12 CaO·7 Al2 O3晶体结构及其氧化铝浸出性能

使用分析纯试剂配料,在1350℃保温1 h的条件下合成了A/S=5(Al2O3与SiO2质量比)的铝酸钙熟料.研究了钙铝比C/A(除去与SiO2结合的CaO后CaO与Al2 O3的摩尔比)对熟料中12CaO·7Al2 O3晶体结构及其氧化铝浸出性能的影响,并通过X射线衍射和X射线荧光等分析手段对其作用机理进行了探讨.结果表明：由于12CaO·7Al2 O3量的增加,C/A=1.0~1.4时,石灰烧结法熟料溶出率随着C/A的提高而提高;在C/A=1.4时,熟料溶出率最高可达93.30%,此时CaO的缺失形成了有缺陷的12CaO·7Al2 O3,且其中CaO的物质的量小于11.3 mol;钙铝比提高到1.7时熟料溶出率又出现了下降趋势,这是由于CaO的饱和导致12CaO·7Al2 O3晶体择优生长取向发生变化,由(211)面开始向(420)晶面转变.     

铝酸钠溶液中Al(OH)3吸附草酸盐行为研究

通过模拟拜耳法晶种分解过程研究了铝酸钠溶液中Al(OH)₃对草酸盐的吸附平衡和动力学行为,并考察了草酸盐初始浓度和Al(OH)₃粒度对吸附的影响规律. 结果表明:Al(OH)₃对草酸钠有较大的吸附能力,随草酸钠浓度的升高和Al(OH)₃粒度的细化,草酸钠吸附率随之升高,达到平衡的时间也相应缩短;不同粒度Al(OH)₃的吸附能力不同,这跟Al(OH)₃的比表面积有很大关系;Al(OH)₃对草酸钠的等温吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附行为为多分子层吸附,同时存在物理和化学吸附过程.     

低钙铝酸钙熟料的物相转变和浸出性能

以分析纯CaCO_3,Al_2O_3和SiO_2为原料,研究了n_(CaO)/n_(Al2O3)=1.0,w_(Al2O3)/w_(SiO2)=3.0时物料的熔化温度以及熟料的物相组成、自粉化性能和氧化铝浸出性能.结果表明:物料熔化温度为1 392℃;烧结温度为1 350℃时熟料物相为CaAl_2O_4,Ca_(12)Al_(14)O_(33)和γ-Ca_2SiO_4,自粉化性能和氧化铝浸出性能良好,氧化铝浸出率为93.37%;1 400℃物料局部熔化,非均相的形成造成物料扩散受阻和物相分布不均匀,阻止β-Ca_2SiO_4向γ-Ca_2SiO_4转化,熟料自粉化性能变差,且有Ca_2Al_2SiO_7生成,二者均使氧化铝浸出性能变差,氧化铝浸出率仅为74.50%;1 450℃物料完全熔化,熟料自粉化性能和氧化铝浸出性能得到改善.     

富高岭石型铝土矿化学脱硅新工艺及其机理

针对富高岭石型铝土矿,首次提出了采用化学脱硅的工艺路线.研究了二氧化硅平衡溶解度与氧化铝质量浓度的变化关系,以及碱液浓度、温度和脱硅时间对矿石预脱硅率的影响.结果表明,在Na₂O质量浓度为230g·L^-1的碱溶液中,90℃化学脱硅90min,脱硅率可达70%,铝土矿的铝硅比由4.97提高到8.5以上;矿石预脱硅过程有钠硅渣的生成,导致了矿石脱硅率的降低和碱的损失;矿石中高岭石转变成钠硅渣并不会降低脱硅精矿的有效铝硅比.     

石灰对三水铝石型铝土矿低温溶出行为的影响

研究了不同石灰添加量对3种国外三水铝石型铝土矿在145℃时溶出性能的影响规律及其作用机理.国外三水铝石型铝土矿主要由三水铝石、针铁矿、赤铁矿、高岭石和石英等组成,并含有一定的锐钛矿和一水软铝石.研究结果表明,添加石灰能够促进脱硅反应的进行,降低溶出后铝酸钠溶液中二氧化硅的质量浓度,随着石灰质量分数的增加,溶液的硅量指数逐渐提高;添加石灰降低三水铝石型铝土矿的氧化铝溶出率,其与石灰的质量分数呈线性递减关系;石灰促进脱硅产物由水合铝硅酸钠向水化石榴石转变,随着石灰质量分数的增加,溶出液中的苛碱质量浓度逐渐提高,赤泥中碱的质量分数逐渐降低.     

F对CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙熟料烧结和浸出性能的影响

以分析纯化学试剂为原料,研究了不同F含量的CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙熟料的自粉性能、烧结规律和Al2O3的浸出性能,并通过XRF,XRD,SEM-EDS等手段探索了其作用机理.结果表明:F的加入不影响β-2CaO·SiO2向γ-2CaO·SiO2转变,熟料的自粉性良好;F对铝酸钙熟料的物相组成产生明显影响,促进2CaO·Al2O3·SiO2和11CaO·7Al2O3·CaF2相的生成,并减少12CaO·7Al2O3,CaO·Al2O3相的生成;生成的2CaO·Al2O3·SiO2进入渣中造成Al2O3浸出率降低;当F的质量分数为0~20%时,Al2O3的浸出率随着F含量的增加急剧下降,由9501%降至70%左右;铝酸钙熟料中F的质量分数应低于05%.     

乙酸盐对拜耳法脱硅产物析出行为的影响

研究了145℃下铝酸钠溶液中乙酸盐浓度对拜耳法脱硅产物矿相组成、微观组织和析出活性的影响规律.铝酸钠溶液中含有乙酸盐时，结晶水合铝硅酸钠主要由沸石和羟甲基方钠石组成，其晶格常数随着乙酸根浓度的增加而增加;随着乙酸根浓度的增加，沸石和羟甲基方钠石的结晶度逐渐降低，羟甲基方钠石的生成量逐渐增加，而沸石的生成量逐渐降低.乙酸盐对水合铝硅酸钠的微观形貌和官能团结构影响不大，但能提高水合铝硅酸钠的碱铝比，并降低硅铝比，使硅缺位程度增加;随着乙酸根浓度的增加，水合铝硅酸钠的粒度降低，在铝酸钠溶液中的活性增加.     

碳酸盐在铝土矿溶出过程中的脱除行为

采用XRD,XRF,SEM-EDS和PSD等检测手段,系统研究了不同石灰添加量、溶出温度、晶种添加量和碳酸盐质量浓度下一水硬铝石型铝土矿高压溶出过程中铝酸钠溶液中碳酸盐含量的变化规律及其脱除机理.结果表明:铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度为25g·L^-1时,氧化铝溶出和碳酸盐脱除的最佳条件为:石灰添加量为11%,溶出温度为270℃,此时氧化铝的溶出率和碳酸盐的脱除率分别为72.47%和68.95%.具有板条状结构的霞石(Na₆(Al₆Si₆O₂₄)·Na₂CO₃·2H₂O)为脱除碳酸盐时的主要产物.铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度在25g·L^-1以下时碳酸盐更易脱除.     

三水铝石矿低温焙烧脱碳脱水与溶出性能

对三水铝石矿进行低温焙烧预处理,利用XRF,XRD和SEM等检测手段系统研究了焙烧温度、焙烧时间对三水铝石矿脱水脱碳与焙烧矿氧化铝溶出性能的影响及其作用机理.结果表明：焙烧后矿石质量大幅减少,矿石表面有明显的裂纹,呈片层状结构;三水铝石相减少,并逐渐向一水软铝石转变,同时针铁矿转变为赤铁矿;当焙烧温度为400℃,焙烧时间为30 min时,矿石中结晶水的质量分数为7.54%,脱水率为62.52%,碳的质量分数低至0.11%,脱碳率为85.73%;焙烧矿在溶出温度145℃、溶出时间30 min、循环母液苛性碱的质量浓度为170 g/L时,氧化铝实际溶出率为81.51%,高于原矿的氧化铝溶出率.焙烧矿溶出动力学结果表明氧化铝溶出过程中主要受内扩散控制,表观活化能为42.71 kJ/mol.