Effect of Bauxite Aggregate on Properties of Al_2O_3-SiC-C Iron Trough Castables

A1203-SiC-C iron trough castables were prepared using high alumina bauxite clinker GL-90 （ 〉 1 mm ） or homogenized bauxite GL-88 to replace the traditional brown corundum aggregates （ 〉 1 mm ） to reduce the cost of iron trough castables. Effects of the two bauxite aggregates on properties of iron trough eastables were investigated. The results show that the two kinds of bauxite affect flowability, bulk density, strength and slag corrosion resistance of trough castables differently. Compared with homogenized bauxite, high alumina bauxite clinker is more suitable to substitute brown corundum. The castables prepared from the bauxite clinker have similar performances with those prepared from brown corundum, especially used in medium or small blast furnaces with weak thermal impact and lower temperature hot metal. However, in large blast furnaces with severe thermal impact and high temperature hot metal, the performances of the two castables are significantly different. So it is suggested to use the brown corundum based castables in the front gyral zone of the slag skimmer.

高硫高铁铝土矿悬浮焙烧同步脱硫除铁试验研究

中国铝土矿资源质量每况愈下,高品位铝土矿资源日渐枯竭,资源问题已成为中国铝工业发展的重要难题,而尚未得到工业规模开发利用的高硫高铁铝土矿属于难利用资源,具有巨大的潜在工业价值,对高硫高铁铝土矿开展脱硫除铁基础研究具有重要的理论与实际意义。针对广西高硫高铁铝土矿综合开发利用难题,采用“悬浮氧化焙烧—还原焙烧—磁选”工艺进行了系统的铝土矿脱硫除铁试验,并利用X射线衍射分析(XRD)、化学物相分析和X射线光电子能谱分析(XPS)等方法,研究了焙烧过程中矿物物相的转化。结果表明,矿物中主要含硫和含铁矿物为黄铁矿,采用“悬浮氧化焙烧—还原焙烧—磁选”工艺可同步实现硫元素的高效脱除和铁元素的富集分离。当悬浮氧化焙烧条件为焙烧温度700℃、焙烧时间40min、O2浓度40%、总气量600mL/min,可获得St为0.396%、脱硫率为98.10%的氧化焙烧产品;然后进行悬浮还原焙烧条件为焙烧温度550℃、焙烧时间20min、CO浓度20%、总气量600mL/min、磁场强度150kA/m时,可获得TFe为54.79%的铁精矿和St为0.248%、TFe为4.37和Al2O3含量为75.27%的富铝矿。此技术大幅度提高了高硫高铁铝土矿的Al2O3含量,有利于后续铝土矿溶出,达到了脱硫除铁提铝的技术目标。该工艺为该类难选高硫高铁铝土矿资源的高效利用提供了一种新的技术途径。

高铁赤泥中铝的赋存状态及铝铁分离技术研究

针对拜耳法高铁赤泥无害化处置与资源化利用难题,研究了高铁赤泥中铝的赋存状态及其对铝铁分离的影响。借助XRD、铁化学物相分析、SEM-EDS等检测手段,研究了高铁赤泥的化学组成、矿物组成以及铝的赋存状态等工艺矿物学特征。查明赤泥的主要组成矿物为褐铁矿、赤铁矿、铝针铁矿和钛铁矿,其中铁主要以针铁矿、赤铁矿的形式存在;铝主要以类质同象存在于针铁矿中,形成铝针铁矿,部分以三水铝石的形式存在,铁铝共生关系密切。赋存于针铁矿中的铝采用常规物理分选方法无法实现铝铁分离,利用磁化焙烧和悬浮焙烧预还原—电炉熔炼工艺分别尝试对高铁赤泥进行铝铁分离,磁化焙烧能够实现赤铁矿、针铁矿向磁铁矿的定向转化,但不能有效破坏铁矿物中铝的类质同象结构,无法实现铝和铁的分离,导致磁选铁精矿中TFe品位低、Al2O3含量高;悬浮焙烧预还原—电炉熔炼工艺能有效实现高铁赤泥的铁铝分离与综合利用,当原料TFe品位为46.85%、Al2O3含量为13.31%时,可获得TFe 92.86%的炼钢用生铁,同时所得到的矿渣产品可以作为生产铝酸盐水泥熟料的原料。可见,悬浮焙烧预还原—电炉熔炼工艺可以有效破坏矿石内部铝和铁类质同象的晶格结构,实现了铝铁的高效分离,为高铁赤泥的无害化处置与资源化利用提供了新途径。

高硫高铁铝土矿脱硫除铁研究进展

铝是人们现代生活中重要的金属材料,铝土矿是生产铝的主要原料,随着国内铝工业的持续发展,铝土矿资源的需求量在逐年增加。但国内铝土矿资源品质较低,供给不足,铝土矿对外依存度较高,严重制约了我国铝资源的供应安全,对我国铝工业的可持续性发展产生较大威胁。为了应对我国高品质铝土矿资源的匮乏问题,开发高硫高铁等复杂难选铝土矿资源,对确保我国铝土矿资源的战略安全至关重要。我国高硫高铁等复杂铝土矿资源量大,约15亿t以上,并伴生其他战略金属资源,目前亟待高效开发,利用先进工艺可实现此类典型贫杂铝土矿的工业化应用。铝土矿中过多的硫杂质和铁杂质会对拜耳法提铝工艺产生不可忽视的影响,如腐蚀设备和管道、增加碱耗和赤泥量、影响氧化铝的质量等。因此,从我国高硫高铁铝土矿的资源现状及特点入手,综述了高硫高铁铝土矿脱硫除铁工艺现阶段的研究进展,总结了浮选脱硫、预焙烧脱硫、生物法脱硫、湿法脱硫等主要脱硫技术及物理法除铁、化学法除铁、生物法除铁等主要除铁技术,探讨了各种工艺的工业化应用水平并列举了几个典型高硫高铁铝土矿的工业化应用实例,将为我国开发利用复杂铝土矿资源提供理论支撑,使难利用铝资源得到有效利用,降低我国对国外铝资源的依赖水平,提高铝土矿资源的保障力。

矾土骨料对Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

为降低铁沟浇注料的原料成本,以粒度>1 mm的高铝矾土熟料GL-90和矾土均化料GL-88分别替代常规棕刚玉质Al2O3-SiC-C铁沟浇注料中>1 mm的棕刚玉颗粒,研究了这两种不同矾土骨料对铁沟浇注料的影响。结果表明:不同矾土骨料对铁沟浇注料的流动性、体积密度、强度以及抗渣侵蚀性均有不同程度的影响。相对矾土均化料而言,品位较高的高铝矾土熟料更适合作为铁沟浇注料中棕刚玉的替代品,以其为主要骨料制成的铁沟浇注料,其各项性能指标与以常规棕刚玉质铁沟浇注料的更为接近,而且在铁水温度不高、热冲击较小的中小型高炉上,这种铁沟浇注料与棕刚玉质铁沟浇注料的使用效果差别不大;而在铁水温度较高、热冲击大的高炉上,与棕刚玉质的使用效果差别较大,尤其是在撇渣器前端回旋区,应尽量使用棕刚玉质的铁沟浇注料。

氧化钙对高铁铝土矿烧结-分选效果的影响

采用还原烧结-磁选法处理高铁铝土矿,考察了氧化钙对烧结及烧结产品铝铁分离效果的影响,借助于X射线衍射仪、扫描电子显微镜,研究了不同氧化钙用量下还原烧结产品的物相组成及微观特性.结果表明,当氧化钙的质量分数为70%时,烧结物料的金属化率达到了93.95%,磁选精矿中铁的质量分数为83.10%,富铝渣的Al2O3浸出率为61.14%,Ca O分别与Al2O3和Si O2全部生成了12Ca O·7Al2O3和Ca2Si O2,铁元素得到较好的还原,同时非铁物质能够与铁颗粒分离.

“钙化-碳化”法处理高铁铝土矿过程中铝铁解离行为

针对高铁一水硬铝石矿拜耳法工艺过程中铝铁难以解离的难题,提出"钙化-碳化-还原提铁"工艺方法,有效提取其中铝铁有价金属.利用纯物质合成铁铝水化石榴石相,研究其在"钙化-碳化-还原提铁"整个工艺过程中的转化行为,为含铁铝资源中铝铁的有效解离和综合回收提供理论基础.实验结果表明:在Na2O-Al2O3-Ca O-Si O2-Fe2O3-H2O体系中,铁铝水化石榴石相可在483~533 K的温度范围内生成,且其性质相对稳定.碳化过程铁铝水化石榴石相可全部分解,生成碳酸钙相、硅酸钙相、三氧化铁相以及少量的水化石榴石相.同时碳化渣经溶铝后,其中52.7%的氧化铝可被提取;尾渣经煤粉还原后其铁金属化率可达77.2%.

硫酸铵-高铁铝土矿焙烧法提取铝、铁

研究了硫酸铵法提取高铁铝土矿中的铝、铁新工艺。采用X射线衍射分析和电镜分析,对原料的物相和形貌进行表征。采用硫酸铵焙烧法提取高铁铝土矿中的有价组元,高铁铝土矿中的铝、铁均能与硫酸铵体系反应,铝反应的最终产物为NH4Al(SO4)2,铁反应的最终产物为NH4Fe(SO4)2,试验考查了不同条件对铝、铁提取率的影响,结果表明:采用两段法焙烧可有效提高铝、铁提取率,硫酸铵与铝土矿质量比为3.5,300℃恒温50 min后450℃恒温焙烧30 min,铝、铁提取率分别可达90.20%和87.60%。

高铁高硫铝土矿氧压提质脱硫降铁研究

高铁高硫铝土矿的提质利用对于保障我国铝工业战略矿产资源安全具有重要意义。针对含铁13.66%、硫16.24%的一水硬铝石型高铁高硫铝土矿,主要铁、硫物相为黄铁矿,绘制了Fe-S-H2O系电位-pH图。结果表明,当体系pH小于Fe3+水解临界pH时,能够实现铁、硫的同步浸出。采用加压浸出法处理,在液固比4 mL/g、浸出温度170℃、氧气分压0.20 MPa、保温时间2 h条件下,铁、硫浸出率分别为94.08%和98.34%,浸出渣铁、硫含量分别为1.23%和0.41%,XRD结果表明,浸出渣物相主要为一水硬铝石,实现了高铁高硫铝土矿的提质。浸出液主要溶质为硫酸铁,具有铁、硫进一步资源化利用的潜力。

高铁低硫型铝土矿的工艺矿物学研究

铝土矿主要由铝的氢氧化物、氧化物和硅酸盐矿物组成,是生产金属铝的主要原料。以某高铁低硫型铝土矿为研究对象,采用元素分析、X射线衍射和扫描电镜等方法,研究铝土矿的化学组成、主要矿物的嵌布关系、矿物表面形貌等。结果表明,矿石中Al_(2)O_(3)含量为44.22%,SiO_(2)含量为5.71%,二者的比值约为7.74。矿石中主要矿物为三水铝石,褐铁矿(水针铁矿)和勃姆石含量较少。它既含有少量石英、高岭石、绿泥石和钛铁矿,又含有微量钠长石、方解石、磷灰石、一水硬铝石、铁素体和金红石等。褐铁矿中分散有微量铝,大多数褐铁矿和石英以极细粒夹杂物的形式包裹在铝矿物集合体中。矿物粒度分析表明,铝矿物集合体嵌布粒度不小于0.074 mm的累计含量为92.50%,较集中于0.015~0.060 mm,嵌布粒度小于0.010 mm的含量为0.5%;铁矿物集合体嵌布粒度不小于0.074 mm的累计含量为34.45%,嵌布粒度小于0.010 mm的含量较高,为43.44%;石英嵌布粒度不小于0.074 mm的累计含量为40.15%,嵌布粒度小于0.010 mm的含量较高,为39.86%。矿石中的大部分铝以独立矿物的形式存在。

云南某堆积型高铁铝土矿铝、硅、铁分离工艺试验研究

云南某堆积型高铁铝土矿Al2O3含量42.13%、SiO2含量15.73%、TFe含量17.44%、铝硅比2.68。采用正浮选分离铝和硅,研究了pH值调整剂用量、抑制剂种类与用量、捕收剂用量及磨矿细度等对浮选脱硅效果的影响,适宜工艺条件下的浮选闭路试验获得了Al2O3品位52.16%、铝硅比7.69、Al2O3回收率70.30%、TFe含量20.89%的浮选铝精矿。采用磁化焙烧-磁选对浮选铝精矿开展铝铁分离探索试验研究,最终获得铝硅比8.70、Al2O3品位69.34%的铝精矿以及TFe品位52.34%、作业回收率76.03%的铁粗精矿。

高铁铝土矿与煤矸石共焙烧实现铁铝分离

高铁铝土矿是一种储量巨大的典型难选铝土矿,而煤矸石是选煤过程中产生的固体废弃物。本研究提出将高铁铝土矿与煤矸石共焙烧回收铁铝的方法。确定共焙烧的最佳条件为焙烧温度750℃、焙烧时间50 min、煤矸石配比40%及磨矿粒度<37μm的占70.55%。焙烧产品经过磁选管磁选,最终能得到总铁品位为55.09%、铁回收率为82.73%的铁精矿和Al_(2)O_(3)含量为21.67%、铝回收率达75.55%的富铝产品。物相分析表明,共焙烧过程能将高铁赤泥中的赤铁矿有效转化为磁铁矿,将一水硬铝石转化为Al_(2)O_(3)。实验表明,高铁铝土矿与煤矸石共焙烧是一种很有应用前景的铁铝回收工艺。

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。

高铁三水铝石型铝土矿的烧结特性

以Al2O3含量为26.35%,总Fe含量为31.22%,铝硅比为3.17的某高铁三水铝石型铝土矿为原料,研究了碱度、焦粉用量、混合料水分等对烧结矿质量指标的影响。结果表明:烧结矿碱度增加时,其转鼓强度和成品率下降,烧结矿自粉化程度加重;焦粉用量增加时,烧结矿转鼓强度和成品率提高;当混合料水分为9.0%、焦粉用量为8.0%、烧结矿碱度为4时,烧结矿转鼓强度为69.1%,成品率为81.2%,垂直烧结速度为30 mm/min,利用系数为1.2 t/(h.m2);烧结矿碱度为4时,样品存放2天粉化率为5%,烧结矿平均粒度由22.2 mm减小到21.9 mm,延长存放时间,烧结矿自粉化率增大,平均粒度显著减小。该烧结矿的冶金性能能基本满足高炉冶炼的要求。

低温酸浸高铁铝土矿中铁和铝的溶出规律研究

采用低温酸浸法对广西高铁铝土矿中的铝和铁的溶出规律进行了研究,考察了硫酸浓度、浸出温度、浸出时间及液固比因素对铝土矿中铝和铁溶出率的影响。结果表明,最优浸出条件为浸出时间60min,浸出温度100℃,液固比5∶1,硫酸浓度20%。此条件下铁的浸出率为98.68%,铝的浸出率为3.02%,溶出比为32.68,可实现高铁铝土矿中铁和铝的分步溶出。对该浸出过程进行动力学分析研究表明,此条件下浸出过程属化学反应控制,其控制动力学方程为:lgk=3-1.83×10-31/T反应活化能Ea=35.11kJ/mol。

铝土矿酸介质中铁的行为

研究了高温高压条件下铝土矿中铁在硫酸介质中的溶解行为,结果表明:在一定的温度条件下,铝土矿的赤褐铁矿能较好地溶于硫酸溶液中,而铝土矿中含铝矿物的性质不发生变化,从而为铝土矿的进一步加工利用提供了条件。详细讨论了反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等因素对铁的溶解行为的影响,得出了在最佳工艺条件,即在反应温度160℃、反应时间3h、硫酸浓度0.7mol/L和液固比6∶1时除铁效率最高。

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。

拜耳液中铁的行为研究

本文对拜耳液中铁的行为进行了研究。考察了保温时间、过滤温度、过滤介质和铝土矿中的硫对拜耳液铁含量的影响;铝土矿中硫含量高是引起拜耳液中铁含量高的主要原因;对含Na2S的碱液中的铁化合物进行了粒度和Zeta电位的测定,证明了胶体态铁化合物的存在。

低品位高铁铝土矿浮选脱硅试验研究

低品位高铁铝土矿矿石硬度较高而易过磨,造成浮选指标恶化。通过QEMSCAN分析磨矿产物各粒级组成,发现磨矿产品粗、细粒级两级分化严重且大部分三水铝石矿物在细粒级矿样中富集。考查了磨矿细度、抑制剂添加量、高分子调整剂添加量、捕收剂用量与浮选矿浆浓度等单因素对浮选的影响并确定最优浮选条件。在最优浮选条件下进行闭路试验,取得了精矿氧化铝含量54.47%、铝硅比7.02、氧化铝回收率75.96%的良好浮选指标。

拜耳法高压溶出液中铁浓度变化规律的研究

模拟拜耳法溶出一水硬铝石过程，基于铝酸钠溶液中铁浓度的变化规律，研究了S^2-、Na2O4、Na2CO3、Na2SO4浓度变化对Fe（OH）3、FeS、FeS2反应行为的影响规律。实验结果表明：在260℃、反应时间60min、Na2O4,160—300g／L时，随着体系中硫化钠浓度的升高，加入氢氧化铁时铁浓度明显升高，而加入FeS和黄铁矿时溶液中铁浓度略有降低，这可能与多硫化铁和羟基硫代铁酸钠的生成条件有关；随着苛性碱浓度的升高，加入氢氧化铁时；溶液中铁浓度变化不明显，而加FeS时溶液铁浓度降低，加黄铁矿溶液铁浓度却升高；Na2CO3对溶出液中铁浓度有明显的促进作用；而Na2SO4对溶出液中的铁浓度的影响不明显。