三水铝石和勃姆石吸附行为的研究进展

三水铝石和勃姆石不仅是在土壤和水环境中分布广泛的铝氢氧化物矿物,也是重要的工业原料与产品。它们与环境中无机非金属离子、无机金属离子及有机物的吸附作用极大地影响着地表环境中物质的迁移富集和环境污染物的吸附去除,并且由于结构特性和表面性质,三水铝石和勃姆石在研究高效经济的吸附剂方面也具有较为重要的应用。本文在概述三水铝石和勃姆石结构和表面物理化学性质的基础上,对三水铝石和勃姆石表面多种非金属离子、金属离子和有机物的吸附行为进行综述,期望加深对铝氢氧化物矿物在地表环境物质循环中所起作用的理解,以及拓展其工业应用。

三水铝石矿物颗粒表面吸附芳香族污染物的计算模拟与预测

了解芳香族污染物在矿物颗粒表面的吸附行为对于评估其大气归趋及影响具有重要意义.吸附能(E_(ads))是描述芳香族污染物在矿物颗粒表面吸附行为的重要参数,然而,目前该数据十分匮乏.考虑到大气中存在大量的芳香族污染物,逐个揭示芳香族污染物在矿物颗粒表面的E_(ads)值需要巨大的计算资源和工作量.因此,亟需建立一种能够快速预测芳香族污染物在矿物颗粒表面E_(ads)值的预测模型.本研究采取第一性原理的方法,探究了21个芳香族污染物在矿物颗粒三水铝石(001)面上的吸附机制.结果发现,21个芳香族污染物与三水铝石(001)面主要形成氢键、O—H…π键以及O—H…X(X=Cl/Br)相互作用,其E_(ads)值的范围在-12 kcal·mol^(-1)至-30 kcal·mol^(-1)之间.基于计算得到的21个E_(ads)值,采用多元线性回归分析方法,建立了预测芳香族污染物在三水铝石(001)面上E_(ads)值的定量结构-活性关系模型.该模型具有很好的拟合优度、稳健性和预测能力,能够用来预测含有—CH_(3)、—OH、—COOH、—NO_(2)、—NH_(2)、—CHO、—F、—Cl、—Br官能团的芳香族污染物.本研究结果对于提高目前对芳香族污染物在矿物颗粒表面上吸附行为的理解具有重要意义,并且为进一步揭示芳香族污染物在三水铝石(001)面上的大气转化奠定了基础.

重晶石、三水铝石及方解石混合物仿绿松石与天然绿松石的光谱特征及化学成分对比

采用红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线荧光能谱仪、紫外-可见光分光光度计对目前市场上新出现的一类绿松石仿制品和天然绿松石进行了对比研究。结果表明,该类仿制品主要由重晶石、三水铝石、方解石及有机物胶结而成,外观和天然“铁线”绿松石十分相似,可根据以下几项鉴定依据区分:绿松石仿制品样品的拉曼光谱和红外光谱均显示三水铝石、重晶石、方解石及有机物特征峰,且黑色花纹部分不存在石英、石墨等天然矿物;其化学成分以BaO、Al_(2)O_(3)、SO_(2)、CaO为主,缺失天然绿松石的关键化学成分P_(2)O_(5);紫外-可见-近红外吸收光谱缺失427 nm处的吸收峰,显示675 nm位于可见光红光谱的吸收峰,缺失近红外光区的吸收。

浅析三水铝石矿生产氧化铝脱除草酸盐产能的影响因素

在拜耳法溶液生产过程中,当有机物含量累积至一定程度时,会对生产过程产生诸多不利影响,进而降低铝酸钠溶液的整体产出率。本文简要阐述了侧流结晶法在有机物脱除中的应用,简单介绍了生产过程中影响草酸盐脱除的几个重要因素,如氧化铝产量、草酸盐的平衡浓度、结晶温度、结晶时间、晶种固含、母液浓度等方面展开详细论述。

三水铝石矿低温焙烧脱碳脱水与溶出性能

对三水铝石矿进行低温焙烧预处理,利用XRF,XRD和SEM等检测手段系统研究了焙烧温度、焙烧时间对三水铝石矿脱水脱碳与焙烧矿氧化铝溶出性能的影响及其作用机理.结果表明:焙烧后矿石质量大幅减少,矿石表面有明显的裂纹,呈片层状结构;三水铝石相减少,并逐渐向一水软铝石转变,同时针铁矿转变为赤铁矿;当焙烧温度为400℃,焙烧时间为30 min时,矿石中结晶水的质量分数为7.54%,脱水率为62.52%,碳的质量分数低至0.11%,脱碳率为85.73%;焙烧矿在溶出温度145℃、溶出时间30 min、循环母液苛性碱的质量浓度为170 g/L时,氧化铝实际溶出率为81.51%,高于原矿的氧化铝溶出率.焙烧矿溶出动力学结果表明氧化铝溶出过程中主要受内扩散控制,表观活化能为42.71 kJ/mol.

溶出温度对三水铝石与一水软铝石混合型铝土矿溶出及赤泥沉降性能的影响

以三水铝石与一水软铝石混合型铝土矿为研究对象,研究了溶出温度对其溶出及沉降性能的影响。溶出试验结果表明:三水铝石在145℃低温条件下较短时间就能全部溶出,且随着溶出时间的延长,氧化铝溶出率呈降低趋势;提高溶出温度到240℃以上,一水软铝石溶出,氧化铝溶出率显著升高,但同时也会造成碱耗增加;沉降试验结果表明:高温溶出矿浆的赤泥沉降性能显著优于低温溶出矿浆,达到相同的沉速,絮凝剂添加量减少约50%。

堆积铝土矿中三水铝石成因探讨

堆积铝土矿中三水铝石成因探讨谌建国，刘云华（中国地质科学院宜昌地质矿产研究所，宜昌４４３００３）关键词堆积铝土矿，三水铝石－硬水铝石矿床，三水铝石成因，大气降水淋滤我国桂西至滇东广泛发育堆积型铝土矿，资源量很大。矿体是杂基支撑的角砾堆积物，砾石和基质...

高铁三水铝石矿拜耳法溶出过程中铝针铁矿的行为

为了查明铝针铁矿含量高的红土型铝土矿拜耳法溶出过程中氧化铝溶出率低的原因,研究针铁矿在溶出过程中的转化规律及其对氧化铝溶出率的影响。结果表明:在溶出温度为110～240℃时,该类型铝土矿中的铝针铁矿基本不发生转化,其中的氧化铝难以溶出;提高溶出温度到260℃或在240℃左右溶出时,添加干矿石量3%的石灰可促使铝针铁矿转化为赤铁矿,且氧化铝的溶出率随着针铁矿转化程度的增加而提高。加入非钙质添加剂也可以促使铝针铁矿在溶出过程发生结构转变,且氧化铝几乎完全参与反应,从而说明此类铝土矿中铝针铁矿在溶出过程中难以转变是红土型铝土矿中氧化铝溶出率低的重要原因。

石灰对三水铝石型铝土矿低温溶出行为的影响

研究了不同石灰添加量对3种国外三水铝石型铝土矿在145℃时溶出性能的影响规律及其作用机理.国外三水铝石型铝土矿主要由三水铝石、针铁矿、赤铁矿、高岭石和石英等组成,并含有一定的锐钛矿和一水软铝石.研究结果表明,添加石灰能够促进脱硅反应的进行,降低溶出后铝酸钠溶液中二氧化硅的质量浓度,随着石灰质量分数的增加,溶液的硅量指数逐渐提高;添加石灰降低三水铝石型铝土矿的氧化铝溶出率,其与石灰的质量分数呈线性递减关系;石灰促进脱硅产物由水合铝硅酸钠向水化石榴石转变,随着石灰质量分数的增加,溶出液中的苛碱质量浓度逐渐提高,赤泥中碱的质量分数逐渐降低.

浮选方法提高三水铝石铝硅比的研究

以印尼的三水铝石型铝土矿为原料,氧化石蜡皂和塔尔油作为捕收剂,碳酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠等作为调整剂,通过磨矿细度、捕收剂和调整剂用量、浮选浓度等多因素条件试验,探讨正浮选方法提高三水铝石铝硅比的影响因素和适宜工艺条件。试验结果表明,当磨矿细度75%-200目时,碳酸钠用量4 000 g/t、水玻璃2kg/t、六偏磷酸钠250 g/t、捕收剂用量700 g/t、浮选矿浆浓度28.57%,精矿回收率达到63.49%,精矿铝硅比达到11.18。

关于广西贵港三水铝石型铝土矿综合利用工艺方案的探讨

本文对广西贵港高铁铝土矿的综合利用进行了研究。研究结果表明,采用先铰后铝的方案,即先采用火法,还原回收铁,达到铁铝分离的目的,同时生产出自粉性能良好酸钙炉渣。使用该法,铁的实收率达98％以上,氧化铝实收率达85％以上,铝酸钙炉渣经浸出后得到的浸出渣可用于生产水泥,稀散金属钒和镓也能得到有效回收。文章还对以贵港高铁三水铝石型铝土矿生产供高炉冶炼用的超高碱度烧结矿进行了探讨;对铝酸钙炉渣的浸出性能进行了研究;文章指出铝酸钙炉渣经浸出后得到的铝酸钠溶液经常压搅拌脱硅后,用碳酸化分解方法可以获得合格的氩氧化铝。

广西两种三水铝石铝土矿成矿的差异性

广西2种岩溶型三水铝石铝土矿都是含三水锅石和针铁矿的大型矿床，但二者成矿过程通异。平果式铝土矿是在晚白垩世至老第三纪湿热海洋性气候下，硬水锅石被泥石流搬运至异地，经受了年积温104℃，降水量近2．0m/a的强烈大气降水淋滤。生成三水锅石贵港式原地残积矿床的更新世成矿期气温和降水量均低于前者，低水活度导致铁矿物中的赤铁矿的高含量。热力学稳定性图解显示：平果式三水铝石-针铁矿组合稳定在t＝27℃，a（H2O）≥0．88的高铝体系中；贵港式针铁矿-赤铁矿组合稳定在t＝22℃，a（H2O）＝0．724的低铝体系中。均不含软水铝石。

高铁三水铝石型铝土矿烧结过程中氧化铝反应热力学

研究了高铁三水铝石型铝土矿烧结过程中Al2O3与CaCO3、CaO、SiO2及FeO反应的热力学规律。结果表明:在1473～1673K温度下,Al2O3比Fe2O3更易与CaCO3反应;Al2O3与铁酸钙(2CaO·Fe2O3和CaO·Fe2O3)反应不能生成3CaO·Al2O3,当烧结温度大于1000K时,可以与2CaO·Fe2O3反应生成12CaO·7Al2O3;SiO2比Al2O3更易与CaO结合,Al2O3与SiO2直接反应生成硅酸铝的可能性较小;当烧结温度为1473～1673K时,除CaO·2Al2O3和CaO·Al2O3不能向3CaO·SiO2转变外,其余铝酸钙均可在SiO2的作用下向硅酸钙转变;2CaO·Al2O3·SiO2是CaO、Al2O3和SiO2三者直接反应的产物,不能由硅酸钙和铝酸钙相互反应生成;CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2四元矿物存在时,烧结过程优先生成2CaO·Al2O3·SiO2和4CaO·Al2O3·Fe2O3,这与烧结实验结果相符。

氧化铝的水热化学研究Ⅱ．α-三水铝石、湃铝石和诺水铝石脱水产物的再水合现象

用ＸＲＤ方法研究了α－三水铝石在常压及真空中１０００℃以下的脱水产物和湃铝石／诺水铝石在常压１０００℃以下的脱水产物，经１７０℃水热处理和自身压力条件下的晶相变化。结果表明，上述诸脱水产物均可发生再水合现象，最终的转化产物均是薄水铝石，而非它们的原起始物。通过对高温氧化铝部分再水合样品的晶相分析可知，上述各脱水产物的再水合变化历程都是直接生成水合物，而不是原水合氧化铝脱水相变的逆过程。

高铁三水铝石型铝土矿综合利用新工艺研究

基于广西某高铁三水铝石型铝土矿的矿物学特性及铝硅酸钠在碱性介质中的溶解度,开发了碱介质中两段湿法浸出铝、富集铁新工艺。研究结果表明:原矿用Na2O质量浓度为150g/L、MR=3.0的铝酸钠溶液于100℃下浸出15min,三水铝石完全分解,Al2O3浸出率达72%,浸出渣中Fe2O3质量分数较原矿提高近20%;浸出渣经NaOH溶液在高温、高碱、高液固体积质量比条件下进一步处理,铝、硅大量浸出,铁进一步富集,获得主要物相为赤铁矿、铁品位61%的富铁渣。两步碱介质湿法浸出新工艺可实现高铁三水铝石型铝土矿中铝、铁的有效分离。

高铁三水铝石矿溶出动力学

研究了高铁三水铝石矿常压条件下的溶出动力学。分别考察了矿石粒度、氢氧化钠浓度、溶出温度、搅拌速度对溶出性能的影响。研究发现,常压条件下矿石溶出率大于90%。提高溶出温度或氢氧化钠浓度、减小矿石粒度均可加快矿石的溶出速度。综合考虑矿石粒度、氢氧化钠浓度和搅拌速度的影响,推导出高铁三水铝石矿溶出动力学经验方程为:1-2/3α-(1-α)^(2/3)=1.28×10^(15)×(c_(NaOH))^(1.70)×d^(-0.36)×r^(0.74)×e^(-117402/RT)×t。该方程与内扩散控制的动力学模型吻合较好,反应速率受包覆在晶体表面的针铁矿和赤铁矿固体膜层所控制。

三水铝石型铝土矿的浮选脱硅试验研究

以斐济的三水铝石型铝土矿洗矿精矿为原料,ZYY作为捕收剂,碳酸钠和六偏磷酸钠作调整剂,通过磨矿细度、捕收剂和调整剂用量等多因素条件试验,探讨正浮选方法提高三水铝石铝硅比的影响因素和适宜工艺条件。试验结果表明,当磨矿细度86%-200目时,pH值为9.5,六偏磷酸钠80g/t,捕收剂用量1200 g/t,精矿的铝硅比9.06,回收率76.79%。

用DSC研究纯三水铝石溶出动力学

在DSC上研究了NaOH溶液中合成三水铝石的溶出过程动力学。应用非等温反应动力学模型计算了动力学参数,分析和确定了反应机理。模型计算结果与用DSC测得的结果吻合。

三水铝石(γ-Al(OH)_3)和α-Al_2O_3表面酸碱性质与磷酸根吸附研究

采用批量实验法，对2种不同晶体结构铝氧化物（γ-Al（OH），和α-l2O3）表面上磷酸根的吸附进行了比较研究．吸附等温线实验在pH=4和pH=6的KNO3溶液（0．01mol·L^-1）中进行，并使用Langmuir等温方程进行定量描述．由吸附等温线可以发现，α-l2O3表现出更大的吸附容量和吸附密度．且在pH3．5—4．0范围内，表面对磷酸根的吸附达到最大值．为了更好的理解表面性质对磷酸根吸附的影响，使用X射线衍射、N2吸附比表面积分析、电镜观察和表面酸碱滴定技术对表面结构和性质进行了表征．结合表面信息和吸附结果可以发现，单位质量吸附剂上的吸附量大小与比表面积有关．而吸附密度与铝氧化合物表面对磷酸根的吸附反应活性有关．

桂西堆积型铝土矿中三水铝石的成矿机理

桂西堆积型铝土矿中红土矿物共生组合、矿物空间分布规律、产出特征、矿物的形成世代、化学成分、稀土元素和矿体内外的水质成分的研究结果表明,堆积型铝土矿中的三水铝石是由硬水铝石水解形成的,三水铝石的形成受到地下水溶液中Al3+、[SiO4]4-浓度及pH等多种因素的制约,经历了Al(OH)3的沉淀、固化、脱玻化、结晶几个阶段。在淋滤作用的早期,形成了高岭石;在淋滤作用较弱的位置,形成了次生石英。表明该类型铝土矿不仅是新类型矿床,其成因也是独特的,是正处于退化中的铝土矿。