钙基水热浸出赤泥脱碱试验及机制分析

以Ca(OH)₂为脱碱剂水热浸出赤泥脱碱,考察了Ca(OH)₂掺量、反应温度、液固比对赤泥脱碱率的影响,同时对赤泥脱碱过程进行机理分析和浸出动力学分析。研究结果表明,在Ca(OH)₂掺量为60%(质量分数)、反应温度为250 ℃、液固比为8 mL/g的条件下,赤泥脱碱率可达到96.3%。Ca(OH)₂可有效脱除赤泥中的游离碱和结构碱,赤泥中的钙霞石和水钙铝榴石被分解,脱碱渣中新相铁钙榴石(水合的)是主要的衍射峰,并且赤铁矿的衍射峰明显减弱,方解石的衍射峰增强。该脱碱过程受固膜内扩散关键步骤控制,线性相关系数都大于0.97,特征常数n<1,表观活化能为5.20 kJ/mol。     

赤泥草酸脱碱实验研究

赤泥强碱性是影响环境和制约其综合利用的关键因素.本文提出了赤泥草酸脱碱的实验研究,考察了草酸用量,反应温度,液固比和反应时间对赤泥脱碱率的影响,同时对赤泥和脱碱渣进行了XRD物相分析.结果表明:在草酸用量为15％,反应温度为80℃,液固比为4 mL/g和反应时间为40 min条件下,赤泥脱碱率超过95％.草酸显著破坏了赤泥中钙霞石的结构,可以选择性地脱除赤泥中的钠,脱碱渣中氧化钠含量低于0.5％,而钛、钙和硅等元素含量略有提高.     

逆流浸取法回收赤泥中的碱

赤泥脱碱现有的方法不足主要表现在：酸法或碱法脱碱会耗费大量的酸或碱,使脱碱成本偏高;简单水洗法脱碱时,副产品中碱浓度较低,不能实现赤泥与碱的综合利用。本文以阴离子型聚丙烯酰胺为絮凝剂,水为浸取剂,采用五级逆流浸取法对赤泥中碱的回收利用进行研究,考察了温度、液固比、浸取速度等因素对碱的浸出率及浓度的影响,得出碱的浸出率与浓度随温度、液固比、浸取速度等因素的变化规律,确定最佳浸取条件为：温度70℃,液固比3∶1,浸取速度15mL/min,在此条件下赤泥中碱的浸出率达89.18%,浓度达到20.38g/L。此方法不仅能将赤泥中的碱有效脱除,同时得到浓度较高的碱溶液,实现赤泥与碱的综合利用。     

赤泥水浸脱碱实验及动力学研究

赤泥是一种碱性污染物,强碱性是制约其综合利用的关键因素。进行了拜耳法赤泥水浸脱碱实验及动力学研究,实验结果表明：赤泥在水浸次数为4次、液固体积质量比为9 mL/g、反应温度为90 ℃和反应时间为60 min的条件下,赤泥的脱碱率可达71%。采用未反应收缩核模型对水浸脱碱数据进行线性拟合,动力学分析表明：活化焙烧后赤泥的水浸脱碱过程受扩散步骤控制,线性相关系数大于0.97,表观活化能为11.72 kJ/mol。     

拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究

利用二氧化碳对具有强碱性的拜耳法赤泥进行湿法碳化脱碱实验,研究了在CO2气流量为0.3 L/min条件下,液固比、反应温度、反应时间、CO2压力对拜耳法赤泥脱碱效果的影响并确定了适宜的脱碱条件.研究表明,在反应温度50℃,液固比为7,CO2压力为4 MPa,反应时间2h条件下,拜耳法赤泥的脱碱率达到50％以上.脱碱后赤泥碱含量大幅降低,有助于减轻对土壤及地下水源的危害.     

铝阳极氧化废水浸出废旧阴极的动力学

采用水浸?酸性废水浸出两步法,水浸溶出铝电解槽废旧阴极中可溶氟化物,对难溶电解质进行了废水浸出,考察了搅拌速率、液固比、温度对浸出率的影响,并建立了反应动力学方程. 结果表明,废旧阴极酸性废水浸出过程符合未反应收缩核模型,难溶电解质的浸出控制环节为内扩散,提高反应温度、延长反应时间均能提高浸出率,浸出过程反应表观活化能为12.71 kJ/mol. 在浸出温度80℃、搅拌速率300 r/min、液固比8 mL/g的条件下浸出180 min,碳纯度可提升至95.83%. 浸出后碳粉可按比例配入原厂阴极中.     

高碱性拜耳法赤泥碳酸化脱碱及其机理研究

利用二氧化碳对高碱性拜耳法赤泥进行碳酸化脱碱实验,研究了反应体系压力、时间、温度和液固比对赤泥脱碱效果的影响,并对其反应机理进行探讨.结果表明,室温下,在反应压力为0.6 MPa,反应时间为60 min,液固比为7的反应条件下,碱溶出率为6.99％.拜耳法赤泥中的碱主要以两种形式存在,一是以NaOH、NaCO3为主的游离态碱,二是以钙霞石为主的结合态碱.其脱碱机理主要是通过碳酸化作用脱除赤泥中的游离态碱,部分钙霞石与碳酸反应生成可溶性钠盐.     

黄原胶废水浸出软锰矿的工艺研究

在稀硫酸存在条件下利用黄原胶废水作为还原剂浸出低品位软锰矿(锰质量分数为20.5%)。主要讨论了固液比、硫酸质量浓度、浸出时间、搅拌速率以及浸出温度对锰浸出率的影响。结果表明,在浸出过程中可以达到较高的锰和铁的浸出率和COD的去除率。最佳浸出条件为固液比为9∶100,硫酸质量浓度为80 g/L,搅拌速率为200 r/min,90℃条件下反应4 h。在最佳工艺条件下,锰和铁的浸出率分别为94.9%、65.0%,COD去除率可以达到60.2%。     

用硫铁矿烧渣和钛白废酸制备硫酸亚铁净水剂

以硫铁矿烧渣和钛白废酸为原料,经酸浸、除杂、还原制得精制硫酸亚铁溶液,再经过滤、冷冻结晶、真空干燥制备了硫酸亚铁净水剂.考察了酸浸条件对浸出率的影响以及净化过程对浸出率、产品质量的影响,结果表明:采用98%H2SO4和20%的钛白废酸配制成40%的硫酸浸取液,控制液固质量比为4∶1,浸出时间为60 min,可使铁浸出率...     

电解浸出软锰矿反应机理研究

本文主要研究软锰矿电解浸出过程机理,采用电化学工作站分析电解浸出过程阴极极化曲线,考察铁离子、液固比、温度、搅拌速率对阴极曲线的影响。在液固比8︰1,温度60℃,搅拌速率500 r/min时对阴极的还原反应最有利。     

赤泥脱碱方法及其机理研究进展

赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性废弃物,其强碱性是制约自身大规模综合利用的重要因素。因此十分有必要对赤泥进行脱碱,以期实现赤泥的综合利用,保障铝工业可持续发展。论文综述了国内外赤泥脱碱方法,如水洗法、酸浸法、石灰法、盐类浸出法、CO₂法、生物法等;同时从自由碱和化学结合碱的角度分析了各种脱碱方法的特点及主要脱碱机理,总结出赤泥脱碱的原理主要是中和反应、沉淀反应及钠置换反应。最后剖析了各种脱碱方法存在的问题,并对赤泥脱碱的研究提出了建议,这将为赤泥脱碱技术的进步以及赤泥的综合利用提供参考。     

Selective separation of sodium from red mud with citric acid leaching

Selective separation of sodium with citric acid leaching from red mud has been put forward. The main factors and dealkalization mechanism by using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, X-ray diffraction, and shrinking core model were studied. The results show that the dealkalization rate reached more than 95% under the following conditions: citric acid dosage of 15%, liquid-to-solid ratio of 7 mL/g, leaching temperature of 100°C, stirring speed of 300 rpm, and leaching time of 120 min. Sodium easily dissolved in the solution by citric acid leaching. The dealkalization process was controlled by internal diffusion and the apparent activation energy (E_a) was 19.43 kJ/mol.     

赤泥碱回收的初步研究

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排放的固体废弃物,它属于强碱废渣,是一种严重的碱性污染源。采用热水及氧化钙水浴法对强碱性赤泥进行脱碱过滤洗涤。实验结果表明,添加氧化钙后赤泥滤液中碱浓度明显高于未添加氧化钙的,且随氧化钙添加量的增加,赤泥滤液中的碱浓度升高。赤泥中氧化钙的添加量为5%（质量分数）时,滤渣水洗3次回收碱的效率最高,回收的碱量接近回收总量的3/4。水洗各组赤泥的洗涤液的pH改变不大,均只降低了约0.5。各组水洗回收碱的回收效率与前期反应处理方式的关系不大,回收率主要受洗涤次数的影响。     

钛石膏硫酸浸取法提取铁质氧化物及石膏的物相变化

硫酸法生产钛白粉副产大量钛石膏，因其含有较多杂质而无法直接利用，目前可采用硫酸酸浸处理提高钛石膏的品质。本文以硫酸为浸取剂，研究钛石膏中铁质氧化物在不同硫酸浓度、反应温度、固液比、反应时间条件下的溶出规律以及酸浸产物的物相变化；采用XRD、XRF、SEM等分析手段，对钛石膏酸浸前后样品的物相、化学成分、形态等进行分析。结果表明，硫酸酸浸可以有效去除钛石膏中铁质氧化物，最佳工艺条件下去除率可达93.14%，白度由原来的8.1提高至54.4。在酸浸过程中随着硫酸浓度、反应温度、固液比等浸取条件的改变，钛石膏中的二水石膏脱水形成半水石膏和无水石膏。采用硫酸酸浸法处理钛石膏，滤液经处理可获得Fe(OH)₃，废液可循环利用，将为钛石膏的资源化利用提供新途径。     

烧结法赤泥脱碱过程

采用适当的工艺流程对烧结法赤泥进行脱碱处理．研究了脱碱剂用量、赤泥粒度、液－固比、温度、时间对脱碱结果的影响．结果表明：使用该脱碱工艺，可使脱碱后赤泥中碱含量１％．     

CaCl2回收液赤泥碱性调控

赤泥是氧化铝行业最大的环境污染问题,碱性调控是处置赤泥的关键。本文以赤泥资源化过程中产出的CaCl₂溶液的模拟液作为脱碱剂对赤泥进行碱性调控研究,考察了可能影响碱性调控过程的因素,并进行了柱淋洗实验以模拟实际赤泥堆存过程中的淋洗过程,进行盆栽试验来评估脱碱赤泥的土壤化潜力。结果表明：在固液比为500g/L、脱碱液Ca²⁺浓度为10g/L、反应温度为85℃、反应时间为2h的条件下,浸出液中Ca、Na浓度分别为7.74g/L和1.22g/L,pH可降低至8.39,并且一次脱碱过程即可达到脱碱平衡。柱淋洗流出液Na/Ca比高达107.8,远高于海水Na/Ca比（25.8）,可用作氯碱工业原料;脱碱后赤泥pH由11.14降至8.05。黑麦草在脱碱赤泥与锯末的混合基质中的七天发芽率达到92%,高于新鲜土壤中黑麦草发芽率（84%）,表明脱碱后赤泥适合植物生长。利用CaCl₂回收液进行赤泥碱性调控可为赤泥处置提供一种成本低廉、绿色环保的方法。     

赤泥的回收利用技术

赤泥是氧化铝生产中排放的工业废渣,含有大量碱和金属氧化物,不妥当处置不仅占用土地,还会造成土壤和地下水污染。赤泥中的碱和金属可以回收利用,如铁、钠、铝、钪、钛等;用赤泥可以生产水泥、建筑用砖,也可以制作无机混凝剂或多孔陶粒用于水处理。但是,除了生产水泥以外,多数回收方法仍然处于实验室试验阶段,且回收成本较高。由于赤泥排放量大,内含多种可回收利用的物质,今后应加强赤泥回收利用技术研究。