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还原焙烧处理拜耳法赤泥的试验研究

2022-05-03 来源:易榕旅网
.60.中固有色冶全B卷研究开发篇・试验研究还原焙烧处理拜耳法赤泥的试验研究高建阳(中国铝业山东分公司研究院,山东淄博255065)【摘要】在三水铝土矿溶出赤泥中按比例配入碱粉、石灰、还原荆等。混合后在高温状态下进行还原焙烧。提取有价金属。分别考察了配料比、焙烧务件、溶出务件对提取金属铁特性及铁还原率的影响。该工艺在产出优质海绵铁的同时,可以溶出氧化铝和氧化钠。【关键词】拜尔法赤泥;还原焙烧;添加剂;铁;回收率;综合利用【中图分类号】TF82l;x75【文献标识码】B【文章编号】1672-6103(2011)04-0060-03O前言随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低,赤泥的产出量将越来越多,因此必须对赤泥加以处理,变废为宝。减少污染。山东分公司第二氧化铝厂拜耳法溶出后的赤泥中所含的主要矿物是赤铁矿、铝针铁矿、锐钛矿、三水铝石及方解石等,因其颗粒不够均匀,组成复杂,且碱性较大,对其进行堆存和再利用都存在困难。本研究将拜耳法赤泥、碱粉、石灰、还原剂等按一定比例混合,在高温状态下进行还原焙烧,在提取金属铁的同时,回收氧化铝、氧化钠,即提高了赤泥减排率,又实现了经济效益的最大化。还原过程中,高温区期望同时发生下列两个反应:(FeO)童+C一=【Fe】挂+CO(2)(3)(Fe0)l+【Fe3C】蕞.4[Fe】II+CO这样可以保证还原反应的顺利进行,而且可以使少量的铁进入溶出渣,否则将影响铝钠元素的提取。2试验方法2.1试验原料试验所处理的拜尔法赤泥系国外三水型铝土复合矿常压拜耳法溶出所得的残渣,粒径为0.1一O.3咖。主要矿物组成为赤铁矿、含铝赤褐铁矿、铝针铁矿、非晶质硅酸盐、高岭石、三水铝石、石英、方解石等,其化学组成见表l。表l拜耳法赤泥的主要化学成分(质量分数)%Si仉如o,m扣,18.2335.522.121试验原理以固体碳作为还原剂使铁的氧化物还原,同时生成气相产物CO,其反应为:FeO+C=Fe+COCa03.25MgO0.62Tiol3.13Nal08.72K如O.92(1)由平衡气相成分与温度变化关系曲线图H呵知,碳的气化反应与温度、压力密切相关。同时也与固体还原剂的反应活性密切相关。正常情况下,固体碳的气化反应800℃开始,1100℃反应剧烈,此时要争取CO占整个反应气相的100%,温度大于1100℃气相中不要存在C02'即不存在间接还原,这个区域被命名为直接还原区埘。根据铁的还原分布示意图Ⅲ,拜尔法赤泥直接【作者简介】高建阳(1972一),男,硕士。高级工程师,中国环境科学学会会员,中铝公司重点科研项目负责人。还原剂煤来自兖州矿务局,其含硫0.66%,固定碳65.2%,挥发份18.13%,灰份11.72%。还原煤经破碎后,干式筛分出一lmm的用于试验。试验用其他添加剂由天然矿物与粘结剂组成。2.2主要设备与仪器主要试验设备:还原焙烧炉,高温箱式炉,电动液压制样机,高速混合制粒机,试验室高梯度磁选机,试验室回转窑,盘式真空过滤机,试验室磁力脱水槽。主要分析仪器:X一瑚ly衍射仪,x。荧光分析仪,SEM—EDS。【收稿日期】加lo.o弦25障订日期】加10.12-23万方数据2011年8月第4期高建阳:还原焙烧处理拜耳法赤泥的试验研究.61・2.3工艺流程3试验结果及讨论试验工艺流程见图1。3.1焙烧条件对还原铁质量的影响试验控制赤泥:还原煤:添加剂的质量配比为83:14:3,确渤}弓量L度2000~fm,j眩度一0.074mm占40%,时间2h,不同温度下还原焙烧产物的电镜照片见图2。SEM—EDS观察表明,还原过程中所生成的球状或类球状颗粒(亮白色)被絮状物(灰色)包裹,当温度升至1200℃,絮状物中的球状颗粒长大,温度升至1250℃时,生成了连续晶相。能谱分析结果表明,球状颗粒的主要成分是铁,絮状物的主要成分为Al、Si、Fe和少量Na等。当焙烧温度低于1200℃时,还原铁的品位、铁金属化率和铁回收率随着焙烧温度的升高而增大,逊廑童但当焙烧温度超过1200℃时,还原铁的品位、铁金图1拜尔法赤泥综合利用工艺流程图属化率和铁回收率增大不明显b】。所以确定焙烧温度为1250℃。图2不同焙烧温度下还原焙烧产物的SEM图控制焙烧温度l250℃,焙烧时间对还原铁质量3.2磁场强度对还原铁质量的影响的影响见表2。采用200—DC型高梯度湿式磁选机,调整磁场表2焙烧时间对还原铁质量的影响强度进行试验,同时控制磨矿细度中位径一O.074mm粒级占40%,考察磁场强度对还原铁质量的影响,结果见表3。表3磁场强度对还原铁质量的影响由表2可以看出,随着焙烧时间的延长,还原铁的金属化程度增大,还原铁的渣含量降低,因此还原铁的品位、铁金属化率和铁回收率增大嗍。但当焙烧时间超过2h,还原铁的品位、铁金属化率和回收率增大不明显,故焙烧时间以2h为宜。由表3可以看出,磁场强度对还原铁中铁金属万方数据万方数据・80・中目习r色冶金el酏昀WinllingB卷研究开发篇.试验研究hom∽idic叭IpI担te∞lutionsPartIV:eHbt8ofof㈣M嘲MM嗍赵宏,张满丽.电积锌直流电耗偏高的原因分析及对策们.甘肃有色金属。2∞2。(2):28—30.唐守层.提高锌电解复产初期阴极锌质量的途径叨.湖南冶金,pernuor眦d姗【ylic扯id棚Jo明1丑l仃y,2004.565(1):49-56.Elec涮yticalchenIiB.2∞6。(4):31—34.李文辟电解节蚴的绷期南有色金属。2005,(1):17—20.陶顾红。桂卫华,阳春华,李勇刚.锌电解过程流量专家控制叨.【49】腺新峰.锌电积过程中杂质行为研究叨.湖南有色金属.2006'(2):24—25.67.【50】王新志,王吉坤。麦振海.锌电积过程中添加剂对阴极的影响【刀.冶金丛刊,2007,(6):38_40.【5I】刘朗明.锌电积酸雾治理的工业试验叽.中国有色冶金。2004,(6):27一勰.37.【52】彭根芳.锌电积直流电耗的实证分析与优化探讨们.有色冶金节能。20∞.(2):17一∞.自动化与仪表传题研究),2∞9,(2):1—4.WuMin,sh锄DpY∞.Expertconhdb瓣d佣neuraI聃咖rkspmc朗8叨.C∞帅Iand删Ilh肌“calmodekforme∞alblendiIlgn∞Iy蚰dAp曲c砒jo聃,2000,17(6):868—872.B.C.%pathy,S.C.D∞,P.singh,G.T.HefIer'V.N.MiBra'Zinc风爆∞rchpmgre豁ofimpact鼬cto璀on伽mm胡iciencyinz缸cHai—jin,SUNd∞tro一啊rinnigCHANGCheng,DAOXiao—fei,ChenBu一皿ing,GUOZhorlg—chengAbs劬ct:TheiIlimp∞tfkto玛oncun伽te£ficiencyinzincek讯卜_试nniIIgto8弛in仃oduced.’I.1leirrese哦hpm铲esspl舵eofzi舭elec呐一埘nningme凼0dofimp谢tiesinco肿e以帆alKeyw船listed.ItwillberemainmmIer8tIIdiedtlI砒tlleinnuencen地ch锄ism锄dpuIificationzincelec咖一winning.Iti8eB8emialdevel叩newtype锄odematerial,tal【ingIeadba∞alloy’tomaximizethepmductionofzillcekn铲证蛐ing试ml州ene嘲7c0璐啪ption.wo—s:zincelectm—wimIing;cunlente伍ciency;econ仇lIicblmefi协(上接第62页)Expe山entaIstIIdy蛆red删佃m嬲缸g饥蛐啷IntofbayerredmudGAOJi锄一yaIlgredA蛔觚Ict:The80di岫cd)伽毗e,liⅡle,mducingage嵋eto.讯黯8出k耐intocordiIIgtopmporti佃,锄dm酬ma硎alm“di萨8tedI如mgibb8ite北.was咒ducti帆∞o鹪tingathightempemtu陀,跚dtllevaluablemetalswe∞ex咖|cted..11Iei皿uencen坨ta:Ilicofburdenratio,ro鹪tingcondition肌di瑚anddi觯ti蛆condition帆pmpe啊0f眈t瑚屺tedquali哆8pongeiIDnw曲pmduced,attllereductionratewere8uryeyed比spectiveIy..111eandhiglIs唧etimedleal哪inasodi岫o】【idewe陀dige8ted.1【eywords:bayerredmud;reducti仰ro髓ting;additive8;ir∞;r∞overy;comprelle蚺iveum妇i∞谚叼叼叼叼叼喇喇NN队疥驴痧妒哆叼叼叼叼喇喇喇N加疥驴驴谚谚叼q^驴谚、疥西西参西疥疥疥疥咖咖驴咖参驴(上接第68页)E仃bctofaddIe北址ngSHIpr∞嘲ofslj唱佃聃moVmAbI舾Ict:Itof弛moValof1【eyofimpu一位鲻cMorinein匠nccoppe卜姐蛐司吨蛐dhyd咖et枷盯gypiddingXue—bill,RENpr∞嘟ofcop辨rQi—yiIlg,ZHAOXiao—m,HEYou—li肌gw鹊f矶mdinⅡIi88tudyt}Iatill血ecadmium陀coveryproc∞80fziIIchyd∞metaUurgy,牝idle∞hingpicl【Hngofcopp盱slagc叩pe卜cadmiumshg肌dc锄∞∞overcadmium跏dzinc,purifyc叩per8k喀w恼le8ndwor凼:五眦hy妇tallurgy;cadmium阳covery;copperimp面tiesclllorine如msy8tem∞lutio聃.cadmium她;c叩per8lag;cldori舱地moval万方数据

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