低钙烧结法从高铝粉煤灰脱硅产物中提取氧化铝

本文采用低钙烧结法,对从高铝粉煤灰脱硅滤饼中提取氧化铝过程进行了研究。首先采用NaOH溶液在95℃条件下对高铝粉煤灰进行预脱硅,然后将Na2CO3、CaCO3按比例加入到脱硅滤饼中在不同温度下进行煅烧。根据热力学计算得到体系完全反应的最低温度,同时分析烧结温度对氧化铝标准溶出率的影响。实验结果表明:经过碱液预脱硅,脱硅滤饼中的Al2O3/SiO2质量比由原试样中的1.27提高至2.08;烧结熟料中的Al2O3在高于1050℃条件下可完全转化为NaAlO2,与热力学计算结果相一致。按照工业标准溶出条件,脱硅滤饼在1050℃下煅烧120 min后所得熟料的Al2O3溶出率达93.4%。

高铝粉煤灰碱石灰低钙烧结提取氧化铝

采用碱石灰低钙烧结法从内蒙古某地的高铝粉煤灰中提取氧化铝,考察了配合料碱比、烧结温度和烧结时间等条件对熟料加工性能的影响,利用X射线衍射分析和熟料标准溶出率对熟料加工性能进行评价,并初步分析了高铝粉煤灰碱石灰低钙烧结的机理。结果表明:在配合料碱比N/R=1. 10,钙比C/S=1. 00时,烧结温度1150℃左右,烧结时间60min的烧结制度下,粉煤灰中的铝以Na2O·Al2O3形式、硅以Na2O·CaO·SiO2形式存在于熟料中,粉煤灰熟料中氧化铝的溶出率可以达到96%以上。

铝土矿低钙烧结熟料的浸出性能研究

研究了从铝土矿低钙石灰烧结熟料中浸出氧化铝,考察了液固体积质量比、碳碱质量浓度、苛性碱质量浓度、浸出温度、浸出时间对氧化铝浸出率的影响。结果表明,铝土矿低钙烧结熟料具有较好的浸出性能,最佳条件下,氧化铝浸出率可达87.3%。

富铝煤矸石低钙烧结法提铝的实验研究

以提取富铝煤矸石中的氧化铝为目的,采用低钙烧结法活化煤矸石,研究了烧结温度、烧结时间和碱比(n(Na_(2)O)/[n(Al_(2)O_(3))+n(SiO_(2))+n(Fe_(2)O_(3))])对烧结熟料矿物相、微观结构及氧化铝溶出效果的影响。其中,烧结温度设置6个水平(1000℃,1050℃,1100℃,1150℃,1200℃,1250℃),烧结时间设置6个水平(30 min,50 min,70 min,90 min,110 min,130 min),碱比设置5个水平(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2)。根据钙比(n(CaO)/[n(SiO_(2))+n(TiO_(2))])为1.1、碱比为变量配料,在不同烧结温度和烧结时间下进行单因素试验;所得熟料研磨过筛后按照氧化铝标准溶出条件在集热式恒温磁力水浴锅中溶出,得到溶出固相,然后对熟料和溶出固相进行检测分析,得到不同条件下的氧化铝溶出率。对最佳配比的生料,做不同温度下的烧结试验,分析熟料矿物相和微观结构等的变化。结果表明:随温度升高,高岭石脱水生成偏高岭石,在686.71℃完成转变;偏高岭石优先与碳酸钠反应生成硅铝酸钠Na_(2-x)Al_(2-x)Si_(x)O_(4),在石灰石对Na_(2-x)Al_(2-x)Si_(x)O_(4)的分解作用下,Na_(2-x)Al_(2-x)Si_(x)O_(4)中硅的摩尔数x逐渐降低并趋于0,最终形成NaAlO_(2)和Na_(2)CaSiO_(4)矿物;在实验条件下,升高温度、延长时间或增加碱比可促使Na_(2-x)Al_(2-x)Si_(x)O_(4)向NaAlO_(2)转变;而高温、长时间和高碱比易使熟料烧结致密,导致NaAlO_(2)的溶解度下降。在钙比为1.1、温度为1150℃、时间为90 min、碱比为1.1的条件下,氧化铝溶出率达87.51%(质量分数)。

拜耳法赤泥低钙烧结提铝反应机理研究

本试验采用低钙烧结法从拜耳法赤泥中提取氧化铝,在钙比为1.0的情况下,考察配料碱比、烧结温度和烧结时间对熟料中氧化铝溶出的影响。结果表明,在碱比为1.1、烧结温度为1150℃、烧结时间为1.5 h的条件下,熟料中氧化铝溶出率可达到86.07%。利用热重-差热(TG-DTG)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了拜耳法赤泥低钙烧结反应机理。结果表明,700℃时,水钙铝榴石、高岭石转变为Na_(2-x)Al_(2-x)Si_(x)O_(4);750℃时,Na_(2)CaSiO_(4)开始出现;800℃时,钙霞石消失;随着烧结温度的升高,Na_(2-x)Al_(2-x)Si_(x)O_(4)在Ca和Na的作用下逐渐向NaAlO_(2)转变,至1200℃,完全转化为NaAlO_(2),同时生成Na2CaSiO4。

高铝粉煤灰碱石灰低钙烧结熟料的浸出

以高铝粉煤灰碱石灰低钙干法烧结法得到的熟料为原料开展浸出工艺研究,考察了浸出温度、浸出时间、液固比以及碱液浓度等对熟料中铝酸钠浸出率的影响,探索氧化铝熟料中铝酸钠的浸出试验最佳工艺参数,通过XRD、SEM对浸出前后的氧化铝熟料进行物相表征,探讨氧化铝熟料中NaAlO_(2)浸出的动力学。结果表明:在浸出温度65℃、浸出时间7 min、液固比5,碱液浓度0的条件下,铝酸钠的浸出率可以达到94%以上,相较于传统的铝土矿标准浸出中规定的温度(85±1)℃条件下浸出15 min,氧化铝熟料中铝酸钠的浸出时间短、低碱耗、氧化铝浸出率高、浸出工艺简单。利用缩核模型对氧化铝熟料铝酸钠(NaAlO_(2))的浸出过程进行动力学分析,其表观活化能为26.585 kJ/mol,反应符合混合控制,浸出反应活化能较低。为粉煤灰碱石灰悬浮态预热预分解-低钙干法烧结工业实践提供基本参数,新工艺在一定程度上减少碱的消耗,缩短浸出时间,提高铝的浸出效率,推进高铝粉煤灰提取氧化铝工业化进程。

低钙石灰烧结法处理粉煤灰高效提取氧化铝研究

为解决石灰烧结法配钙量高、渣量大和氧化铝回收率低等问题,提出了低钙石灰烧结法从脱硅粉煤灰提取氧化铝的新工艺,并研究了不同配钙比和碱铝比对熟料烧结行为、粉化性能和氧化铝浸出性能的影响。结果表明:低钙石灰烧结法处理粉煤灰烧结熟料主要物相组成为12CaO·7Al2O3和γ-2CaO·SiO2,并含有少量CaO·Al2O3、2Na2O·3CaO·5Al2O3、2CaO·Al2O3·SiO2和β-2CaO·SiO2;提高钙铝比有助于2CaO·Al2O3·SiO2向12CaO·7Al2O3和γ-2CaO·SiO2的转化,从而提高氧化铝浸出性能和熟料粉化性能;提高碱铝比促进2CaO·Al2 O3·SiO2向12CaO·7Al2O3和2Na2O·3CaO·5Al2 O3的转化,有利于提高氧化铝的浸出性能,但过高的碱铝比增加熟料中的β-2CaO·SiO2含量,从而降低熟料粉化性能;在1 350℃烧结1 h的条件下,当钙铝比为1.20、碱铝比为0.15时,脱硅粉煤灰烧结熟料氧化铝浸出率达到90%左右。

高硅铝土矿制取氧化铝两种烧结工艺对比评价

我国铝土矿矿石类型以硬水铝石型为主,平均品位较低。本文以河南省登封高硅铝土矿为原料,采用低钙烧结法制取氧化铝,并与传统的碱石灰烧结法进行对比评价。结果表明,与碱石灰烧结法相比,低钙烧结法的一次性资源消耗和物料总量分别降低12.98%、19.97%,石灰石用量减少51.4%。因此,低钙烧结法符合资源节约和清洁生产的要求,有望得到应用。

中国铝资源与高铝粉煤灰提取氧化铝研究进展

针对中国铝土矿资源不足的状况,利用高铝粉煤灰生产氧化铝不仅有望缓解铝资源的不足,而且可减少粉煤灰对大气、水体的污染和大量土地资源的占用。高铝粉煤灰提取氧化铝技术主要包括酸法、碱法和酸碱联合法。采用碱法提取氧化铝技术,具有对设备腐蚀性小,与现有氧化铝生产设备相容性好,对水体和空气不产生二次污染等优势。与石灰石烧结法和预脱硅-碱石灰烧结法等代表性碱法技术相比,采用预脱硅-低钙烧结法制备氧化铝技术,处理物料总量、一次性资源消耗量和CO2排放量,分别减少22.1%～52.4%、24.6%～52.0%、20.0%～66.2%;综合耗能降低16.4%～36.3%;剩余硅钙固体排放量减少27.5%～71.5%。因此,预脱硅-低钙烧结法技术在物耗、能耗、环境相容性和产品方案等方面均有明显优势,符合高效节能和清洁生产的要求,有望实现高铝粉煤灰生产氧化铝的完全资源化利用。