PDF《焙烧预处理对一水硬铝石矿溶出性能的影响》

第3期2010年6月 矿产综合利用 MuItipurpose UtiIi黯ti帅of Miner山ResoIlrc姻No.

3 Jun.20lO 焙烧预处理对一水硬铝石矿溶出性能的影响 王一雍,金辉,刘洋,李明,张志华 (辽宁科技大学材料科学与工程学院.辽宁鞍山 114051) 摘要:分别采用马弗炉焙烧技术和微波焙烧技术对一水硬铝石进行了活化焙烧的研究,考察了焙烧预处理对 矿石溶出性能的影响,并利用sEM技术对焙烧矿的微观形貌进行了分析.结果表明,焙烧能够显著提高矿石的溶 出性能,降低溶出温度.与传统的焙烧方式相比,微波焙烧能够在短时间内在较低的焙烧温度下达到理想焙烧效 果. 关键词:一水硬铝石;

微观形貌;

马弗炉焙烧;

微波焙烧 中图分类号:TF046文献标识码:A文章编号:looO―6532(2010)03JD038・04 我国的铝土矿90%以上为一水硬铝石矿…,结 晶致密,需要高温强碱等苛刻条件才能达到良好的 溶出效果,这导致我国氧化铝生产成本居高不 下【2.3】,因此,研究新的强化溶出工艺,降低氧化铝 生产过程中的能耗是目前工业研究的重点H娟J. 研究结果表明【7-8J,焙烧预处理能大幅提高一 水硬铝石矿的化学活性,改善焙烧矿的溶出性能,对 磨矿、预脱硅、赤泥沉降、晶种分解以及赤泥综合利 用将带来有利的影响.但传统的炉内焙烧耗能高, 焙烧矿不可避免会有表面过烧而内部欠烧,难以达 到好的焙烧效果的现象19q们,因此引进新的活化焙 烧技术也成为焙烧工艺研究的重点. 本研究首次将微波加热技术引入铝土矿焙烧过 程,将传统的炉内焙烧技术与微波加热焙烧技术进 行了比较,并对焙烧机理进行了对比分析,旨在为焙 烧预处理工艺在工业上的大规模应用提供理论依 据,同时探索新的焙烧预处理方法.

1 实验1.1 实验原料 实验中所用矿石来自河南,其化学成分见表l, 主要矿物组成及含量见表2.从l、2可以看出,该 铝土矿为我国典型的铝土矿,主要矿相为一水硬铝 石矿,铝硅含量较高. 溶出用液由某铝厂的种分母液和氢氧化钠(分 析纯)及氢氧化铝(分析纯)配制而成. 表l 铝土矿的化学成分/% 屿03 si02 Fe2

03 Ti02 CaO Na20 l(20 M90灼减 66.48 7.22 5.45 3.59 1.55 O.11 O.51 0.2】14.S7 表2铝土矿的主要矿物组成及含量/% 一水硬铝石高岭石 石英锐钛矿赤铁矿针铁矿 65.4 12.1 1.5 3.7 3.1 2.7 1.2实验方法 微波焙烧实验在南京三乐微波技术发展有限公 司生产的GWXsLlOS一0l型微波设备中进行,采用 红外探头进行测温.将矿样置于石英坩埚中,放入 微波装置内进行微波焙烧实验. 传统炉内焙烧实验在sX:一5一12型箱式电阻 炉(马弗炉)内进行,实验时,先将炉温升至指定的 温度,恒温5miIl后,将盛有一定量矿样的石英坩埚 放入炉内进行焙烧实验. 焙烧矿溶出实验采用的设备为威海自控反应釜 有限公司设计制造的wHFS―l型反应釜,根据实 验设定的溶出条件.将配制好的矿浆装入反应釜中, 溶出结束后,取出溶出液进行固液分离,滤液利用化 学方法进行分析,滤饼经烘干后取样分析其SiO:和她03的含量. 收稿日期:2009-lO.10 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50174018);

教育部高校博士点基金项目(20050145029) 作者简介:王一雍(1980一),男,博士研究生,讲师. 万方数据 第3期 王一雍等:焙烧预处理对一水硬铝石矿溶出性能的影响 ・39・

2 结果与讨论 2.1焙烧矿的微观形貌分析 利用ssx一550型扫描电子显微镜对焙烧矿进 行了分析,焙烧矿的SEM照片如图l(微波辐射时 间为5mill),图2所示(炉内焙烧时间为60min). 流动氮吸附法测定(测量仪器为肿一04全自动氮 吸附比表面仪)的焙烧矿比表面积如表3所示. 图I 不同温度下微波焙烧矿的扫描电镜照片 图2不同温度下马弗炉焙烧矿的扫描电镜照片 万方数据 ・40・ 矿产综合利用 2010年 表3焙烧温度和时间对马弗炉焙烧矿 比表面积的影响 焙烧温度/℃ 焙烧时间/IIlin 比表面积/m2・g― O O 8.6205