铝酸钙与硅酸钙高温共熔反应烧结行为研究

作     者：张未 

作者单位：河北科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王波;武常生

授予年度：2019年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：石灰烧结法 共熔反应 物相转变 粉化性能 氧化铝溶出 

摘      要：采用石灰烧结法处理低品位含铝资源提取氧化铝工艺具有干法烧结、物料自粉化等优点,而石灰配入量大、烧结能耗高、溶出渣量大和氧化铝溶出性能差等制约着该工艺的应用和发展,因此降低石灰配入量和提高氧化铝溶出性能是强化石灰烧结法发展的主要方向。本文通过XRD、SEM、FTIR和TG-DSC等检测手段系统研究了CaAlO(CA)-CaSiO(CS)、CaAlO(CA)-CS高温共熔反应过程中物料的物相生成、物相转变和微观形貌;通过粒度分析和标准溶出研究了烧结物料的粉化性能和在NaCO-NaOH溶液中的化学稳定性;同时研究了钙铝黄长石的形成机理及其在NaCO-NaOH溶液中的化学稳定性。研究了烧结温度为1300500℃时,CA-CS共熔反应物料的物相转变机理及化学稳定性:烧结温度为1400450℃时将促进CA和CS通过共熔反应转化成CaAlSiO(CAS)和CA,而延长反应时间也将促进这一反应的进行,当烧结温度为1450℃、保温时间为2.0h时,烧结物料的主要物相为CAS、CA和β-CS,以及少量的CA和γ-CS,CAS的生成一方面降低了烧结物料的粉化性能,另一方面CAS几乎不与NaCO反应,此时烧结物料的氧化铝的溶出率为56.17%;烧结温度为1500℃、保温时间为2.0h时,物料完全熔化,在冷却过程中将逐步析出CA和CS;烧结物料的主要物相为CA和β-CS,以及少量的CAS、CA和γ-CS,此时氧化铝溶出率为96.22%。研究了烧结温度为1300500℃时,CA-CS共熔反应物料的物相转变及化学稳定性;CA和CS反应生成CAS的温度为1498℃,烧结温度为1500℃时,烧结物料的主要物相为CA和CS,以及少量的CAS;随着烧结温度的升高,氧化铝溶出性能先升高后降低,1350℃时,氧化铝溶出性能最好,为99.47%。