PDF《拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材》

3 所示. 从图

3 中容易看出,在90 min 时,反应进行的并 不完全,而在

130 min 以后,随着时间的延长,电炉 内的还原环境逐步减弱,被还原的金属铁有被氧化的 迹象,所以金属化率等结果均会下降.因此,实验中 焙烧时间确定为

110 min. 2.1.3 炭粉加入量的影响 保持焙烧温度

1 300 ℃、焙烧时间

110 min、 m(添加剂)???m(赤泥)=6???100 等实验条件一致,炭粉与 赤泥质量比在

8、

12、

16、18 和20 等不同值之间变化 时,实验结果如图

4 所示. 图3焙烧时间对铁回收率的影响 Fig.3 Effects of roasting duration on Fe recovery 图4炭粉加入量对铁回收率的影响 Fig.4 Effects of coal ration on Fe recovery 由图

4 可以看出,实验结果随着炭粉加入量的增 加而转好.当炭粉加入量在 18%左右时,精矿部分总 铁含量、金属化率和回收率均达到较理想的状态.如 果以赤铁矿还原方程为依据, 按赤铁矿含量 27.93%进 行计算,m(炭粉)??? m(赤泥)=6.3???100,与之相比,实验 中的用煤量较大,主要原因在于赤泥中的杂质太多, 影响了炭粉与赤铁矿的接触反应. 2.1.4 添加剂用量的影响 如前所述,由于赤泥中含有大量的二氧化硅、氢 氧化铝等杂质成分, 在1200 ℃是会有 2FeO・SiO2 等物 质生成,影响铁回收效率,因此须加入适量碳酸钙、 碳酸镁等添加剂.在高温下碳酸钙、碳酸镁分解产生 的氧化钙、氧化镁与二氧化硅反应,生成 CaO・SiO2 和MgO・SiO2, 提高铁的回收效率, 并有利于下一步的 利用.按照不同的添加剂用量进行对比实验发现,当 添加剂用量达到赤泥量的 3%时,磁性产品质量达到 中国有色金属学报

2008 年1月190 稳定,但铁回收率较低,实验认为,添加用量为赤泥 量的 6%较为合适.详见图 5. 图5添加剂用量对铁回收率的影响 Fig.5 Effects of content of additives on Fe recovery 2.1.5 精矿产品成分分析 在焙烧温度

1 300 ℃、焙烧时间

110 min、 m(炭粉)???m(赤泥)=18???

100、m(添加剂)???m(赤泥)=6???100 的实验条件下进行还原焙烧试验,对提取的铁精矿产 品进行 X 射线荧光分析,实验结果列于表 3.结合化 学法测定,该产品中金属铁含量 86.36%,金属化率 96.98%,回收率 81.40%.产品铁含量高,硅、硫、磷 等杂质含量低,达到直接还原铁(海绵铁)的相关质量 标准,可作为炼钢原料,用于稀释废钢中积累的杂质 成分. 表3精矿产品成分分析 Table

3 Results of XRF of iron concentrate Element w/% x/% Fe 89.05 80.37 Si 3.75 6.73 Al 6.43 12.01 Ca 0.54 0.68 Mn 0.23 0.22 2.2 残渣制备建材的实验 2.2.1 残渣成分分析 在焙烧温度

1 300 ℃、 焙烧时间

110 min、 m(炭粉)??? m(赤泥)=18???

100、m(添加剂)??? m(赤泥)=6???100 的实验条 件下进行还原焙烧试验,对残渣进行能谱分析(表4), XRD 分析(见图 7),并进行制备建材的实验.分析结 果表明,残渣中主要矿物组成为 NaAlSiO4 并含有 α-Al2O3 和CaSiO3. 表4磁选后残渣各元素含量 Table

4 Contents of elements of magnetic separation residue Element w/% x/% C 1.47 2.77 O 31.79 44.82 Na 10.05 9.86 Mg 1.19 1.11 Al 21.08 17.62 Si 22.28 17.89 K 1.24 0.72 Ca 4.04 2.28 Ti 2.55 1.20 Fe 4.29 1.73 2.2.2 消石灰掺量对比实验 为获得消石灰的最佳掺量,在其他实验条件相同 的情况下,分别以 9%、13%、17%和21%不同的掺量 进行对比实验,实验结果见图 6. 图6消石灰掺量对试件抗压强度的影响 Fig.6 Effects of content of lime on compressive strength 从图中可以看出,随着消石灰掺量的增加,试块 的初强度逐步提高,而蒸养后的强度则在掺量为 13% 时达到最大,为24.10 MPa,并在掺量为 17%之后逐 步稳定.因此,可将该残渣用于生产蒸养砖等建筑材 料.对该残渣与 13%和消石灰混合蒸养后的试块进行 XRD 分析,结果如图