高硫铝土矿溶出液中硫离子赋存形态分析

作     者：周雪娇 谭飞 艾广通 陈永利 李玉华 廖曼琦 罗福明 Zhou Xuejiao;Tan Fei;Ai Guangtong;Chen Yongli;Li Yuhua;Liao Manqi;Luo Fuming

作者机构：重庆科技学院冶金与材料工程学院重庆401331 昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 

出 版 物：《轻金属》 (Light Metals)

年 卷 期：2022年第1期

页      面：6-10页

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.51904052) 重庆市自然科学基金面上项目(No.cstc2020jcyj-msxmX0476,cstc2019jcyj-msxmX0116) 重庆市教委科学技术研究项目(No.KJQN201901508,KJQN201801501) 重庆科技学院后期资助项目(No.ckhq222020007) 重庆科技学院研究生创新计划项目(No.YKJCX2020201) 

主　　题：高硫铝土矿 硫离子 量子化学计算 赋存形态 稳定性 

摘      要：铝土矿中杂质硫在拜耳法溶出工序大量以不同硫离子形态进入溶液,对氧化铝生产及产品质量带来诸多不利影响。利用GuassView 5.0对不同硫离子形态建模,采用密度泛函理论(DFT)方法中的B3LYP/6-31G(d,p)计算优化目标离子,获得了S^(2-)、S_(2)^(2-)、SO_(3)^(2-)、S_(2)O_(3)^(2-)以及SO_(4)^(2-)等离子的最高占有轨道能(E_(HOMO))和最低空轨道能(E_(LUMO))。计算结果显示,五种含硫离子能量差ΔE_(LUMO-HOMO)大小如下:S^(2-)SO_(4)^(2-)S_(2)O_(3)^(2-)S_(2)^(2-)SO_(3)^(2-)。即在无外来氧化剂、还原剂存在的条件下,溶液中S^(2-)形式的硫可以稳定存在,其次是SO_(4)^(2-),S_(2)^(2-)、SO_(3)^(2-)和S_(2)O_(3)^(2-)则相对稳定性较弱,这与化学定量分析检测获得的高硫铝土矿溶出液中硫离子的赋存形态及分布情况较吻合,可为高硫铝土矿选择性湿法脱硫提供理论支撑。