早于铝土矿脱水,当温度达到492.2℃时脱硫速率达到最大。(2)进行了马弗炉焙烧脱硫过程研究,结果表明:马弗炉焙烧脱硫所需的焙烧温度较高且时间较长,矿物中全硫含量达到0.7%以下需要750℃以及10 min的反应条件,焙烧矿的主要成分为氧化铝、偏高岭石及氧化铁等,焙烧矿比表面积随反应温度的提高呈现先上升后下降的趋势。(3)在分散焙烧条件下,较短时间内的相对高温可以实现高脱硫率,但是当硫残留量低至0.25%以下时残余硫的脱除需要更高温度或者更长时间;在脱硫时间范围为60 s~120 s的反应条件下,矿物中以硫化物形态存在的硫含量均低于0.3%。(4)悬浮焙烧半工业脱硫试验的适宜温度为570±10℃,在连续悬浮焙烧条件下,焙烧矿中的硫化物形态的硫含量降低至0.1%以下,焙烧脱硫消耗的热量为23.20 kg标煤/t原料。(5)将高硫铝土矿悬浮焙烧脱硫半工业连续试验得到的脱硫矿与原矿进行拜耳法溶出试验与沉降试验效果比较,结果表明:焙烧矿的溶出性能和溶出矿浆的沉降速率均好于原矿;在适宜的溶出条件下,原矿中的硫有47.80%发生溶解反应,而焙烧矿中仅18.28%的硫进入溶出液,经脱硫处理后,焙烧矿满足制备冶金级氧化铝的要求。