铝酸钠溶液脱硅的研究现状及进展

叙述了硅在铝酸钠溶液中的存在状态 ,指出了在碱法生产氧化铝过程中铝酸钠溶液脱硅的重要性 ,并从形成水合铝硅酸钠的一次脱硅和形成水化石榴石的二次深度脱硅两个方面介绍了铝酸钠溶液的脱硅机理、研究现状及进展。在此基础上指出了铝酸钠溶液脱硅的研究方向。     

铝酸钠溶液脱硅的研究现状及进展

叙述了硅在铝酸钠溶液中的存在状态，指出了在碱法生产氧化铝过程中铝酸钠溶液脱硅的重要性，并从形成水合铝硅酸钠的一次脱硅和形成水化石榴石的二次深度脱硅两个方面介绍了铝酸钠溶液的脱硅机理、研究现状及进展。在此基础上指出了铝酸钠溶液脱硅的研究方向。     

高磷铁水预脱硅试验研究

试验研究了反应温度、氧化剂用量、脱硅渣碱度和铁水初始硅含量对高磷铁水预脱硅效果的影响.结果表明,铁水硅含量在加入脱硅剂后5 min内迅速降低;低温有利于脱硅,在反应温度为1 350 ℃时,铁水脱硅率达到94.32%;增加氧化剂用量,不仅能提高铁水脱硅率,还能提高铁水脱磷率;将脱硅渣碱度控制在0.6～0.8,既能提高铁水脱硅率,又能抑制锰的氧化,还可以改善脱硅渣的流动性、减少泡沫渣;铁水初始硅含量较高时,其脱硅率虽然得到提高,但终点硅含量也较高,且渣量大幅度增加.     

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.     

原硅酸钙在铝酸钠溶液中的反应行为

以CaO和SiO2为原料合成2CaO·SiO2,通过测定SiO2浓度分析原硅酸钙反应活性的变化规律;基于质量守恒,计算渣中钠硅渣和钙硅渣分配比例.实验结果表明,在铝酸钠溶液体系中,反应时间的延长、氧化铝浓度的升高均有利于原硅酸钙的分解和溶出液中二氧化硅浓度的升高,溶出液中二氧化硅浓度最高增幅可分别达到9.97倍和11倍;同时,温度升高会显著促进原硅酸钙的分解与钙硅渣的生成,在136 ℃反应1 h后二氧化硅总反应率可达43.06%;在铝酸钠溶液中加入碳酸钠,可能因"协同效应"而促进原硅酸钙的分解;铝酸钠溶液苛性比变化对原硅酸钙的分解影响不明显.随着纯铝酸钠、碳酸钠和氢氧化钠溶液浓度的升高,原硅酸钙的Zeta电位绝对值增大,其原因可能是溶剂化层相应的Al(OH)4-,CO32-和OH-含量增多,有利于原硅酸钙的分解.     

硅渣与石灰对含硅碱液的协同脱硅作用

碱浸脱硅处理高硅铝土矿时,会产生大量的含硅碱液,要实现其循环利用,需对含硅碱液进行脱硅。本文分别以初始硅渣、焙烧硅渣、硅渣与石灰混合为脱硅剂,对比考查含硅碱液的脱硅效果,并分析脱硅机理。结果表明,当添加25 g/L的初始硅渣时,脱硅率仅为47.96%;将硅渣在600℃焙烧后,脱硅率提升至66.67%。焙烧后的硅渣明显提升了脱硅活性,当混合添加25 g/L焙烧硅渣和钙硅比为1的CaO,脱硅率达到93%,主要是硅渣作为异相成核的晶核,在脱硅过程中的晶体生长以及CaO的协同脱硅作用,混合添加焙烧渣和CaO的高脱硅能力为氧化铝工业生产提供了再循环脱硅剂,并为含硅碱液的循环利用提供了可能性。     

硅铝酸钠溶液脱硅过程物理化学性质的研究

本文重点对硅铝酸钠溶液脱硅过程的有关物理化学性质做了研究,明确了脱硅过程溶液的表面张力、粘度、密度的变化规律。     

高炉渣酸解液的絮凝脱硅研究

为回收利用高炉渣中的有效元素,以高镁炼铁炉渣的硫酸酸解液为原料,采用絮凝脱硅法分离回收硅元素。研究絮凝剂种类、絮凝温度、絮凝时间、絮凝剂质量分数和絮凝剂加入量等因素对脱硅效果的影响,并利用X射线衍射(XRD)与扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对脱硅渣的物相和结构进行分析。研究结果表明：阳离子高分子絮凝剂能有效脱除酸解液中带负电的硅酸分子。在反应初期,随絮凝温度、时间、絮凝剂质量分数和絮凝剂加入量的增大,脱硅率增大;絮凝温度继续增大,絮凝剂聚合氯化铝和PDADMAC自身受到温度影响,脱硅效果下降;絮凝剂质量分数继续增大,聚丙烯酰胺发生“架桥保护”,脱硅效果下降。最佳反应条件如下：脱硅絮凝剂为聚丙烯酰胺,絮凝温度为50℃,絮凝时间为1.5 h,脱硅絮凝剂质量分数为1%,每50 mL酸解夜中,脱硅絮凝剂加入量为8 g。在最佳反应条件下,有效脱除了高炉渣酸解液中的硅元素,硅元素质量浓度由1 366 mg/L降低到235 mg/L,脱硅渣中硅氧含量(质量分数)达95.8%,可用于制备水玻璃、硅肥等产品。     

硼泥的熔碱浸出脱硅

为实现硼泥的综合利用,采用熔碱介质对硼泥进行脱硅处理,考察了反应时间、反应温度及碱矿质量比对硼泥中二氧化硅提取率的影响.在此基础上,通过正交实验,确定最佳的脱硅反应条件.研究结果表明,最佳的脱硅反应条件:反应时间20 min,反应温度550℃,碱矿质量比为1.75∶1.此时,硅的提取率可达91.9%,硼泥脱硅渣中氧化镁的质量分数为92.04%,利用X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对硼泥脱硅渣进行了表征.     

六方水合铝酸钙的合成及其脱硅

叙述了六方水合铝酸钙的合成条件和方法,并通过化学分析、TG DTA分析和XRD分析对所合成的水合铝酸钙进行了表征·实验结果表明,在本实验条件下合成的水合铝酸钙样品中除六方水合铝酸钙外,还含有少量的立方水合铝酸钙和氢氧化钙·在90℃下添加六方水合铝酸钙进行深度脱硅,脱硅2h后的铝酸钠溶液中SiO2质量浓度可降低到0 009g/l,硅量指数可达11111·讨论了六方水合铝酸钙的脱硅机理,认为六方水合铝酸钙是一种高水合、分散度高的含钙化合物,晶面间距大,脱硅反应是在六方水合铝酸钙层间进行的,因此脱硅活性高·     

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.     

Recovery of iron and calcium aluminate slag from high-ferrous bauxite by high-temperature reduction and smelting process

A high-temperature reduction and smelting process was used to recover iron and calcium aluminate slag from high-ferrous bauxite. The effects of w(CaO)/w(SiO₂) ratio, anthracite ratio, and reduction temperature and time on the recovery and size of iron nuggets and on the Al₂O₃ grade of the calcium aluminate slag were investigated through thermodynamic calculations and experiments. The optimized process conditions were the bauxite/anthracite/slaked lime weight ratio of 100:16.17:59.37, reduction temperature of 1450°C and reduction time of 20 min. Under these conditions, high-quality iron nuggets and calcium aluminate slag were obtained. The largest size and the highest recovery rate of iron nuggets were 11.42 mm and 92.79wt%, respectively. The calcium aluminate slag mainly comprised Ca₂SiO₄ and Ca₁₂Al₁₄O₃₃, with small amounts of FeAl₂O₄, CaAl₂O₄, and Ca₂Al₂SiO₇.     

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.     

水乳环氧对水泥砂浆强度的影响

通过对水泥砂浆中掺加水乳环氧,研究了水乳环氧对水泥砂浆强度的影响;并在体系中掺加矿渣微细粉,成功地制备了环氧树脂聚合物水泥基材料。运用SEM、XRD等微观测试手段,初步研究了环氧树脂水泥基材料的微观结构,进而探讨了该聚合物对水泥基材料的改性作用与机理。研究结果表明,双掺水乳环氧和矿渣微粉改性的水泥砂浆具有较高的抗折强度和抗压强度。环氧聚合物和微细矿粉共同作用下的减水效应、密实效应、火山灰效应、填充效应以及固化交联作用能够赋予水泥基材料良好的力学性能。体系中水泥水化的主要产物为C—S—H凝胶和水化铝酸钙,而且水化产物多为凝胶体和徼细晶体．环氧树脂固化后。有机物呈网络胶状体。没有氢氧化钙特征峰出现。     

无水泥铁沟浇注料的研制

铝酸钙水泥是目前铁沟浇注料最为常用的结合剂,但水泥中CaO的存在容易造成材料抗高炉熔渣侵蚀性能的恶化,因此超低水泥和无水泥浇注料被广泛研究.以板状刚玉、碳化硅、氧化铝微粉等为主要原料,研究了结合剂ρ-Al2O3和铝酸钙水泥配比加入量对Al2O3-SiC-C浇注料各种性能的影响.实验结果表明ρ-Al2O3可以替代传统的铝酸钙水泥结合剂,实现高炉铁沟浇注料无水泥化,比传统的浇注料具有更佳的性能.     

阴离子表面活性剂对铝酸钠溶液种分过程的影响

在铝酸钠溶液的种分过程中,加入一种不饱和脂肪酸型阴离子表面活性剂,能强化分解过程,提高产品质量·试验表明,表面活性剂的添加量达280mg/L时,可使溶液分解率提高5%左右,产品氢氧化铝的粒度增大2%左右,强度提高5%左右·表面活性剂的加入,使铝酸钠溶液的物理化学性质有明显变化·通过对铝酸钠溶液的粘度、表面张力、电导率性质的测试,分析了表面活性剂的作用机理·     

钢渣处理含镍废水的研究

摘要：以钢渣为吸附剂,应用于去除模拟废水中的镍,探讨了钢渣粒径、吸附时间、吸附剂用量、转速、溶液的pH对吸附效率的影响。结果表明：对于100ml浓度为100mg/L镍溶液,投加100目0.25g的钢渣, pH>6,镍去除率大于99%,处理后可达排放标准。     

氧化铝熟料溶出过程二次反应的热力学讨论

对氧化铝熟料溶出过程涉及的二次反应进行了热力学计算和讨论。对原硅酸钙在铝酸钠溶液中的稳定性、硅酸钙与铝酸钠溶液的反应、水化石榴石与NaOH和Na₂CO₃作用和原硅酸钙水化反应分别进行了热力学分析。结果表明，原硅酸钙、硅酸钙在NaOH、Na₂CO₃和NaAl(OH)₄这3种溶液成分中的稳定性是不同的；温度升高，NaOH、Na₂CO₃溶液分解水化石榴石的趋势变大，饱和系数较大的水化石榴石稳定性好于饱和系数较小的，水化石榴石在NaOH中的稳定性强于在Na₂CO₃溶液中的；低温下原硅酸钙最有可能水化成2CaO·SiO₂·1.17H₂O和4CaO·3SiO₂·1.5H₂O。     

氧化铝熟料溶出二次反应过程SiO_2进入铝酸钠溶液的动力学机理

基于采用较高液固比(20∶1)的实验条件,避免了因硅酸钠与铝酸钠反应形成水合铝硅酸钠(钠硅渣),可将氧化铝熟料溶出二次反应动力学过程分为SiO_2进入铝酸钠溶液和Al_2O_3损失两个动力学过程,详细研究了SiO_2进入铝酸钠溶液过程的动力学行为. 通过选择合适的动力学模型对实验数据进行处理,获得了该过程的动力学方程. 方程表明,该过程的表观活化能较小,仅为24.86kJ·mol~(-1),说明其过程发生需要突破的活化能能垒较小,相应反应较易发生,其动力学机理与表面化学反应有关,也与扩散有关. 铝酸钠溶液中Al_2O_3质量浓度对过程的影响远远大于铝酸钠溶液中Na_2CO_3质量浓度和NaOH质量浓度的影响,因此认为熟料溶出过程中,导致SiO_2进入铝酸钠溶液的原因主要是熟料中的硅酸钙与NaAl(OH)_4相互作用.