PDF《拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材》

第18 卷第

1 期 中国有色金属学报

2008 年1月Vol.

18 No.1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Jan.

2008 文章编号:1004-0609(2008)01-0187-06 拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材 刘万超,杨家宽,肖波(华中科技大学 环境科学与工程学院,武汉 430074) 摘要:以拜耳法赤泥为原料,经直接还原焙烧?磁选回收铁,磁选残渣用于生产建筑材料.该赤泥中的氧化铁 含量 27.93%,并以赤(褐)铁矿为主要存在状态.在探讨了焙烧温度、焙烧时间、炭粉及添加剂用量等因素对实验 结果影响的基础上,得出较理想的焙烧条件.在该条件下,经磨细磁选后所得精矿中,总铁含量 89.05%,金属化 率96.98%,回收率 81.40%,可用作海绵铁.磁选残渣掺入消石灰经压力成形、蒸汽养护,试件抗压强度可以达 到24.10 MPa,可用于生产蒸养砖等建材.残渣在蒸养前后主要矿物组成由霞石转化为钙铝黄长石,热力学分析 证明了在实验条件下该反应发生的可能性. 关键词:拜耳法赤泥;

铁回收;

建材;

综合利用 中图分类号:TG 146.2 文献标识码:A Recovering iron and preparing building material with residues from Bayer red mud LIU Wan-chao, YANG Jia-kuan, XIAO Bo (School of Environmental Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China) Abstract: Recovery of iron was investigated from red mud (RM) with direct reduction roasting process followed by magnetic separation, and building materials were prepared from residues from magnetic separation process. The effects of different parameters on recovery efficiency of ferrous were studied. The optimum reaction parameters were obtained. The results show that the content of Fe2O3 in RM is 27.93%, and hematite and limonite are the major crystalline phase. With the optimum parameters the content of iron in the magnetic separated part is 89.05%, the metallization ratio is 97.69% and the recovery ratio is 81.40%. Construction bricks can be prepared from the residues with the addition hydrated lime followed by mould in a hydraulic machine, and cured with an autoclaved steam. The mean compressive strength of the brick specimens is 24.10 MPa. Main mineral phases are transformed from nepheline in residues to gehlenite in the autoclaved brick specimens. The feasibility of the mineral phase transformation under the experimental conditions is proved by thermodynamics calculation analysis. Key words: red mud;

Bayer process;

iron recovery;

building materials;

comprehensive utilization 赤泥是氧化铝生产过程中产生一种工业废渣.目 前国内外对赤泥的处理多以堆置或填海处理为主,因 其碱度高、产量大,赤泥堆会对周边的水体、土壤、 大气等造成严重污染,并占用大量土地.对赤泥进行 综合利用方面的研究势在必行. 烧结法赤泥由于经过

1 200 ℃高温煅烧,其中含 有大量的 2CaO・SiO2 等活性矿物组分,可以直接应用 于建筑材料生产[1?3] . 拜耳法冶炼氧化铝采用的是强碱 NaOH 溶出高铝、高铁、一水软铝石型和三水铝石型 铝土矿,所产生的拜耳法赤泥中不存在 2CaO・SiO2 等 收稿日期:2007-05-08;

修订日期:2007-09-25 通讯作者:杨家宽,教授;

电话:027-87792207;

E-mail: [email protected] http://www.paper.edu.cn 中国科技论文在线 中国有色金属学报

2008 年1月188 活性成分,另外含铁高,耐腐蚀性差,很难直接用于 建材行业.虽然希腊的有关学者在赤泥作为烧制水泥 原料方面进行了研究[4] ,但赤泥掺量只有 3%~5%,与 赤泥巨大的产生量相比,这种利用方式并不能彻底解 决问题.虽然采用从赤泥中提取 Ti,Sc 等稀有金属的 工艺[5?6] 可以获得较高附加值的产品,但一般成本较 高、流程复杂,在国内推广困难.针对拜耳法赤泥中 铁含量较高的特点,国内外对拜耳法赤泥中回收铁进 行了广泛研究[7?11] ,可以实现赤泥中铁的回收利用, 然而对铁提取后、仍占原赤泥总量 60%以上的残渣处 置问题未作考虑.为此,本文作者在通过采用直接还 原焙烧、磁选制得铁精矿产品之后,进一步将铁分离 后的残渣用于生产建筑材料,从而探讨可以实现拜耳 法赤泥零排放的可行途径.