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。

添加NaFeO_(2)回收赤泥中氧化铝和碱水热过程

为实现拜耳法赤泥的资源化利用,采用高压水化学法并添加NaFeO_(2)回收赤泥中Al_(2)O_(3)和碱,研究了反应温度、反应时间、苛碱浓度和铁酸钠添加量对该过程的影响,并通过响应曲面法对回收工艺进行优化并验证。研究结果表明,各因素对Al_(2)O_(3)提取率影响的大小顺序为:NaFeO_(2)添加量>反应时间>反应温度>苛碱浓度;在反应温度280℃、反应时间120 min、苛碱浓度220 g/L、NaFeO_(2)添加量为总质量20%的最佳工艺条件下,Al_(2)O_(3)和碱的回收率分别为74%和91%,验证实验结果与预测值基本一致。表征结果表明,回收赤泥中Al_(2)O_(3)和碱的原理为赤泥中的水合铝硅酸钠通过水化反应转变成铁水化石榴石。

某拜耳法赤泥铁铝赋存工艺矿物学特性

采用化学分析、X射线衍射、光学显微镜和BPMA等多种手段,从工艺矿物学角度研究山东某拜耳法赤泥的物质组成、粒度组成等,重点分析了及赤泥中铁和铝的赋存状态。研究结果表明:赤泥的粒度微细,其矿物组成与化学成分均复杂;赤泥中所含的主要铁矿物为赤铁矿和针铁矿,主要铝矿物为一水软铝石和三水铝石;主要含铁和铝的物质有铁铝氧化物和微粒泥状硅酸盐混合物(钠硅渣),且2种物质中铁、铝含量变化较大,赤泥中铁铝氧化物质量分数为18.28%;铁铝氧化物各元素含量不均一,其中铝平均质量分数为12.78%,铁平均质量分数为45.81%。赤泥中的赤铁矿和褐铁矿中均存在铁铝类质同象;含铝赤铁矿、铝针铁矿和铁铝氧化物的存在以及赤泥粒度微细粒钠硅渣容易聚团包裹铁、铝矿物等导致赤泥中的铁铝大部分难以分离。

拜耳法氧化铝生产过程母液的综合利用

拜耳法是国内外广泛使用的氧化铝生产方法,生产过程中会产生大量赤泥和母液,我国对赤泥的综合利用极为重视,相关综述也较多。拜耳法母液中含有较为丰富的战略储备金属镓、钒及大量易溶盐,但少见母液利用的综合性论述。简要介绍拜耳法氧化铝工艺赤泥与母液的来源与利用现状,重点评述了母液资源的综合利用,包括镓、钒提取和硝酸钾制备新工艺,并针对拜耳法资源综合利用作出了展望。

石灰活性对铝土矿溶出性能和赤泥物相组成的影响

利用盐酸滴定法测定了不同煅烧温度和时间下石灰的活性度,并将不同活性的石灰应用于铝土矿溶出过程。通过探究氧化铝溶出率以及赤泥物相的变化,阐明了石灰活性影响铝土矿溶出性能的原因。研究表明,石灰石在950~1100℃内煅烧1 h可获得高活性石灰。添加欠烧或过烧石灰进行溶出时,氧化铝的相对溶出率分别为89.72%和89.79%,赤泥物相中均存在一水硬铝石和氢氧化钙。然而,添加正烧石灰进行溶出时,氧化铝的相对溶出率分别为98.35%和97.51%,赤泥物相中一水硬铝石和氢氧化钙相消失,氢氧化钙与钠硅渣反应生成了新的钙霞石物相。

石灰对一水硬铝石拜耳法的影响

近年来,我国进口铝土矿的规模不断扩大,而国内绝大多数铝土矿(约95%)都为一水硬铝石型铝土矿,对氧化铝生产条件要求苛刻,且生产成本高,限制了本土铝土矿的使用。面对这一问题,石灰拜耳法在一水硬铝石生产氧化铝过程中得到广泛应用。文章主要从拜耳法石灰的溶出机理、石灰对拜耳法赤泥沉降性能的影响、石灰对拜耳法赤泥相变的影响、石灰质量及石灰添加方式的选择几方面对石灰在一水硬铝石拜耳法生产氧化铝中的作用进行阐述,同时展望了石灰在一水硬铝石拜耳法生产氧化铝中的应用前景。

拜耳法赤泥石灰脱碱降本的生产实践

传统拜耳法赤泥石灰脱碱采用洗涤沉降槽底流赤泥直接与石灰乳反应,由于赤泥附液率高导致石灰无效消耗高、氧化铝损失大,从而造成生产成本升高。针对此问题某企业对现有的赤泥石灰脱碱流程进行改造优化:(1)将脱碱赤泥后过滤调整为双过滤,降低脱碱过程中石灰的无效消耗和氧化铝的损失,从而降低生产成本;(2)在上述流程优化的基础上,采用低成本的电石渣替代石灰进行脱碱,大幅度提升经济效益。

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.