从铝酸钠溶液中析出一水软铝石的实验研究

通过热力学分析确定了铝酸钠溶液体系中三水铝石、一水软铝石平衡固相与温度和苛性比之间的关系。以三水铝石为前驱体，通过水热法处理，制得蛄晶良好、纯度较高的一水软铝石；升高温度，延长反应时间，减小前驱体粒度以及加入适量苛性碱都有利于三水铝石向一水软铝石的转变。以一水软铝石为晶种分解铝酸钠溶液的实验结果表明：分解原液浓度升高，分解率降低；晶种粒度减小，分解时间延长，分解率升高；在95℃，铝酸钠溶液只析出一水软铝石，且最大分解率可迭43．19％；而在85℃以下，分解产物为三水铝石。实验蛄果与理论分析结果相吻合。     

拜耳法氧化铝的理论溶出率

本文根据一水硬铝石型铝土矿溶出赤泥的物相组成,导出了溶出一水软铝石——一水硬铝石型铝土矿和一水硬铝石型铝土矿的氧化铝理论溶出率计算公式。     

一水硬铝石氧化铝生产工艺创新

论述了我国铝土矿的资源特点和氧化铝的生产现状，介绍了一水硬铝石管道化溶出新技术及实施效果，阐明了一水硬铝石溶出技术的发展方向和意义。     

一水硬铝石常压酸溶出研究

本文对一水硬铝石常压酸溶出进行研究，探索出了一种预焙烧硫酸固结常压酸溶出法，并研究了该法的各种优化条件，为工业开发应用一水硬铝石铝土矿提供了一条简单易行的工艺路线。     

金属离子对一水硬铝石和高岭石浮选行为的影响

通过一水硬铝石和高岭石纯矿物的浮选试验和动电位测定,研究不同种类的金属离子对一水硬铝石和高岭石浮选行为的影响.研究结果表明:Na+和K+对这2种矿物的可浮性和表面电位影响很小;Ca2+和Mg2+对一水硬铝石可浮性影响不大,却显著活化了高岭石的浮选,特别是在碱性范围内,高岭石的浮选回收率从40%提高到了90%以上;Ca2+和Mg2+显著降低了2种矿物表面的电位绝对值,但基本不改变2种矿物的等电点.Al3+和Fe3 +对2种矿物可浮性和表面电性的影响行为不同,Fe3+对一水硬铝石和高岭石的可浮性影响不大;当pH=4～8时,Al3+对高岭石抑制作用相当明显,形成一个低谷;Al3+增加了一水硬铝石和高岭石表面的Zeta电位,使一水硬铝石的等电点由7.2变为8.5,高岭石的等电点则由4.8变为9.0.     

高硫铝土矿氧化焙烧脱硫的节能条件优化

氧化焙烧法处理高硫铝土矿,具有操作简便、能够同时去除矿石中有机物的优点,但仍存在着能耗高以及一水硬铝石脱水造成氧化铝溶出困难等问题.本研究基于黄铁矿和一水硬铝石的热分析和恒温焙烧实验结果,发现黄铁矿脱硫与一水硬铝石脱水反应起始温度接近,但脱硫反应速率慢而脱水反应速率快,从而提出通过降低焙烧反应温度、延长反应时间来提高脱硫率、抑制脱水率的处理工艺.通过模拟样品和实际样品的焙烧条件优化实验,确定硫含量为3.8%的铝土矿最佳脱硫处理条件为:空气气氛下,焙烧温度460~470℃,焙烧时间15~20min,处理后铝土矿含硫量低于0.5%,符合拜耳法氧化铝生产工艺的要求.     

一水硬铝石焙烧矿增浓溶出及其机理

为了深入研究焙烧对一水硬铝石矿增浓溶出过程的影响及其活化焙烧强化溶出的机理,采用化学法提纯,从铝土矿中得到了高纯的一水硬铝石矿;经不同温度焙烧后进行增浓溶出,考察了焙烧温度对铝土矿增浓溶出效果的影响.研究结果表明在一定温度范围内,焙烧矿的溶出性能优于未焙烧矿;当焙烧时间一定时,在525℃焙烧的一水硬铝石矿溶出性能明显改善,焙烧矿石中氧化铝可几乎全部溶出.通过X射线衍射对物相、晶体点阵常数的测定以及扫描电镜对焙烧提纯矿形貌的观察,认为强化溶出的主要机制为一水硬铝石提纯矿在一定条件下焙烧后,由结晶完整的一水硬铝石正交晶型逐渐向结晶不完整的刚玉转变,且矿石表面出现大量的裂纹和孔洞,增加了矿石的比表面积,从而强化了其与碱液反应的能力,溶出性能得到明显改善.     

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.     

松辽盆地南部红岗阶地和华字井阶地含片钠铝石砂岩中的黏土矿物特征

松辽盆地南部中央坳陷红岗阶地和华字井阶地含片钠铝石砂岩中黏土矿物主要由伊/蒙混层、伊利石和高岭石组成.采用比较岩石学和数值模拟方法,比较红岗阶地青山口组和华字井阶地泉头组含片钠铝石砂岩与对照组砂岩的岩石学特征.研究结果表明:含片钠铝石砂岩中绿泥石缺失,高岭石和伊利石质量分数显著增加；绿泥石溶解和高岭石沉淀作用发生在深大断裂附近,深大断裂是幔源CO2运移的主要通道；CO2充注引起注入点附近砂岩储层中绿泥石溶解和自生高岭石沉淀以及长石的高岭石化；长石等可溶性矿物的溶解,为伊/蒙混层向伊利石转化提供必需的K+,促进伊/蒙混层向伊利石的转化.     

广西贵港三水型铝土矿针铁矿中铝的类质同象置换

本文论述了广西贵港三水型铝土矿针铁矿中铝的类质同象置换现象和规律,并测定了置换率。研究表明,矿石的针铁矿中含铝17mol%左右。这对阐明矿床的形成环境,准确计算矿物量和氧化铝溶出率以及合理选择矿石加工工艺流程有重要意义。     

一些重要含铝矿物的酸溶性能与物相结构关系的研究

通过化学分析、Ｘ－射线衍射，差热分析和溶出率测定等方法对我国不同产地的一些重要含铝矿物的酸溶性能及其物相组成进行了比较研究。结果表明：三水铝石型矿物在通常条件下直接溶出时，一水软铝石型矿物、粘土型矿物经焙烧后溶出时，其氧化铝溶 均较高；一水硬铝石型矿物焙烧后经固结保温二次溶出时其氧化铝溶出率可达９０％以上，这些矿物可用作制备硫酸铝，氯化铝和聚合氯化铝的原料。     

十二叔胺系列捕收剂对一水硬铝石的浮选行为

研究十二叔胺系列捕收剂(DRN,DEN,DPN和DBN)对一水硬铝石的浮选行为。研究结果表明:在4种叔胺中,DEN对一水硬铝石的捕收能力最强,浮选回收率可达80%以上;一水硬铝石中存在大量OH基,O—H键的断裂和OH基的电离是其带电的主要原因;一水硬铝石的等电点约为4.8,十二叔胺主要以静电引力吸附于矿物颗粒表面,并能显著增大一水硬铝石的Zeta电位;叔胺的pKa为9.7左右,当4.8pHpKa时,叔胺具有较好的浮选性能;增大捕收剂用量,浮选效果增强;叔胺分子中N原子上所连的不同取代基的给电子效应和空间位阻效应的综合效果使它们对一水硬铝石浮选能力存在差异。     

镁铝水滑石的合成及其表征

为了探讨镁铝水滑石的合成条件,采用共沉淀法制备镁铝水滑石。对比确定了最佳反应温度和利于离子交换的NaOH沉淀剂。在19、40和75℃晶化温度下制备3种水滑石,利用XRD和SEM对制备的镁铝水滑石进行分析。结果表明,75℃下制备出的水滑石结晶度较高,物相纯净,并具有典型层状结构,为进一步研究聚合物基水滑石复合材料奠定了基础。     

高岭石与片钠铝石成因联系的岩石学证据：

松辽盆地南部长岭凹陷乾安地区青山口组和华字井阶地孤店地区泉头组四段含片钠铝石砂岩中次生黏土矿物分布广泛,其中自生高岭石最为常见。本文以松辽盆地南部长岭凹陷－华字井阶地50余口钻井资料为基础,选择其中23个含片钠铝石砂岩样品进行普通薄片鉴定、扫描电镜观察、茜素红-S染色薄片观察和X-射线衍射分析。对片钠铝石与高岭石之间的关系进行了详细研究表明：在含片钠铝石砂岩中高岭石与片钠铝石的含量互为消长,并且在扫描电镜下可观察到高岭石溶解并被片钠铝石交代的现象。将这些岩石学的证据与国外热力学及地球化学实验成果总结归纳,进一步肯定了高岭石在碱性、富CO2流体环境中化学性质不稳定,并最终向片钠铝石转化。     

一水硬铝石型铝土矿溶出的动力学模型

针对广西平果－水硬铝石矿溶出过程的特点进行了研究，发现广西平果一水硬铝石型铝土矿的溶出过程不应该用收缩末反应模型来描述，用整体反应核模型对广西一水硬铝石型铝土矿的溶出过程进行了数学模拟，得到了溶出过程的动力学模型，希望这种模型能对铝土矿的溶出过程提供新的理论基础。     

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.     

活化焙烧一水硬铝石矿增浓溶出过程动力学

探讨了一水硬铝石型铝土矿在一定条件下活化焙烧后 ,作为后加矿的增浓溶出过程动力学 .得出焙烧矿在增浓溶出过程中受化学反应控制 ,且为一级反应 .推导出了该过程的动力学方程 ,并求得了相应的表观活化能为1 34 .5kJ/mol.对于更深入研究这一新的氧化铝生产工艺流程 ,在原有拜耳法流程基础上 ,通过适当改造 ,达到增产降耗 ,提高我国氧化铝工业在国际市场上的竞争力具有一定的理论意义     

不同A/S一水硬铝石和高岭石混和矿分离研究

分别研究了一水硬铝石和高岭石的浮选行为及混合矿的分选,结果表明:仅以油酸钠作捕收剂可较好实现给矿A/S在2.53～4.96范围内的一水硬铝石和高岭石混和矿的正浮选分离;以十二胺作捕收剂酸性介质条件及十二胺作捕收剂,ATNO作抑制剂中性介质条件下也可较好实现给矿A/S为2.53～4.96范围内时一水硬铝石和高岭石的反浮选分离,精矿A/S均在11以上.图4,表4,参8.     

镁铝水滑石催化制备生物柴油的研究

采用共沉淀法制备镁铝水滑石,并用浸渍法制得KF负载量不同的KF/镁铝水滑石固体碱催化剂,以大豆油和甲醇进行的酯交换反应为研究对象考察催化剂的制备条件,实验结果表明,当镁铝比为3∶1时,KF的负载量为50%(KF占镁铝水滑石的质量)在500℃下煅烧3 h时催化剂具有较高的催化活性。采用Hammett指示剂法测定该KF/镁铝水滑石表面碱量为8.45 mmol/g。     

固碳矿物-片钠铝石的最佳水热合成条件

采用化学试剂水热法来合成片钠铝石,考察片钠铝石的最佳人工合成条件。结果表明：当pH为9.0～10.0、温度为120～180℃、合成时间大于12 h时,可以得到纯相的片钠铝石;晶体粒径随pH的增大逐渐增大,随温度升高先增大后减小,160℃时最大;生成片钠铝石的质量随温度和pH的升高而先增多后减少,在160℃(pH为9.5)时最多;片钠铝石的结晶首先以结晶核为中心形成球粒,进而沿一定方向聚集形成针状晶体,然后增大变为长柱状晶体,整个过程片钠铝石的结晶度逐渐变好。