广西拜耳法高铁赤泥中铝和铁的回收

论文摘要

赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣。2006年全世界氧化铝生产排放超过6000万t赤泥。外排赤泥造成土地碱化,地下水污染,可用资源的流失和浪费,一直困扰着氧化铝工业。本课题以铁品位为32.52%（质量分数）的广西拜耳法高铁赤泥为原料,先用烧结法回收其中的碱和铝,然后磁选回收铁。研究了烧结温度、烧结时间、钙比、碱比、配碳比和熟料添加量对熟料中氧化铝溶出率的影响,确定最佳的烧结条件和配比;同时研究了场强对磁选精矿的全铁品位和铁回收率的影响。实验结果表明:1.高铁赤泥中铝的回收结果表明:烧结温度低于1050℃,烧结时间小于90min时,提高烧结温度和延长烧结时间促进熟料中氧化铝溶出率的提高;相同烧成温度条件（低于1050℃）下,延长烧结时间到120min,活性炭耗尽,磁铁矿又被氧化成Fe2O3,与硅酸钙发生一系列反应生成CaO·SiO2,而CaO-SiO2能够与Na2O·Al2O3反应生成不溶的三元不溶化合物,降低熟料中氧化铝的溶出率;烧结温度从1050℃升高到1075℃时,活性炭反应迅速,在30min内耗尽,而炉料中Fe2O3、CaO和Na2O·Al2O3互相反应,生成大量Na2O·Fe2O3,液相剧增造成结块,导致熟料中氧化铝溶出率急剧下降。烧结温度低于1050℃时,钙比在1.8～2.0范围内促进氧化铝溶出率的提高,继续提高钙比则会降低氧化铝溶出率。烧成温度1050℃时,碱比增加造成氧化铝溶出率先升后降;配煤比增加可以促进氧化铝溶出率的提高;增加熟料添加量,降低粗液αk,致使溶出液不稳定,NaAl（OH）4分解,降低氧化铝溶出率。由此确定高铁赤泥熟料烧结最佳烧成条件及配比:烧结温度为1050℃、烧结时间为90min、C/S=2.0、N/A=1.0、配碳比为20%。在此条件下得到的熟料用Na2Ok60g/L、αk=1.6的铝酸钠溶液在80℃下溶出20min,熟料中氧化铝溶出率达到89.71%。2.高铁赤泥中铁的回收结果表明:随着配煤比增加,磁选精矿中全铁品位和铁的回收率都随之提高。随着场强增加,磁选精矿中全铁品位随之降低,而铁的回收率则随之提高。回收铝后的溶出渣经球磨和调浆在48KA/m条件下磁选,磁选精矿中全铁品位可达61.78%,铁的回收率为60.67%。磁选精矿经XRD分析,其主要组分为Fe、Fe3O4、CaO·TiO2。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.1.1 我国铝土矿资源的现状
• 1.1.2 铁矿石资源的现状
• 1.2 赤泥的综合利用
• 1.2.1 有价金属的回收
• 1.2.2 建材行业
• 1.2.3 化工行业
• 1.2.4 其他利用
• 1.3 高铁炉料烧结的研究
• 1.4 烧结过程中赤泥中各组分的行为
• 1.4.1 氧化铝在烧结过程中的行为
• 1.4.2 氧化铁在烧结过程中的行为
• 1.4.3 二氧化硅在烧结过程中的行为
• 1.4.4 二氧化钛在烧结过程中的行为
• 1.5 广西平果拜耳法赤泥的性质
• 1.5.1 平果拜耳法赤泥的特性
• 1.5.2 平果铝赤泥的物相分析
• 1.5.3 平果铝赤泥中铁的赋存状态
• 1.5.4 平果铝赤泥的综合利用
• 1.6 本试验的目的、意义和内容
• 第二章 熟料烧结过程中热力学分析
• 2.1 氧化铝和氧化铁
• 2.2 铁的氧化物还原
• 2.3 本章小结
• 第三章 实验原料、主要设备及实验方法
• 3.1 主要实验原料和设备
• 3.1.1 主要实验原料
• 3.1.2 实验所用药品
• 3.1.3 实验主体设备
• 3.2 试验步骤
• 3.2.1 试验流程图
• 3.2.2 熟料烧成实验的步骤
• 3.2.3 溶出实验步骤
• 3.2.4 磁选试验步骤
• 3.2.5 实验的分析方法
• 第四章 高铁赤泥中铝的回收
• 4.1 高铁赤泥中铝回收的探索性实验
• 4.1.1 烧成温度实验
• 4.1.2 烧成时间实验
• 4.1.3 调整液浓度实验
• 4.2 高铁赤泥中铝回收的条件实验
• 4.2.1 烧成温度、烧成时间对熟料中氧化铝溶出率的影响
• 4.2.2 钙比对熟料中氧化铝溶出率的影响
• 4.2.3 碱比对熟料中氧化铝溶出率的影响
• 4.2.4 配碳比对熟料中氧化铝溶出率的影响
• 4.2.5 熟料添加量对氧化铝溶出率的影响
• 4.3 熟料和溶出渣相的XRD分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 高铁赤泥中铁的回收
• 5.1 磁选原理
• 5.2 磁选的探索性试验
• 5.3 场强对精矿中铁的品位和铁回收率的影响
• 5.4 磁选精矿和弃渣的XRD分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢