贵州某赤泥工艺矿物学特性研究

为深入探究贵州某赤泥中铝铁钛矿物组成、嵌布特征及元素赋存形式,明确适宜的回收方法,对其开展了工艺矿物学研究。分别采用化学多元素分析、激光粒度仪分析和SEM-EDS-BPMA矿物自动定量分析系统对赤泥的化学组成、粒度特性、元素分布和矿物嵌布特征进行了详细分析。研究结果表明,赤泥样品中富含铁、铝和钛等可具回收价值的金属成分;赤泥粒度极细,-25μm的产率高达77.60%。矿物组成复杂,主要矿物包括赤铁矿、铝硅酸铁、铁铝硅酸钙和钙铁氧化物。赤铁矿富连生体较多,嵌布粒度较粗;然而,硬水铝石和金红石等矿物含量较低,嵌布粒度细小,分布稀散,分离提取难度较大。本研究进一步明确了铝、铁、钛在赤泥中的赋存形式,为拜耳法赤泥制定高效利用方案提供了重要矿物学依据。

低温拜耳法赤泥高温溶出行为

赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al_(2)O_(3)未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al_(2)O_(3),系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al_(2)O_(3)溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al_(2)O_(3)溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al_(2)O_(3)的溶出条件为:固含500 g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al_(2)O_(3)溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al_(2)O_(3)溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ mol,动力学方程为1-2α3-(1-α)^(2/3)=0.00101×^(e-3346 RT)×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。

拜耳法赤泥替代烧结法氧化铝生产中高铁矿石实践

拜耳法溶出赤泥中的铁矿物(铝针铁矿和赤铁矿)含量达到60%以上,可替代高铁矿石作为辅料调配烧结法熟料,提高氧化铝净溶出率。本文先从理论出发,并进行了实验室实验,分析采用赤泥配矿后烧结用矿品位的变化、熟料化学成分、熟料溶出指标以及熟料溶出沉降性能,并与高铁矿石配矿模式下的指标进行对比。实验结果表明,使用低温拜耳法赤泥调配烧结法熟料,熟料的氧化铝含量及铝硅比A/S有所下降,但氧化铝及氧化钠的标准溶出率基本相当,熟料溶出后粗液的吸光度有所降低,熟料溶出产生的赤泥的沉降压缩性能相当。因此,使用低温拜耳法赤泥调配烧结法熟料在工艺上可行。采用赤泥配矿后,生产实际现场通过调整熟料碱比和钙比、修正[F/A]控制范围、调整生料浆固定碳含量等措施,达到了烧结法氧化铝生产运行指标的优化提高,既降低了烧结法系统的用矿成本,又实现了赤泥的再利用,对国内低品位铝土矿烧结法氧化铝生产在提高氧化铝净溶出率方面具有一定的借鉴意义。

NaOH亚熔盐法处理拜尔法赤泥的铝硅行为

针对拜尔法赤泥铝/硅比偏高的问题,对NaOH亚熔盐法处理拜耳法赤泥过程中的Al,Si行为进行了研究.考察了溶出温度、碱/泥比、添加CaO等主要因素对终赤泥化学成分和物相结构的影响.结果表明,溶出温度高、碱/泥比大有利于Al2O3的回收,相应的终赤泥的铝/硅比较低.在碱/泥比6、溶出温度230℃、时间2h的条件下,氧化铝回收率可达79.22%,终赤泥的铝/硅比可降到0.39,终赤泥中的硅主要以NaCaHSiO4和Ca3(Fe0.87Al0.13)2(SiO4)1.65(OH)5.4形式存在.在处理CaO/SiO2>1.2的拜尔法赤泥时继续添加CaO并不能继续提高Al2O3的回收率.

烧结法和拜耳法赤泥的基本特性对比及利用价值研究

针对不同品种赤泥提出合理有效的综合利用手段,对郑州长城铝业有限公司的烧结法赤泥和拜耳法赤泥进行了组成、结构及活性分析等方面的研究,分析显示烧结法赤泥中钙和硅含量较高,而拜耳法赤泥中铝和碱含量高。从赤泥中稀土元素的赋存状态来看,其主要以铝土原矿物的形式存在。差热分析显示两者在加热过程均有铁不同价态的相互转化过程。从活性系数对比来看,两者的活性系数均大于90%,而拜耳法赤泥几乎达到100%。由此得出结论:烧结法赤泥需要调整其中组分,增加其活性,而拜耳法赤泥则需要降低其中的碱含量。若能结合其中稀土元素的分离,则赤泥可以变废为宝。

拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材

以拜耳法赤泥为原料,经直接还原焙烧?磁选回收铁,磁选残渣用于生产建筑材料。该赤泥中的氧化铁含量27.93%,并以赤(褐)铁矿为主要存在状态。在探讨了焙烧温度、焙烧时间、炭粉及添加剂用量等因素对实验结果影响的基础上,得出较理想的焙烧条件。在该条件下,经磨细磁选后所得精矿中,总铁含量89.05%,金属化率96.98%,回收率81.40%,可用作海绵铁。磁选残渣掺入消石灰经压力成形、蒸汽养护,试件抗压强度可以达到24.10 MPa,可用于生产蒸养砖等建材。残渣在蒸养前后主要矿物组成由霞石转化为钙铝黄长石,热力学分析证明了在实验条件下该反应发生的可能性。

盐酸浸出拜耳法赤泥预富集钪的研究

考察盐酸浓度、浸出时间和液固比对拜耳法赤泥中钪浸出率的影响。结果表明,在下述最佳条件下钪浸出率达到96.63%:盐酸浓度7mol/L、80℃浸出90min、液固比8∶1。用P204进行一次萃取,钪萃取率达到97.99%。富钪有机相通过酸洗除杂、烧碱反萃、过滤、烘干后,固体中钪的质量百分数为2.09%,富集了328倍,总回收率97%以上。

拜耳法赤泥选铁工艺研究

以拜耳法赤泥为原料,在分析赤泥性质的基础上,考察赤泥选铁的途径和最佳条件。分析发现赤泥铁渣中主要矿物为赤铁矿和水化铝硅酸盐。研究了以磁化焙烧—磁选工艺从赤泥中回收铁精矿的工艺技术,并确定赤泥选铁的最佳工艺参数为焙烧温度750℃,焙烧时间20 min,掺碳量6%,磁选次数2次,磁选磁感应强度0.1T。此工艺条件下得到的铁精矿品位为62.36%,回收率49.60%,S含量0.273%,达到了试验效果。

拜耳法赤泥脱碱研究现状

叙述了拜耳法赤泥脱碱的意义以及我国拜耳法赤泥的物理化学性质以及物相特点,结合国内外拜耳法赤泥脱碱研究现状,总结了目前拜耳法赤泥脱碱工艺存在的问题,并提出了拜耳法赤泥高效脱碱的建议和意见。

盐酸浸出氧化铝赤泥回收镓

研究了拜耳法赤泥盐酸浸出镓的过程。采用正交试验考察浸出温度、时间、液固比和酸度对镓浸出率的影响。结果表明,在最佳浸出条件下:8mol/L盐酸、液固比4.0、109℃浸出5h,镓浸出率达到95.4%。用50%TBP+50%煤油一次萃取,镓萃取率达到98%。用0.5%食盐水反萃,镓反萃率为96.8%。反萃液用0.5mol/L NaOH溶液中和、过滤、烘干后,固体中镓的质量百分数为4.32%,从赤泥中富集了136倍。镓的总回收率达到85%以上。

钙化—碳化法连续化处理一水硬铝石拜耳法赤泥

提出了"钙化—碳化法"低成本、大规模综合利用拜耳法赤泥新工艺。为简化工艺流程,将钙化与碳化两个过程做了连续化的尝试,即在钙化后不进行固液分离直接进行碳化,钙化碳化两个过程可在同一反应器进行,减少了设备需求和能源损耗。对比试验结果表明,传统处理法和连续处理法的溶铝渣中Na_2O含量分别为0.17%和0.23%,氧化铝提取率分别为35.6%和34.6%,初步证明了连续化的可行性。

拜耳法低铁赤泥在电石渣-脱硫石膏体系中的水化硬化特性

为促进拜耳法赤泥在胶凝材料中的大宗化和高附加值利用,以山西孝义拜耳法低铁赤泥为研究对象,借助XRD、FTIR、SEM、ICP-OES等现代测试手段,研究了拜耳法赤泥在电石渣-脱硫石膏体系中的水化硬化特性。研究表明,拜耳法低铁赤泥具有潜在活性,氧化铝为其活性的最主要来源,在电石渣-脱硫石膏体系中,通过电石渣的补钙作用和脱硫石膏的促进激发作用,赤泥中的氧化铝得以有效激发,其水化产物主要为钙矾石、C-S-H凝胶、水化硫铁酸钙、钙霞石、无水芒硝和氢氧化铝。

从拜耳法赤泥中回收铁的试验研究

赤泥是铝工业生产过程中的废渣,以拜耳法赤泥为原料,通过还原焙烧-磁选试验回收赤泥中的铁。该赤泥中铁的含量25.55%,并其主要的存在形态是赤铁矿,考察了不同的焙烧温度、焙烧时间、炭粉加入量和添加剂用量等因素对实验结果的影响,得出了最佳的实验条件。在该实验条件下,经还原-磁选得到铁品位为86.35%的铁精矿,铁的回收率为87.32%,可作为海绵铁,直接用于高炉炼钢。

烧结法处理赤泥回收氧化铝的研究

针对某铝厂高钙高铝拜耳法赤泥,进行了添加石灰和纯碱烧结法处理回收氧化铝的工艺条件的研究,考察了钙比,碱比,烧结温度,烧结时间对氧化铝溶出率的影响。实验结果表明,烧结法处理赤泥提取铝的最佳条件为:钙比为2.40,碱比为1.96,烧结温度为1030℃,烧结时间为40min,在最佳条件下氧化铝溶出率可达83.12%。

拜耳法赤泥酸浸液脱硅试验研究

研究了拜耳法赤泥盐酸浸出液的脱硅。在高酸度下进行硅酸凝聚、晶种絮凝脱硅试验,考察了温度、晶种添加量和时间对脱硅率的影响,并考察了脱硅温度和时间对浸出液酸度的影响。试验结果表明:影响脱硅的因素依次是脱硅温度、脱硅时间和晶种添加量;在脱硅温度80℃、晶种添加量1%、脱硅时间7h条件下,脱硅率达94.12%;脱硅温度高于70℃,脱硅时间大于5h,浸出液挥发较大。

拜耳法赤泥制备多孔陶瓷滤球的试验

目的利用拜耳法赤泥制备多孔陶瓷滤球,研究其对水溶液中重金属离子的吸附效果,为工业滤料的制备提供参考依据.方法通过对多孔陶瓷滤球的气孔率、密度、吸附量等的测定,结合多孔陶瓷滤球的显微结构测试,分析赤泥的添加量、陶瓷滤球的烧成制度以及成孔剂的选择对陶瓷滤球性能的影响.结果赤泥添加量为80%、烧成温度1080℃时,样品的气孔率为43.74%,吸水率为35.02%,密度为0.949kg/m3,吸附Cr2O72-量可达9.45mg/g,气孔分布均匀,呈三维连通状,可以满足用作污水处理过滤介质的要求,添加木屑和煤粉的陶瓷滤球气孔率优于添加碳酸钙的陶瓷滤球.结论赤泥添加量和烧结温度制度是影响多孔陶瓷滤球结构和性能的主要原因,二者对样品的各项性能产生交互式影响.

贵州铝厂拜耳赤泥综合利用探讨

赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废渣,随着铝工业的发展,如何有效地综合利用赤泥已迫在眉睫。对贵州铝厂拜耳赤泥物理特性、化学成分、矿物组成进行了研究。并从建筑材料整体利用、提取有价元素、环境材料3个方面系统地分析了国内外赤泥利用方面的研究进展,在此基础上,重点分析了贵州铝厂拜耳赤泥综合利用的技术难点和限制因子。最后,针对贵州铝厂拜耳赤泥的物化特性,深入探讨对其综合利用的理想模式,并提出了具体的工艺技术流程。

拜耳法赤泥质陶粒滤料去除水中溶解油的研究

研究了不同配方的拜耳法赤泥质陶粒滤料对水中石油类溶解油的吸附除油效果。结果表明,在拜耳法赤泥、煤矸石、河道底泥、造孔剂质量比分别为40∶12∶40∶8和45∶17∶30∶8时,陶粒滤料除油效果显著,在相同条件下,陶粒的除油率接近活性炭但高于砂粒,废水中少量碳酸钠的存在更有助于陶粒的除油。

利用拜尔法赤泥制备烧结砖

以拜尔法赤泥为大宗原料制备烧结砖。采用正交试验法探讨烧结砖制备中的影响因素:m(赤泥)∶m(煤矸石)值、煤矸石细度、成型压力、烧结温度和烧结时间,结合实验结果及成本分析,最佳工艺参数为:m(赤泥)∶m(煤矸石)=75∶25,煤矸石细度为100目,烧结温度1000℃,保温时间120min,成型压力10～15MPa。在此工艺条件下制备的烧结砖各项性能指标符合GB5101—2003的要求,抗压强度达到MU20级。检测表明无明显碱溶出,XRD分析表明赤泥中的碱转化为稳定的钠铝黄长石。

新型絮凝剂对拜耳法溶出赤泥沉降性能的影响

针对河南某一水硬铝石型氧化铝拜耳法溶出赤泥,采用自制丙烯酰胺-丙烯酸钠-β-衣康酸单甲酯共聚物新型絮凝剂(ASAM)对其进行沉降实验。考察ASAM的特性黏度、添加量对其沉降性能的影响,并选取性能较优良的ASAM-2号样品和商品絮凝剂PAS-3号、0228和Alclar665作对比实验,研究ASAM-2号样品对不同干赤泥浆料的沉降效果。研究结果表明:自制ASAM的絮凝性能优异,沉降速度与絮凝剂0228的相当,明显高于国产PAS-3号和Alclar665的沉降速度,而且上清液澄清度比Alclar665的高;赤泥浆液干赤泥含量为108.4g/L,ASAM添加量为100g/t时,前5min平均沉降速度为1.22m/h,底流液固压缩比为2.86,沉降性能明显优于商品絮凝剂。