低温中和-加压酸浸提取煤矸石中铝铁

以贵州盘县煤矸石为研究对象,为解决其工业生产提取铝铁时酸耗量大、酸利用率低及后续铝铁产品分离困难等问题,根据其矿物组成特点,本文首次采用低温中和-加压酸浸工艺对铝铁提取进行了详细研究。室温下中和最优工艺条件为20%理论酸耗、浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比,以g/g计）;以中和渣为原料,煤矸石理论酸耗为基础,加压酸浸最优工艺条件为浸出时间120min、浸出温度150℃、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比,以g/g计）。在此条件下,氧化铁浸出率为98.37%,氧化铝浸出率为95.77%,酸浸渣灰分中氧化硅质量分数为90.2%,氧化钛质量分数为9.18%。以最优工艺条件下的酸浸液循环中和新鲜煤矸石,得到的铝铁提取液中氧化铁浓度为57.95g/L,氧化铝浓度为62.20g/L。相比常规酸浸工艺具有酸耗低、酸利用率高等优点。借助X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等分析手段,初步对两步溶出过程进行了机理分析,为煤矸石工业生产提取铝铁提供了新路线和理论支撑。     

煤矸石酸浸渣干法制备水玻璃的研究

煤矸石酸浸渣是提取酸溶物后的固体废弃物,主要化学成分是SiO2及少量的CaSO4和TiO2.本文以煤矸石酸浸渣为原料,通过酸浸液分离时的副产品Na2SO4和酸浸渣中SiO2物质的量比确定制备水玻璃模数,采用干法制备水玻璃,为了便于实验研究,以Na2CO3替代NaSO4,考察了制备温度、时间和冷却方式对水玻璃合成的影响,研究结果表明:按合成水玻璃模数1∶1配料,在1000℃下煅烧1h,采用水淬骤冷方式,硅的回收率接近80％;酸渣中的硫酸钙最终转化为偏硅酸钙,进一步与偏硅酸钠形成低共熔物,会造成钠和硅的损失,而钛的存在则有利于提高钠、硅的收率,同时消除钙、铁等杂质对水玻璃合成的影响.     

煤矸石中和渣酸浸物的溶出

采用浸提法提取煤矸石中和渣酸浸物中的有价元素,考察了溶出温度、溶出时间和溶出液固质量比对酸浸物溶出过程的影响;以单因素实验为基础,进行正交实验,优化溶出工艺条件,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征煤矸石中和渣酸浸物、酸化产物及滤渣的物相和微观形貌。结果表明,酸浸物溶出最优工艺条件为液固质量比3:1、溶出时间40 min、溶出温度80℃,此时有价元素氧化物的溶出率分别为TiO2 82.63%, Fe2O3 96.48%, Al2O3 98.33%, CaO 87.72%, MgO 95.31%。提取后滤渣中只有SiO2和少量TiO2及CaSO4存在,表明煤矸石中和渣酸浸物中的有价元素通过该溶出工艺可充分溶出。     

高钛渣收尘灰综合利用可行性的研究

高钛渣收尘灰的钛含量相当可观,实验目的是探索二次资源的综合利用,减少环境污染。实验采用盐酸浸出法,盐酸可以实现循环利用。通过正交实验研究了盐酸浓度、酸灰比、酸浸温度以及酸浸时间对尘灰中钛和铁浸出率的影响。结果表明,影响钛和铁浸出率的因素的显著顺序是相同的,依次为:酸浸温度、盐酸浓度、酸灰比以及酸浸时间。     

高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究

分级研究了热活化条件下高铝煤矸石在盐酸和氢氧化钠溶液中的铝硅溶出行为。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测定仪（BET）对煤矸石试样做了表征分析。通过正交实验分析了反应温度、反应时间、初始酸碱浓度和固液比对热活化处理后高铝煤矸石中Al2O3和酸浸渣SiO2溶出率的影响。结果表明：酸浸溶出Al2O3反应过程中,固液质量比和酸浸时间对溶出率的影响最为显著,酸浸过程的最优工艺条件：初始盐酸质量分数为20%、酸浸温度为90 ℃、酸浸时间为2.5 h、固液质量比为1∶6,在此条件下,Al2O3的浸取率达82.95%;强碱溶解酸浸渣溶出SiO2反应过程最优工艺条件：碱溶温度为95 ℃、碱溶时间为2.0 h、NaOH质量分数为20%、固液质量比为1∶10,在此条件下SiO2溶出率为69.74%,碱溶温度和碱液浓度对溶出率的影响最为显著。     

盐酸浸出高钛渣收尘灰提钛研究

攀枝花——西昌地区有许多钢厂,在还原铁的过程中,钛以高钛渣的形式富集,同时产生大量的尘灰从高炉飘出。尘灰中的钛含量相当可观,如果不收集起来加以充分利用,会造成资源浪费,这些尘灰飘到大气中,造成的环境污染也比较大。文章利用盐酸浸出高钛渣尘灰,实现高钛渣收尘灰综合利用,盐酸可以实现循环利用,大大减少"三废"量。实验主要研究了盐酸浓度,酸灰比,酸浸温度,酸浸时间对酸浸灰中钛含量的影响。结果表明:不经还原直接酸浸,需要浓酸才能溶解尘灰中的Fe2O3,当盐酸浓度为12 mol/L,酸灰比为1.5,酸浸温度为100℃,酸浸时间为5 h,酸浸灰中的钛含量可以达到39.71%。     

煤矸石酸渣制备水玻璃工艺研究

煤矸石酸法提取氧化铝后渣中二氧化硅含量接近80％,是制备水玻璃的优质原料.本文探索了在常压下用碱法提取煤矸石酸渣中二氧化硅的工艺,最优方案为浸提时间为1.0h,浸提温度为97℃,液固比为4及氢氧化钠溶液质量分数为20％.经试验验证,最优方案的二氧化硅浸提率可达85％.     

超声辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提钛实验研究

针对高钛渣生产过程中产生的大量无法处理的收尘灰,本文提出采用超声波辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提高酸浸灰中二氧化钛的方法,用XRD谱图对比了高钛渣收尘灰煅烧前后的结晶分布特征,考察了盐酸浓度、酸浸时间、酸浸浓度、酸灰比对酸浸灰中二氧化钛含量的影响,并与无超声波作用的酸浸实验进行对比。结果表明,与无超声条件相比,因超声效应造成颗粒分散与表面更新,加快了反应速率,可将酸浸时间从6h缩短至2.5h,同时酸浸灰中二氧化钛含量明显提高,在超声波作用下,盐酸浓度5mol/L,酸浸温度90℃,酸浸时间2.5h,酸灰比1.4：1,酸浸灰中二氧化钛可达56.2%。     

高钛渣收尘灰中钛回收工艺研究

高钛渣收尘灰其钛含量是相当可观的,我国生产钛白粉厂比较多,生产过程中所用原料产生尘灰的数量也是值得关注的,如果不加以充分利用,造成的环境污染比较大。实验研究的目的是对二次资源的充分利用,减少环境污染。通过对比目前工业上应用较多的电炉熔炼法、硫酸浸出法、盐酸浸出法、还原锈蚀法的优缺点,再根据高钛渣收尘灰的的组成,实验选择盐酸浸出法,其盐酸在实验过程中可以实现循环利用,大大减少"三废"量。实验主要研究了酸浸浓度,酸浸温度,酸浸矿酸比,酸浸时间对钛的富集和回收的影响。结果表明:当盐酸浓度为6 mol/L,酸浸温度为90℃,矿酸比为1∶1.3,酸浸时间为5 h,除去铁锰等可溶性杂质的效果比较好,处理渣中的钛含量可以提高到43.17%。     

电解锰渣中铝的析出性能研究

电解锰渣本身呈酸性,其中的金属元素会随着雨水析出,严重污染周边环境。主要采用正交实验法从固液比、温度和时间这三个方面对电解锰渣中铝随水的析出特性进行了研究。实验结果表明,在渣水比为1:100,浸出温度为99.99℃,浸出时间为120min时,锰渣中铝随水析出最多,达82.83%。     

低值煤矸石酸浸物分离与纯化研究

以低值煤矸石为原料,98％硫酸作酸浸介质,采用微波加热方式提取煤矸石中酸溶物,经溶解制备酸浸液.利用煤矸石酸浸液中Fe2和Al3+、Ti4水解pH值的差异分离铝、铁、钛,制备氧化铝、氧化铁和二氧化钛产品.实验研究了煤矸石酸浸液初步分离的pH值、温度、时间对Al3+、Ti4+的水解率及铁损失的影响,并对分离液制备氧化铁红、铝钛混合物二次分离及铝、钛产品的制备工艺进行了研究,结果表明:水解最佳条件为pH =4.5、温度90℃、时间3h,水合二氧化钛洗涤pH值为1.5,此条件下获得了符合国家相关标准的氧化铝和氧化铁红产品,钛初产品二氧化钛含量达94.75％.     

淮南煤矸石酸浸脱杂的研究

本文探索了一种煤矸石脱杂的新方法，考察了煤矸石粒度、焙烧温度、浸出温度、浸出剂浓度和浸出时间等条件对脱杂效果的影响。结果表明，低温焙烧盐酸浸出能有效地提高煤矸石中杂质的活性并加以脱除。     

基于自热型酸化提取铜冶炼渣中有价组分铁

本文以铜冶炼渣为研究对象,采用自热型反应,以加工业硫酸酸化、酸浸提取的方法提取有价元素铁.研究考察了液固比、自热反应温度、溶出时间、溶解温度因素对铜冶炼渣中铁溶出的影响规律,以单因素实验为基础,进行正交实验,优化浸提铜冶炼渣中铁的工艺条件.实验结果表明:铜冶炼渣酸浸提取铁的最优工艺条件为:自热反应温度90℃、液固比0.8、溶出时间30 min、溶解温度70℃,此时铁的提取率达到69.95％,通过XRF(X-ray fluorescence spectrometer,X射线荧光光谱分析仪)、SEM(scanning electron microscope,扫描电子显微镜)、XRD(X-ray diffraction,X射线衍射仪)、EDS(energy dispersive spectroscopy,能谱仪)等手段对浸取渣的物相和微观形貌进行表征,分析结果表明:铜冶炼渣自热酸浸后,浸取渣中只有SiO2、少量含铁化合物以及微量CaSO4存在,说明铜冶炼渣通过自热式酸浸反应可以充分浸取其中的有价组分铁.该法为铜冶炼渣资源化高效利用探索出一条新的工艺思路.     

高铁低铝煤矸石酸浸液铝铁分离研究

本文研究以高铁低铝煤矸石酸浸液为对象,根据铝、铁离子水解pH差异,提出了采用先还原Fe3+再进行分离的思路.研究用纯物质模拟酸浸液组成进行铝铁分离,再将结果用于实际溶液,结果表明:对Fe3+已还原的酸浸液,在90℃、pH =4.5时可制备氢氧化铝,过滤,在90℃下滤液通入空气制备水合氧化铁,产品经煅烧,制备的氧化铝产品纯度达到了国标GB/T24487-2009二级品要求,铁红性能指标超过了一级品要求,研究结果对拓展煤矸石资源化应用途径、提高煤矸石综合利用率具有重大意义.     

酸浸提取煤矸石中氧化铝工艺优化及其动力学

以贵州盘县煤矸石为原料,采用单因素实验和正交实验方法,以浓硫酸为酸浸介质酸浸提取煤矸石中氧化铝,考察了酸浸反应主要影响因素,研究了浸出动力学. 结果表明,最佳酸浸提取条件为：酸矸质量比1.4,反应时间4 h,反应温度170℃. 该条件下氧化铝的浸取率达98.47%. 该酸浸反应过程符合收缩未反应核模型的粒径不变缩核模型,反应受界面化学反应控制,反应动力学方程为1-(1-x)1/3=kt,反应活化能为61.32 kJ/mol.     

赤泥酸浸回收钛的实验研究

对某氧化铝厂的赤泥进行了酸浸回收钛的研究,考察了硫酸浓度、温度、液固比对钛浸出率的影响。结果表明,在硫酸浓度7 mol/L,温度90℃,浸取时间2.5 h,液固比3∶1的条件下,赤泥中钛的浸出率达85%以上。     

加压酸浸煤矸石中氧化铝工艺及动力学研究

为解决实际生产中煤矸石浸出氧化铝耗酸量大和浸出时间长等问题,以贵州某地煤矸石为研究对象,以硫酸溶液为浸出介质,浸出率为指标,将以往的常压酸浸工艺改为加压酸浸工艺。研究在浸出过程中反应时间、反应温度、酸矸比和液固比对氧化铝浸出率的影响,获得了加压酸浸过程氧化铝的浸出动力学。结果表明:在反应时间为130 min、反应温度为150℃、酸矸比为1.3∶1、液固比为4∶1时,氧化铝浸出率达到99.32%,酸渣中SiO 2和TiO 2合计质量分数大于98%;120℃~160℃时,浸出过程符合固体产物层(残留层)内扩散控制的“未反应核减缩型”模型,反应活化能为30.62 kJ/mol。相比常压酸浸工艺,加压酸浸工艺不仅实现了煤矸石中Al 2O 3的高效浸出和酸渣中硅钛资源的高效富集,而且减少了反应时间、降低了反应温度和耗酸量,为煤矸石提取氧化铝资源综合利用开辟了新线路。     

焙烧活化后伊利石酸浸溶出铝钾动力学研究

采用酸浸水热工艺对吉林省安图县伊利石中铝和钾的溶出规律进行研究.考察了盐酸浓度、浸出时间、浸出温度及固液比因素对伊利石中铝和钾溶出率的影响.结果表明:试验实现了铝,钾的同步溶出;最佳试验条件下铝,钾溶出率分别为96.07%、93.89%.对溶出过程进行动力学研究表明,此条件下该溶出过程符合缩芯模型,低温状态下离子溶出过程受流体膜控制,高温状态下离子溶出过程受表面化学反应控制.     

高铁钛型煤矸石中脱铁富钛试验研究

本文以高铁钛型煤矸石为研究对象,用煤矸石酸浸液脱除高铁钛型煤矸石中的大部分铁,从而实现钛的富集.研究考察了酸浸液酸浓度、反应温度、反应时间、液固比等因素对煤矸石脱铁富钛的影响规律,在单因素实验的基础上进行了正交实验设计,优化了煤矸石脱铁富钛工艺条件.用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、能谱仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)手段对煤矸石及其脱铁富钛的物相和微观形貌进行表征.实验结果表明:煤矸石脱铁富钛的最佳工艺条件为:酸浓度10％、水浴温度70℃、反应时间5h、液固比7∶1,脱铁率达到89.02％,钛富集率为42.94％.该方法不仅提高了酸的利用率,同时为富钛渣提钛创造了有利条件,为煤矸石的高效资源化综合利用提供了一种新工艺技术.