低铁赤泥一步碱热法高效回收有价元素

基于高效脱硅产物钙铁榴石,采用一步碱热法回收低铁赤泥中的碱和氧化铝,系统分析了不同条件下赤泥在碱热转化过程中的热动力学、物相演变机制和有价元素回收规律。结果表明,增加原料铁铝比能够提高赤泥中氧化铝的回收率,而氧化钠回收率先降低后增高;增加钙硅比,氧化钠回收率逐渐提高,而氧化铝回收率先增高后降低;增加苛性碱质量浓度和分子比、升高反应温度和延长反应时间均能够提高赤泥中氧化钠和氧化铝回收率。低铁赤泥高效碱热转化推荐工艺为:铁铝比0.6,钙硅比2.4,反应温度260℃,时间45 min,碱液苛性碱质量浓度245 g/L、分子比30。此时,氧化钠和氧化铝回收率分别为95.53%和57.53%。赤泥主要脱硅产物水合铝硅酸钠和水化石榴石在碱热转化过程中转化为钙铁榴石,氧化钠和氧化铝碱热转化过程主要由界面传输和扩散控制,其反应表观活化能分别为41.07 kJ/mol和42.78 kJ/mol。