高铁赤泥煤基直接还原中铁晶粒成核及晶核长大特征

讨论了高铁赤泥煤基直接还原特性及还原过程中金属铁晶粒成核及晶核长大特征。研究结果表明，由于还原过程中生成了铁橄缆石和铁尖晶石，使得金属铁晶核更加难成；新相一旦形成后，铁橄缆石和铁尖晶石充当了成核剂，使得金属铁晶粒成核位垒降低，成核速度加快，其过程系“吸附－固相反应－自动催化”。     

赤泥铁精粉直接还原实验研究

开展了赤泥铁精粉直接还原实验研究, 分析了直接还原温度、氧化钙配比(相对赤泥铁精粉质量分数)、配碳量(碳氧物质的量比)、直接还原时间等工艺参数对还原后赤泥铁精粉金属化率的影响。结果表明, 提高还原温度、适当提高氧化钙配比以及延长还原时间均有利于赤泥铁精粉中铁氧化物的还原; 适宜的还原条件为: 还原温度1 100 ℃、氧化钙配比10%、配碳量1.2、还原时间120 min, 在此条件下赤泥铁精粉直接还原后的金属化率为91.56%。该工艺参数可为赤泥铁精粉回转窑还原工业化试验提供参考。     

某高铁赤泥煤基直接还原过程中的碱性氧化物效应初探

对某高铁三水型铝铁复合矿拜耳法赤泥煤基直接还原的行为和特点及还原过程中的碱性氧化效应进行了初步探讨。研究结果表明，在还原过程中存在有碱性氧化物效应，即强碱性氧化物（如Ｎａ＿２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ）能从铁橄榄石和铁尖晶石中置换出ＦｅＯ，藉以提高ＦｅＯ的活度，使得赤泥的还原条件大为改善。     

赤泥中提取有价金属元素的研究进展

作为氧化铝生产过程中产生的强碱性废弃物,赤泥在我国具有年产量高,堆存量大,利用率低的现状,对资源环境威胁巨大。提取赤泥中大量含有的有价金属元素,对实现赤泥的资源化利用具有重大意义。本文简要叙述了赤泥的性质及组成。概述了赤泥中Fe的直接磁选法、还原-磁选法和湿法分离提取工艺;赤泥中Al的还原烧结法、钙化-碳酸化法、酸浸法和亚熔盐法提取工艺;赤泥中Ti的火法和湿法提取工艺;以及赤泥中Sc的火法-湿法联合法和湿法提取工艺,分析了各工艺的特点及存在的问题。认为目前实现工业化回收赤泥中有价金属的挑战在于赤泥组成成分复杂,导致有价金属回收的技术难度和处理成本较高;以及缺乏对多种元素系统性回收的工艺研究。提出开发更高效回收有价金属的技术,加强系统性提取赤泥中多种有价金属的相关研究,是未来实现赤泥资源化利用的关键。      

赤泥团块利废还原提铁

为探究还原时间、还原温度、还原剂比例、PS塑料替代还原剂比例对赤泥团块还原提铁的影响,进行了直接还原提铁试验和矿相分析。结果表明,提高还原剂配入比例在一定程度上能够促进赤泥直接还原提铁效率,但过量的还原剂会对还原过程造成不利影响,恶化还原产物指标;利用PS塑料替代焦粉作为还原剂,在一定范围内对赤泥的还原提铁有促进作用,能够改善产物铁晶粒的分布状态和结晶条件,促进铁晶粒向大颗粒连晶状发展,得到质量更高的还原产物;在还原温度1 150℃、还原时间30min、还原剂配入比例20%、PS塑料替代还原剂比例为40%的条件下,赤泥团块能够得到最优的回收利用效果。     

氧化铝工业废弃赤泥直接还原技术研究

利用印尼铝土矿溶出废弃赤泥,配入自制添加剂,采用煤基直接还原焙烧-渣铁磁选分离-冷固成型的新工艺流程,通过X-ray,SEM-EDS手段,研究了印尼铝土矿溶出废弃赤泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性,并着重讨论了添加剂种类、焙烧条件对金属铁晶粒长大特性的影响。生产出优质海绵铁,其金属化率为92.9%,铁品位为93.7%,铁回收率为94.42%,为氧化铝工业废弃赤泥综合利用提供了一条新途径。      

分段还原-磁选法回收赤泥中铁的的试验研究

近年来,随着氧化铝工业发展,造成赤泥大量堆积,严重污染生态环境。实验以拜耳法赤泥为原料,通过氢气预还原,再配碳二次还原,最后磁选,探究还原过程中氢气流速、还原温度、配碳量、保温时间等因素对还原铁粉回收率和品位的影响。结果表明,在赤泥与碳酸钠质量比为100:5,氢气流速2600mL/min,温度1000℃,焙烧时间120min,碳粉与一次还原后的赤泥质量比为1:5的条件下,得到品位为93.19%,回收率为79.53%的还原铁粉,所得产品可直接用于粉末冶金领域及钛白粉行业。     

从赤泥中回收铁的工艺研究

赤泥是氧化铝产生过程的副产品，每产出1t氧化铝，产出1～1．6t的赤泥。赤泥中含有大量的有价金属元素，是一种宝贵的二次资源。本论文针对高铁的赤泥中铁和稀土含量高的特点，提出了一种新的回收铁富集稀土的工艺流程，还原磁选铁，稀土富集在分离渣中。     

从赤泥中回收有价产品

众所周知，从铝土矿中碱法提取氧化铝(拜耳法)的主要废料称作赤泥。大约每两吨铝土矿产生一吨赤泥。牙买加铝土矿产生的赤泥富含赤铁矿、氧化铝和二氧化钛。试验已经证明，用纯碱烧结和苛性碱浸出可回收赤泥中90％的氧化铝。碳高温还原可使赤铁矿转化为金属化率高于94％的金属铁，从而可用磁选分离它。由于没有废弃产品的产生，这种磁选分离是值得的。因此，提供了一个完全利用废料的机会。相反地，可将预先分离过的物料给到铁鼓风炉风口中，或者通过熔炼产出生铁。如果熔炼，炉渣中的二氧化钛浓度可能足够高，可用现有的酸浸工艺回收它。本文叙述了回收氧化铝的结果，以及从赤泥中回收二氧化钛的计划。此外，还叙述了不断发展的提取铁的技术，特别是对被还原物料的磁选分离方法。还讨论了用还原赤泥作为直接还原铁的替代物的相关问题。     

赤泥综合利用现状及展望

赤泥是制铝工业提炼氧化铝时排放出的一种固体废渣,由于其大量堆存给生态环境带来了巨大的压力,同时,赤泥也是一种极具价值的资源。基于此背景,综述了赤泥综合利用的研究进展。指出利用赤泥制备建筑材料虽性能较好,但存在利用率较低、成本高,碱性与放射性较高的弊端;从赤泥中提取有价金属元素工艺复杂,成本较高,大多停留在实验室阶段;赤泥在环保中的应用可将赤泥变废为宝,解决部分环境问题,但流程复杂,且对于吸附了废气和重金属的赤泥仍无法利用;而采用赤泥作为共还原工艺中的添加剂与红土镍矿进行共还原是赤泥综合利用的新途径,可回收赤泥中的铁,经还原得到的镍铁产品可直接作为不锈钢的原料;此外,还可实现低品位红土镍矿和赤泥的全资源化利用,具有十分广阔的前景。     

拜耳法高铁赤泥直接还原制备海绵铁的研究

高铁赤泥煤基直接还原-磁选分离制备海绵铁,实现了铁的有效富集;还原过程中2FeO·SiO₂和FeO·Al₂O₃的生成阻碍了赤泥中铁氧化物还原,采用预焙烧处理可以促进赤泥还原,但添加剂存在时经预焙烧处理效果不显著;还原过程中添加剂Na₂CO₃产生碱性氧化物与酸性氧化物反应,CaF₂则可降低固相反应产生化合物熔点和粘度,改善还原条件;添加3%Na₂CO₃和3%CaF₂,还原焙烧温度为1 150 ℃,还原焙烧时间为3 h时,还原焙烧块的金属化率达到92.79%,可获得铁品位89.57%,铁回收率为91.15%的海绵铁。     

高炉灰与赤泥共还原—磁选回收铁试验研究

高炉灰与赤泥均为含铁的工业固体废弃物,直接堆存不仅严重污染环境,还造成资源浪费。为了综合回收利用高炉灰和赤泥,以拜耳法赤泥为原料,分别添加山东高炉灰(SG)、河北高炉灰(HG)和甘肃高炉灰(GG)为还原剂,验证高炉灰与赤泥共还原—磁选回收铁工艺的可行性。结果表明,高炉灰与拜耳法赤泥共还原—磁选工艺能够实现铁资源的回收,添加不同种类的高炉灰得到的还原铁指标差异较大,SG为还原剂时得到的还原铁指标较好,HG次之,GG最差;还原温度、还原时间及磨矿细度均对还原铁指标有影响,添加30%的SG为还原剂,在还原温度1 200℃、还原时间60 min、磨矿细度为-74μm占62%的条件下进行高炉灰与赤泥共还原—磁选回收铁试验,最终获得铁品位92.05%、铁回收率为92.14%的直接还原铁。产品的铁品位及铁回收率均大于90%,指标较优,试验结果可以为高炉灰与赤泥的综合利用提供参考。     

赤泥基充填体力学和水化动力学研究

充填开采是资源绿色开采的重要方式之一，可有效控制地表沉降和保障人员安全。对不同赤泥掺量的充填体进行水化热和力学测试并分析其演化规律。其次，从微观尺度分析赤泥基充填体以解释强度变化的原因。最后，对最优配比的赤泥基充填体进行环境与经济效益分析。研究表明，赤泥基充填体的水化动力过程可分为结晶成核与晶体成长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)三阶段，水化度控制赤泥基充填体水化三阶段(NG-I-D)的进程。所有配比的赤泥基充填体均经历了NG-I-D阶段，相比于对照组，赤泥基充填体的α1较大，说明NG过程转变为I过程需要较大水化度，这与充填浆体的有效水灰比和成核作用有关。基于充填体强度指标，得出的优化配比是C-RM16。此外，赤泥基充填体的环境指标符合充填要求；同时经济效益分析表明，使用C- RM16配比的充填体可降低充填成本5.1~9.9元/m3，能实现可观的经济效益。     

赤泥制备免烧砖的研究现状及技术要点探讨

对赤泥制备免烧砖的研究现状进行了系统的总结和评述,提出赤泥免烧砖存在以下问题:水泥用量在10～20%,成本较高;赤泥免烧砖存在不同程度的泛霜问题;赤泥免烧砖的放射性较高,限制了其应用范围。为从本质上解决赤泥的应用困境,笔者探讨了上述问题的解决途径,并给出以下建议:将赤泥进行脱碱除盐处理;将脱碱赤泥进行热激发并与重晶石粉、矿渣等一起进行机械活化;混料过程中通过加入激发剂激发赤泥本身的潜在活性等。     

分段还原—磁选法回收赤泥中的铁

以拜耳法赤泥为原料,首先采用氢气预还原,再配碳进行二次还原,最后磁选。探究了还原过程中氢气流速、还原温度、配碳量、保温时间等因素对还原铁粉回收率和品位的影响。结果表明,在赤泥与碳酸钠质量比为100∶5、氢气流速2600 mL/min、温度1000℃、保温时间120 min、碳粉与一次还原后的赤泥质量比为1∶5的条件下,可得到品位为93.19%、回收率为79.53%的还原铁粉。产品可直接用于粉末冶金领域及钛白粉行业。微观分析表明,气固反应和固固反应相结合更容易加深Fe₂O₃向Fe的转变程度,以碳酸钠为添加剂可以提高还原反应的效果。     

基于外热式还原及熔分的赤泥与铝电解固废协同处置技术

铝冶炼企业产生的赤泥和废阴极成分满足固-固直接还原技术要求,为实现这两类固废在企业内部循环利用,采用外热式供热方式协同处理赤泥和废阴极.研究了还原机理,配碳方式对球团还原的影响,并对后续熔分的效果和产品质量进行了分析.结果表明,利用废阴极及阳极碳粉可成功对赤泥中的铁在高温下进行还原,还原后铁的金属化率高达95％以上,且外配碳方式对球团的质量更有利;赤泥金属化球团须采用压块或留熔池操作,才能进行渣铁的有效熔化分离,分离后可得到含铁98.85％、含碳0.13％的钢水,铁元素的收得率超过96％;分离到渣中的有害成分能得到有效固化,渣中铝化物含量达到37％左右,可加入氧化铝提纯工序作为配矿使用.     

粉煤直接还原磷铁矿的非等温动力学模型

以粉煤为还原剂, 对惠民高磷铁矿进行了直接还原实验, 利用热重实验结果, 分析了整个过程的化学反应规律, 并考虑挥发份及固定碳的还原作用, 建立了高磷铁矿直接熔融还原反应过程模型 即褐铁矿脱结晶水-四级反应成核生长模型, 赤铁矿的预还原阶段四级反应模型与终还原阶段二级化学反应减速模型。该模型还指出, 由于温度的升高引起分子振荡激发, 增加反应通道, 提高了反应级数及扩散系数。     

拜耳法赤泥直接还原—磁选试验

针对拜耳法赤泥进行了直接还原—磁选试验,考查了直接还原温度、直接还原时间、还原剂用量、CCO用量、NCC用量对粉末铁品位和铁回收率的影响,经过正交试验得到各个因素的最佳水平,在直接还原温度为1 200℃,直接还原时间为2.5h,煤用量为30％,CCO用量为15％,NCC用量为3％的条件下得到了铁品位为91.34％、铁回收率为88.36％的粉末铁.     

平果铝矿赤泥直接还原炼铁的研究

在试验条件下，将平果拜耳法赤泥直接还原焙烧后磁选，可以有效回收其中的铁。产品海绵铁含铁８４．１７％，铁的回收率为８６．９６％，金属化率为９１．４９％，可以代替废钢作为炼钢的原料。该工艺为从有色金属废渣中回收铁提供了借鉴依据。     

石灰拜耳法赤泥沉降性能的研究

赤泥的沉降性能是关系到氧化铝生产过程能否顺行的重要指标之一。研究了石灰拜耳法新工艺过程中的赤泥沉降压缩性能，结果表明石灰拜耳法工艺过程的赤泥沉降性能略逊于常规拜耳法，但赤泥压缩性能良好，可以满足生产的要求。