赤泥的综合利用

作     者：刘少名 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：翟玉春

授予年度：2011年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：碳分 焙烧 浸出 黄钾铁矾 碱溶 

摘      要：合理利用铝自然资源和二次资源是可持续发展的要求。由于铝上矿的品位逐渐降低,进口矿石又受到牵制,并且每年我国的赤泥排放量都在增大,堆放的赤泥占用了大量的土地,而且危害生态环境。因此多渠道地利用和改善赤泥,已迫在眉睫。 碳分法处理拜耳法产生的赤泥的研究表明,钠的最高提取率为50.1%。混联法产生的赤泥在相同的碳分条件下,钠的提取率为17.3%。钠的提取率随温度的升高而增大,随着压力的增大而增大,随通气时间的延长而增大。 用柠檬酸常温常压浸出赤泥的方法,不仅解决钠的浸出问题,而且增大了经济效益。浸出渣-浓硫酸焙烧可以使有价元素铁、铝得到回收利用,为赤泥的综合利用提供了一条新途径。 柠檬酸浸出赤泥的研究表明： 1、柠檬酸浸出赤泥实验表明,铁、铝、钙、硅的提取率随着浸出温度的升高、时间的增加、柠檬酸加入量的增多而逐渐增大。而在常温时钠的提取率已经超过85%,其他金属元素的提取率最低。 2、用柠檬酸浸出赤泥,可以提取赤泥中的钠金属元素。当柠檬酸加入量为浸出钠元素所需柠檬酸的1.6倍,在浸出温度为20℃、浸出时间为30min的条件下,拜耳法赤泥中钠的提取率可达到88.3%;混联法赤泥中钠提取率可以达到85.42%、铁的提取率为2.45%、铝的提取率为16.3%、钙的提取率为12.5%。 3、焙烧实验的单因素结果显示,铝的回收率随焙烧时间的增加、浓硫酸加入量的增大而升高。正交实验确定了最佳焙烧工艺条件,焙烧条件为温度为410℃,焙烧3h,按1：1.8配入浓硫酸,铁元素几乎全部浸出,铝的回收率为89.8%。 4、造矾终点pH值的不同,铁和铝的回收率不同,其回收率随pH值的升高而增大,当pH超过4后铁的回收率稳定在99.8%附近,铝的回收率稳定在99%附近。 5、矾渣碱溶的实验表明,铝的溶出率随时间的增加而增加;随温度的升高而升高;随碱加入量的增加而增加。在常温下加入能使矾渣中铝完全反应所需5倍的分析纯KOH,搅拌30min,铝的溶出率为85.46%。 6、铁产品主要含有赤铁矿,少理的氧化钛和氧化钾。扫描电镜结果显示铁产品的颗粒细小,呈球状,团聚的大颗粒外形不规则,农面粗糙。铝产品中的铝以氧化铝的形式存在,颗粒的粒径非常小,呈球形;颗粒出现团聚现象,团聚后的颗粒外形不规则,农面粗糙。