赤泥提铁研究

加强固废资源高效回收利用是冶金工业的发展方向之一。本研究采用直接还原方法从赤泥中提取铁粉,以便于进一步提高低品位赤泥固废资源的利用率。对配煤比、焙烧温度、焙烧时间和磁选强度按照四因素三水平设计正交实验L₉(3⁴),实验发现配煤比、焙烧温度、焙烧时间、磁选强度都会影响铁粉品位、铁回收率;影响因素由强至弱顺序为焙烧温度→磁选强度→焙烧时间、配煤比;以赤泥配煤12%、焙烧温度1 100℃、焙烧时间35 min、磁场强度3 000 Oe提铁效果较好。进一步优化实验得出:以赤泥配煤12%、焙烧温度1150℃、焙烧时间30 min、磁场强度3 000 Oe效果最好:铁粉品位96.34%,铁回收率96.46%。     

赤泥中氧化铝和氧化铁的浸出

为回收赤泥中的铝和铁,解决赤泥污染和占地问题,研究了用盐酸溶出废赤泥中的氧化铝和氧化铁的工艺,考察了赤泥的焙烧、盐酸与赤泥的液固比、盐酸的浓度、酸浸时间、酸浸温度及酸浸方式对赤泥中氧化铝、氧化铁浸出率的影响.结果表明:赤泥不需要焙烧,盐酸与赤泥的液固比4∶1,盐酸的浓度为6mol/L,酸浸温度在109℃左右,酸浸时间为60 min,酸浸方式为二次浸出,氧化铝和氧化铁的浸出率分别为89.00%和98.39%.     

赤泥中铁资源的回收利用研究

系统概述了目前国内外赤泥中铁回收利用技术和应用。对澳大利亚赤泥进行了还原焙烧—磁选、熔炼生铁工艺试验。分析了赤泥及还原焙烧样微观显微镜下铁元素的赋存状态和分布情况。阐明了还原焙烧时赤泥中绝大部分赤铁矿或磁赤铁矿等各类氧化铁已完成向金属铁的转变,但各类铁矿物与非晶态的铁尖晶石关系过于密切且嵌布特征十分复杂,焙烧后细磨无法使二者充分解离,因此不易获得高品位铁精矿。在焦比20%、熔炼时间90min、钙铝比2.0、1 500℃进行赤泥还原熔炼,可实现渣铁的有效分离,金属铁回收率可达到99.4%以上,所得铁水质量符合炼钢生铁标准。在碳酸钠100g/L、液固比10∶1、温度80℃、时间1.5h下进行自粉化熔渣中铝的浸出,Al2O3浸出率达到91.12%。     

拜耳法赤泥回收有价金属试验研究

以拜耳法赤泥为原料,通过硫酸化焙烧-磁选、沉淀-结晶的工艺,回收赤泥中的有价金属铁、铝、钠。通过单因素实验考察了不同的焙烧温度、焙烧时间,浸出液固比、浸出时间和浸出温度等因素条件,确定了Fe、Al_2O_3、Na_2O回收的最佳实验条件。结果表明,经硫酸化焙烧-磁选、沉淀-结晶后,赤泥中Fe、Al_2O_3、Na_2O的回收率分别为:59.87%,39.77%,90.75%。     

酸碱联合综合回收高铝粉煤灰中氧化铝和氧化硅

以高铝粉煤灰为原料,采用酸碱联合的方法从粉煤灰中综合回收氧化铝及氧化硅,即:粉煤灰经过浓硫酸熟化—水浸提取氧化铝,并得到活性高硅渣;硫酸铝溶液经浓缩结晶—还原焙烧得到活性铝氧;活性铝氧经低温碱浸—种分得到砂状氧化铝;活性高硅渣经低温碱浸提取氧化硅。结果表明,采用该工艺,粉煤灰中氧化铝熟化—水浸的氧化铝提取率为94.97%;硫酸铝800℃还原焙烧10min,获得的粗铝氧中Al2O3含量为85.58%、残余S含量0.53%;在95℃碱浸,粗铝氧中氧化铝的浸出率为97.36%;在95℃碱浸,高硅渣的硅浸出率96.25%。     

拜耳法赤泥中主要组分分离研究

采用铵盐焙烧、水浸、酸浸等工艺对拜耳法赤泥进行处理,分离出了赤泥中的主要组分铁、铝、钙、硅,得到其相应的化合物:氧化铁、硫酸铝、石膏和水玻璃.研究了焙烧、水浸和酸浸工艺对拜耳法赤泥成分的影响,探索了从拜耳法赤泥中分离铁、铝、钙、硅的工艺方法和技术条件,分析了制备样品的化学成分和物相组成.     

粉煤灰焙烧预处理对微波碱溶法溶出硅、铝的影响

研究了粉煤灰焙烧预处理、微波碱溶法溶出硅、铝,考察了焙烧温度、焙烧时间及灰碱配比对微波碱溶法溶出硅、铝的影响。试验结果表明:粉煤灰在600℃、物料配比1∶1、焙烧时间1.5h条件下焙烧后,再用质量浓度为300g/L的碱液,在90℃、液固体积质量比15∶1条件下溶出2h,硅溶出率达87.5%,铝溶出率达44.04%,相比不经焙烧直接微波溶出,硅、铝溶出率均提高1倍以上。     

拜耳法赤泥与海水混合用于烟气脱硫试验

以海水调制拜耳法赤泥作为脱硫剂开展烟气湿法脱硫试验,对比分析了赤泥海水浆、赤泥纯水浆和单纯海水的脱硫效果,并考察了液固比、液气比和温度对赤泥海水脱硫和赤泥脱碱效果的影响。在优选液固比9、液气比8.0L/m~3和温度60℃的工艺条件下,赤泥海水脱硫平均脱硫效率达到99.62%,赤泥脱碱效率达到85.06%,脱碱后赤泥满足Ⅰ类工业固废标准,赤泥海水脱硫液与新鲜海水混合曝气后满足GB 18486—2001污水海洋处置标准要求。赤泥与海水混合用于烟气脱硫,提高了二氧化硫吸收效率,为沿海氧化铝企业赤泥处置利用提供一条新途径。     

粉煤灰中铝、镓、锂回收技术研究进展

粉煤灰是燃煤电厂产生的主要固废,除了富含Al元素,还含有Ga、Li等有价元素,是铝、镓、锂等有价金属的潜在性提取资源。各种粉煤灰回收铝工艺中,传统碱法工艺、碱溶工艺、酸法工艺等还不能达到低能耗、低试剂消耗、低排放、高回收率的要求,其他新型工艺,如水化学法、真空热还原法、碳热氯化法等,具有产渣量少和绿色环保的优点,但仍处于实验室小试研究阶段;粉煤灰中镓和锂的含量相对较低,回收工艺一般采用沉淀法、溶剂萃取法和树脂吸附法,树脂吸附法具有选择性好、环境污染小的优点,但主要用于碱性体系;铝、镓和锂等多元素协同回收是实现粉煤灰资源化利用的重要途径。“一步酸溶法”工艺技术以氧化铝提取为主线,以镓、锂提取和硅铝基材料制备为副线,是目前粉煤灰资源化利用工艺中最具应用前景的工艺。未来,在粉煤灰中有价金属综合回收方面还需要加强以下几方面研究：研发新型的烧结技术,开发硅钙渣的综合性利用途径,彻底解决碱法工艺能耗高和废渣量大的问题;加大无机非金属材料改性的研发力度,解决酸法工艺的设备腐蚀问题;研发廉价的萃取剂和吸附树脂,或开发更加高效的除杂工艺,从而降低酸法工艺的投资成本。     

赤泥磷酸浸出选择性脱硅

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的固体残渣，也是一种低品位含铝资源，但因其SiO2含量高、铝硅比低，难以直接通过碱浸回收Al2O3。以赤泥钠化还原焙烧—磁选后所得非磁性物为原料，磷酸为浸出剂，实现了硅的选择性浸出及铝、硅之间的有效分离，为后续氧化铝的提取创造了有利条件。在磷酸浓度1 mol/L、液固比15 mL/g、浸出温度50 ℃、浸出时间60 min的条件下，SiO2的浸出率达82%，浸出渣铝硅比为4.4，较非磁性物提高了2倍左右，实现了铝、硅之间的较好分离。磷酸浸出渣再碱浸，采取35% NaOH溶液，浸出温度260 ℃，Al2O3的浸出率从未脱硅前的69%增大至93%。磷酸选择性浸出非磁性物中硅的原因是铝硅酸盐矿物中含硅组分溶解在酸溶液中，而含铝组分与磷酸反应转变成了"AlPO4 " 不溶性沉淀。     

高铁赤泥提取有价金属工艺试验

在分析高铁赤泥提取有价金属还原理论的基础上,介绍了高铁赤泥提取有价金属工艺试验的方法和流程。讨论了焙烧时间、温度、设备磁场强度对提取铁质量的影响,碱比、钙比对Al_2O_3和Na_2O溶出率的影响以及Al_2O_3和Na_2O溶出率与铁还原率的关系。分析表明,新工艺试验不但生产出优质的海绵铁,还可以溶出回收得到Al_2O_3和Na_2O。     

我国冶金固废大宗利用技术的研究进展及趋势

我国钢渣、赤泥、铜渣和部分铁合金渣年排放量在千万吨甚至亿吨级,难以大量用于传统的水泥、混凝土或道路工程领域,是难利用的大宗冶金固废。本文分析了以上典型冶金固废大宗资源化利用的现状,指出了制约大宗资源化利用的瓶颈问题;进一步提出砂石骨料、陶瓷材料、人造石材在我国具有年亿吨级乃至百亿吨级的市场需求,适合作为冶金固废利用的大宗量出口,并综述了这一领域冶金渣低成本制备烧结陶粒、冶金渣制备陶瓷和烧结砖、熔渣调质制备骨料以及熔渣人造石材制备等方面研究取得的进展,包括在新建年10万吨基于带式焙烧机原理的固废陶粒生产线上进行了赤泥掺加质量分数50%～65%的烧结陶粒工业化生产试验;分别掺入质量分数40%～60%的赤泥,30%～50%的钢渣,50%～80%的铜渣,先后完成了陶瓷砖和烧结砖的工业化中试以及工业化生产实验;加入质量分数12.96%的砂子对熔融电炉渣进行调质并制备砂石骨料、基于“Petrurgic”工艺的利用熔渣制备石材技术也完成了工业化和中试试验。在此基础上提出了固废的大宗量利用、协同利用、节能减碳利用和与智能化结合的资源化利用是这一领域技术发展的主要趋势。      

磷石膏添加量对赤泥基复合材料性能影响研究

为促进赤泥和磷石膏两大工业固废的资源化利用,以赤泥、磷石膏和胶凝材料(包括水泥、钢渣、矿渣)为原料制备复合材料砂浆,研究了磷石膏添加量对复合材料物化性质的影响。试验结果表明,当赤泥添加量为70%,磷石膏添加量为10%时,复合材料7 d抗压强度和28 d抗压强度分别为14.97 MPa和15.2 MPa。采用XRD、SEM-EDS、TG和FTIR对复合材料矿物结构和微观形貌进行表征和分析,结果表明加入适量磷石膏可有效填充复合材料的内部结构,提高机械性能;加入过量磷石膏会形成大量的钙矾石,增大复合材料内部孔径,同时磷石膏中磷、氟成分大量富集会降低复合材料机械性能;复合材料合理配比,可固定赤泥中的钠元素,有效缓解赤泥基建筑材料的泛霜行为。对复合材料进行浸出试验,ICP-OES检测表明复合材料浸出液中重金属元素浓度满足Ⅲ类地下水排放标准,可用于工程应用。     

回收氰化渣中铁的工艺试验研究

以高铁高铝、硅氰化渣为原料,试验探讨了回收渣中铁的工艺,并运用XRD、SEM和EDS等分析铁回收机理。结果表明:氰化渣以赤铁矿为主,并与铝、硅等杂质化合物共生,呈相互包裹的复杂嵌布关系,采用常规的焙烧-磁选工艺不能有效地回收铁。采用添加复合添加剂的焙烧-水浸-磁选工艺,当氰化渣粒度为<74μm比例占85%,焙烧温度750℃,氰化渣:活性炭:添加剂A:添加剂B(质量比)=100:10:3:10,水浸温度60℃,水浸液固比5:1,水浸时间5min,搅拌速度20r/min,激磁电流为2A时,可获得铁精矿全铁品位为53.82%、回收率为76.55%的选别指标。复合添加剂可与大部分铝、硅等杂质化合物反应,生成复杂可溶性和难溶非磁性物质,水洗及磁选后可去除,使铁的品位和回收率提高。     

水混碱料比对碱烧法回收废汽车催化剂中有价元素的影响

研究水混碱料比对碱焙烧水酸洗工艺回收废汽车催化剂中铂族金属(PGMs)、稀土和铝等的影响。按碱料比0.8加碱焙烧溶解后,PGMs富集9.97倍,水洗液中铈回收率大于68%,洗液中Al、Si含量大于10g/L,可用于制备聚合硫酸铝硅絮凝剂。     

提钪萃余液制取铁红的研究

针对赤泥提取钪后的萃余液中含有的大量FeCl3,采用氨水中和使铁、铝沉淀,再以碱溶解,使Fe、Al分离开来,最后焙烧含铁沉淀物制得氧化铁红颜料。     

盐酸浸出赤泥回收铝的研究

研究了盐酸浸出拜耳法赤泥中铝的过程。考察浸出温度、浸出时间、液固比和酸度对铝浸出率的影响,并进行了赤泥回收铝的工业化试验。结果表明,影响铝浸出率的主次因素依次是浸出温度、液固比、盐酸浓度和浸出时间。赤泥在80℃下进行两段浸出,再经蒸发、除钛、除钙、中和及氢氧化钠溶液溶出,铝浸出率为88.13%,回收率为80.26%。     

广西平果铝赤泥资源化利用扩大试验

对广西平果铝赤泥整体资源化利用进行扩大试验,采用"铁还原熔炼→熔炼炉渣酸解→浸出→沉铝→萃钪→反萃钪→钪提纯"工艺综合回收赤泥中的有价金属铁、铝、钛和钪,浸出渣作为工业石膏得到应用。整个流程废水零排放。经济效益和社会效益显著。     

黄金冶炼氰渣火法处理研究现状及展望

焙烧氰化尾渣是含金硫化矿氰化法提金产生的固废,占氰渣总量的50%以上。其中的金被铁矿石和脉石包裹,采用火法回收工艺才可有效回收金和铁。目前的火法回收工艺有氯化挥发焙烧法回收金银、还原焙烧—磁选法回收铁、氰渣-铜精矿协同冶炼同时回收金和铁。氰渣-铜精矿协同冶炼法具有高效性、经济性和环保性,前景更加广阔。     

红土镍矿侧吹还原造锍熔炼试验研究

基于新能源汽车的快速发展以及三元动力电池的高镍化发展对镍原料需求旺盛的大背景，提出红土镍矿侧吹造锍熔炼生产低镍锍工艺的研究。本文对石膏的热分解行为进行了系统的热力学研究，分析碳硫比、反应温度对CaS转化率的影响，进行石膏选择性还原硫化红土镍矿基础试验，并在此基础上进行富氧侧吹硫化红土镍矿扩大试验，总结石膏选择性还原硫化红土镍矿和富氧侧吹硫化红土镍矿的反应机制。结果表明，脱硫石膏短流程直接还原硫化红土镍矿生产低镍锍工艺可行，该工艺采用工业固废脱硫石膏作为硫化剂，可全组分利用石膏渣中的Ca、S元素，达到“固废绿色循环、资源化利用”的目的，且镍回收率大于90%,钴回收率在87%以上，硫利用率大于75%,铁回收率低于60%,可满足红土镍矿镍、钴、铁的选择性还原硫化富集回收目的。