某高铁铝土矿石焙烧—磁选脱铁产物的碱浸—深度脱硅试验

广西贵港某高铁三水铝石型铝土矿石铁含量达31.76%,Al2O3和Si O2含量分别为21.33%和7.09%,铝硅比为3.01,属典型的高铁、低铝、高硅、低铝硅比的铝土矿石。在常规开发利用工艺难以有效分离铁、铝、硅的情况下,确定采用钠化还原焙烧—磨矿—弱磁选—碱浸—深度脱硅—铝酸钠结晶工艺对该矿石进行开发利用工艺研究,在课题组已报道过焙烧—磨矿—弱磁选工艺的基础上,对富铝渣进行了碱浸与深度脱硅工艺条件研究。结果表明:(1)在富铝渣的碱浸过程中,随着碱初始浓度的增大、浸出温度的升高、浸出时间的延长,铝、硅、铁的浸出率均呈不同程度的上升趋势。碱浓度为200 g/L、浸出温度为220℃、浸出时间为1.0 h情况下的铝、硅、铁浸出率分别为60.51%、6.12%、5.82%。(2)在深度脱硅过程中,随着Ca O添加量的增加,脱硅率逐渐增大;随着温度的升高,脱硅率呈现先上升后下降的趋势;随着反应时间的延长,脱硅率先上升后下降。在Ca O添加量为2 g/L,反应温度为80℃,脱硅时间为2 h情况下,硅的脱除率达90.34%。较好地实现了铝的碱浸和硅的深度脱除。     

还原焙烧赤泥-综合回收铁铝研究

通过单因素试验系统研究了还原焙烧赤泥过程中各因素对铁铝回收效果的影响。结果表明, 控制配碳质量比15%, 在焙烧温度800 ℃、钙硅比2.6、碱比1.5条件下焙烧60 min, 通过氢氧化钠调整液浸出铝和磁选回收铁, 铝溶出率达到83.8%, 铁回收率在95.0%以上, 铁精矿品位62.0%左右。磁选尾矿钪含量约为200 g/t, 满足工业利用要求。     

某高铁铝土矿石铝铁分离试验

大量高铁铝土矿因氧化铁含量高、矿物嵌布关系复杂而处于待开发状态。为确定四川某高铁铝土矿的高效开发利用方案,对还原焙烧—弱磁选提铁—铝溶出的铝铁高效分离回收工艺中主要影响因素——焙烧制度、焙烧产物磨矿细度及弱磁选磁场强度进行了单因素条件试验。结果表明,在还原焙烧试样粒度为0.18~0 mm、配碳系数为2.0、焙烧温度为1 350℃、焙烧时间为20 min、焙烧产物磨矿细度为-0.074 mm占91%、弱磁选磁场强度为60kA/m情况下,可取得铁品位为89.83%、铁回收率为84.08%的金属铁粉,Al2O3浸出率为69.35%,较好地实现了铝、铁分离。     

粉煤灰中有价元素的强化浸出研究

采用焙烧-微波场酸浸联合工艺, 强化粉煤灰中有价元素的浸出。研究表明, 焙烧-酸浸时, 硅、铝、铁的浸出率分别仅有0.72%、40.05%、41.30%; 采用焙烧-微波场酸浸联合工艺, 硅、铝、铁的浸出率分别达到1.63%、59.17%、49.20%, 提高了126%、48%、19%。对原料粉煤灰和焙烧后粉煤灰进行XRD、SEM及EDS分析表明, 焙烧-微波场酸浸联合工艺的强化浸出机理是: 粉煤灰和钠盐混合焙烧破坏了粉煤灰中莫来石的SiO₂-Al₂O₃键, 生成活性高的物质; 同时微波加热能提高反应物分子的内能, 降低反应活化能, 从而加快粉煤灰中有价元素的浸出速率, 缩短反应时间, 提高浸出率。     

以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰

研究了以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰, 考察了焙烧时间、焙烧温度、物料配比、搅拌速率、浸出温度、液固比、浸出时间和H₂SO₄浓度对锰除尘灰中锰及铁浸出率的影响。结果显示, 焙烧还原工艺最佳条件为：锰除尘灰与还原剂硫化钙质量比4.12∶1、焙烧还原温度600 ℃、焙烧还原时间1.0 h, 酸浸工艺最佳条件为：搅拌速率300 r/min、H₂SO₄浓度3 mol/L、液固比8∶1、浸出温度80 ℃、浸出时间25 min, 最佳工艺条件下锰、铁浸出率分别为98.18%和76.83%。     

铝土矿中铝、铁和硅有价组分的综合利用研究

针对山东某地铝土矿高铝、高铁、高硅、低铝硅比的特点,设计了一个综合利用矿石中铝、铁、硅的工艺流程。通过硫酸铵焙烧、水浸、过滤,矿石中的铝、铁等有价组元进入浸出液中,二氧化硅在渣中富集。利用不同金属离子的溶度积的差别,通过加入沉淀剂碳酸铵调节溶液pH值,滤液中的铁和铝分别以氢氧化铁和氢氧化铝的形式析出,再经高温煅烧得氧化铁和氧化铝粉体。氧化铁的回收率可达85%以上,氧化铝的回收率可达95%以上。硫酸铵低温焙烧铝土矿的工艺实现了铝、铁和硅的综合利用,整个流程无废物、废水和废气的排放。     

选择性还原法分离高炉粉尘中锌和铁的研究

采用兰炭作还原剂,对高炉粉尘进行还原焙烧,再对焙砂进行磁选,然后浸出磁选尾矿中的锌,实现锌、铁分离。在热力学计算的基础上,研究了焙烧条件对锌、铁浸出率的影响,结果表明:加碳焙烧可使高炉粉尘中的铁酸锌选择性还原为磁性氧化铁和氧化锌,较优的焙烧工艺参数为:焙烧温度800 ℃,焙烧时间2 h,配炭量50%。磁选可分离出焙砂中的磁性氧化铁。采用1 mol/L的硫酸在室温下浸出磁选尾矿1 h,锌、铁浸出率分别为75.39%和27.46%。     

硫精矿中铜钴同步浸出试验研究

以湖北大冶含铜钴硫精矿为原料,分别研究了硫精矿、硫精矿氧化焙烧渣和硫精矿氧化-还原焙烧渣中铜、钴的同步浸出行为,考察了浸出温度、浸出时间、固液比等工艺参数对铜、钴浸出的影响。结果表明,硫精矿氧化-还原焙烧渣中的铜、钴最易被浸出,浸出条件为:浸出温度70 ℃、浸出时间4 h、固液比1∶5,此时铜和钴浸出率分别为91.46%和65.84%; 采用氧化-还原焙烧-浸出-磁选联合流程处理硫精矿时,可获得铁品位62.31%、回收率68.26%的铁精矿,该工艺实现了硫精矿及焙烧渣中铜、钴、铁资源的综合回收。     

Na2SO4-H2SO4混合焙烧中低品位锂云母提锂研究

采用Na2SO4-H2SO4混合焙烧法处理宜春地区中低品位锂云母（Li2O=1.2-1.4%）,研究了酸浓度、焙烧后粒径、硫酸钠添加量等工艺条件对浸出率的影响。采用TG、XRD、SEM、元素成分分析等方法对焙烧过程进行了分析,探讨了Na2SO4对浸出过程的影响。研究结果表明：在800℃-1000℃的温度下,酸浓度70%、矿粒径80目、硫酸钠添加量100g时,浸出率达到90.0%,优于传统H2SO4法的浸出率（73.0%）。本工艺具有优异的固硅、固铝效果,可大幅度缩减传统工艺浸出过程中除硅、除铝工序;焙烧后的硅渣主要成分为SiO2和Al2O3;硫酸钠的加入加剧了锂云母矿原有结构的破坏,可以大幅度提升锂浸出率     

铁酸锌还原焙烧试验研究

对锌焙砂进行还原焙烧,再对还原焙砂进行浸出。浸出温度70～80℃;pH值2～3;液固比6∶1;浸出时间2 h。对比试验得到最佳还原焙烧的温度900℃、焙烧时间60 min、粉煤配比1∶10。这时锌的浸出率达到90%左右,铁浸出率15%左右。再对浸出渣磁选,得到了铁精矿。     

甲酸还原硫酸浸出低品位氧化锰矿

研究了甲酸作为还原剂在硫酸介质中还原浸出低品位氧化锰矿的工艺。采用单因素试验研究了甲酸用量、硫酸浓度、反应温度、反应时间及液固比对锰、铁、铝3种金属浸出率的影响。利用XRD和SEM对矿粉和矿渣的成分和表面形貌进行了分析和表征, 利用响应曲面法对还原浸出条件进行了优化。结果表明, 各因素影响浸出率的主次顺序为甲酸用量>硫酸浓度>反应温度>反应时间。当硫酸体积分数为15%, 液固比为6, 甲酸用量0.4 mL/g, 反应时间2 h, 反应温度90 ℃时, 锰浸出率最大, 为90.05%, 此时铁和铝浸出率为80.07%和31.55%。     

废旧磷酸铁锂正极材料的硫酸熟化-水浸工艺研究

为提高磷酸铁锂中Fe、Li和P浸出率,同时实现高效去除Cu、Al和F,开发了硫酸熟化-水浸、铁粉置换除铜、化学沉淀-萃取二段除铝工艺。结果表明,在熟化时间2.5 h、熟化温度110 ℃、固液比4.0/1、水浸温度60 ℃及水浸时间2 h的最佳条件下,硫酸熟化-水浸工艺可将浓硫酸的使用量降至理论值的0.75倍,此时铁浸出率达95%以上,氟脱除率达74.4%; 铁粉置换除铜过程中,控制初始pH=1.2,铁粉加入量为理论值的1.2倍时,浸出液中残留的Cu²⁺浓度可降至4.9 mg/L以下; 采用化学沉淀-P204萃取二段除铝工艺,可将浸出液中Al³⁺浓度降至10 mg/L以下。     

拜耳法赤泥熔融态深度还原烧结协同提取铝、铁实验研究

赤泥中铁、铝的存在影响钪和稀土的浸出及萃取。通过对拜耳法赤泥进行分析测试,设计了还原烧结协同回收铝、铁技术方案,系统研究了熔融态深度还原烧结协同提取赤泥中铝、铁的工艺。在较佳条件下,铁精矿品位为73.97%,回收率达到90.27%,铝溶出率达到96.28%,铝硅酸盐矿物转化为铝酸钠,碱浸得到铝酸钠溶液,后续可用于制取聚合氯化铝产品。赤泥中的含铁复杂矿物转化成具有磁性的磁铁矿和单质铁,磁选回收含铁矿物,实现赤泥中铁、铝的协同回收。该工艺不仅减弱了铝、铁矿物对后续酸浸萃取提取钪、钛、稀土的不利影响,且使得钛、钪和稀土在尾渣中得到富集,有利于实现赤泥多元素高值化综合利用。      

钙化焙烧法脱除二次铝灰中氮的试验研究

针对二次铝灰中氮化铝导致的铝及其化合物浸出效果不佳的问题,采用钙化焙烧法处理二次铝灰。重点研究配料比、焙烧温度、焙烧时间对二次铝灰脱氮率的影响。结果表明,钙化焙烧法可快速降低二次铝灰中氮化铝含量,可将二次铝灰中不利于浸出的氮化铝和氧化铝转变成易于浸出的12CaO·7Al2O3。最佳脱氮工艺参数条件:配料比为mCaO:m铝灰=0.4、焙烧温度900℃、焙烧时间300min,在此条件下二次铝灰的脱氮率为85.25%。研究结果可为钙化焙烧法提高二次铝灰中铝及其化合物的浸出率提供参考。     

高铁三水铝石型矿的酸浸性能

对于铝硅比低的高铁铝土矿采用拜耳法已不能经济地提取。以国外某低品位三水铝石矿为研究对象,采用盐酸为浸出介质对其进行酸浸性能研究。主要考察矿石粒度、液固比及时间和温度对浸出效果的影响。结果表明:温度对铝元素浸出效果影响显著。当矿石粒度55 μm,液固比100∶7,温度105℃,时间120 min,采用密闭加压方式浸出,此时铝元素和铁元素的浸出率均高于95%,均得到有效浸出,与浸出渣产物表征一致;对该高铁三水矿酸浸过程进行动力学研究表明,铁和铝的酸浸过程均受内扩散控制。      

明矾石精矿焙烧—酸浸提取K和Al

福建紫金山选铜尾矿浮选得到的明矾石精矿主要化学组成为Al2O3、Si O2、K2O和SO3,主要矿物组成是明矾石、石英、地开石。为从该明矾石精矿中提取有价元素Al、K,进行了焙烧—浸出试验。结果表明:明矾石精矿在600℃焙烧1 h,焙烧产品在硫酸浓度为60 g/L、浸出温度为80℃、液固比为6、浸出时间为0.5 h条件下搅拌浸出,K的浸出率为98.47%,Al的浸出率为94.35%;浸出后浸渣的主要化学成分是二氧化硅和氧化铝,二者含量合计达到90.44%,可作为建筑原料。试验结果可以为酸法综合利用明矾石精矿提供技术指导。     

煤矸石酸解制备氢氧化铝的实验研究

以煤矸石为原料,经机械活化、热活化、酸浸提铝,酸浸液利用Fe3+、Al3+水解pH值的差异分离铝铁,制备氢氧化铝。研究了煤矸石预处理条件、酸浓度、反应温度、时间和液固质量比等因素对煤矸石中铝溶出率的影响机理,确定了最佳工艺条件为:粒度80目,焙烧温度750℃,焙烧时间120min,浸取温度95℃,浸取时间4h,液固质量比3,硫酸质量分数40%。此条件下煤矸石中Al2O3的溶出率达到81.8%。