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低品位高硫鋁土礦脫硅精礦溶出及微觀結(jié)構(gòu)演變

2019-10-16 08:53吳鴻飛夏飛龍李軍旗陳朝軼徐樹濤3張仕恒
關(guān)鍵詞:赤泥氧化鋁精礦

吳鴻飛,夏飛龍,李軍旗,陳朝軼,徐樹濤3,張仕恒

(1.貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院,貴州貴陽,550025;2.貴州省冶金工程與過程節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州貴陽,550025;3.貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司,貴州貴陽,550025)

隨著我國鋁工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源不斷消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)2018全年國內(nèi)氧化鋁產(chǎn)量為3.648 5億t,較同期增長1.6%,對鋁土礦需求量也不斷增加[1]。資源短缺已成為制約我國氧化鋁工業(yè)發(fā)展的瓶頸,針對復(fù)雜難處理的鋁土礦開發(fā)與利用迫在眉睫。在我國難處理的鋁土礦大量分布于貴州和山東,為高硫鋁土礦,由于與煤礦共生或礦層較深、礦物中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(>0.7%),無法應(yīng)用于氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)[2]。對低品位高硫鋁土礦的開發(fā),其關(guān)鍵在于解決高硫鋁土礦中硫在溶出過程中的危害以及氧化鋁相對溶出率低的問題。高硫鋁土礦中硫在溶出過程中以S2-,SO2-4和SO2-3和S2O2-3等形態(tài)存在,對溶出工藝造成很大影響并腐蝕設(shè)備等[3-5]。由于礦石中鋁硅比小于5,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,溶出性能差,未達(dá)到工業(yè)拜耳法生產(chǎn)要求,需要提高礦石鋁硅比。通過氧化焙燒能有效除去礦石中的硫化物和硫酸鹽,使溶出過程中硫質(zhì)量濃度低于0.18 g/L,達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)要求[6]。焙燒礦中的SiO2大多以非晶態(tài)形式存在,在堿浸過程中SiO2易于脫除,提高礦石中鋁硅比[7-8]。目前人們對高硫礦的研究主要集中在脫硫研究與高鋁硅比溶出,對于低鋁硅比礦石溶出性能以及微觀結(jié)構(gòu)演變的研究較少[9-11]。為此,本文作者以高硫鋁土礦為原料,對其脫硫脫硅后,根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)探討溶出溫度、時(shí)間、CaO添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)和苛堿質(zhì)量濃度對脫硅精礦溶出性能的影響,采用XRD,SEM-EDS,BET和Materials Studio等手段系統(tǒng)研究溶出過程中礦相變化以及微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

溶出實(shí)驗(yàn)所用礦石為焙燒與脫硅后得到的脫硅精礦,其化學(xué)成分如表1所示。溶出實(shí)驗(yàn)所采用的鋁酸鈉溶液取自貴州某氧化鋁工廠,其成分如表2所示。實(shí)驗(yàn)分析用水為去離子水,化學(xué)分析試劑為國藥集團(tuán)分析純試劑。

表1 脫硅精礦化學(xué)組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table1 Main chemical constituents mass fraction of desilicated concentrate %

表2 溶出液化學(xué)組成及分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table2 Main chemical constituents of digestion solution g/L

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

溶出實(shí)驗(yàn)時(shí)向鋼彈中加入80 mL鋁酸鈉溶液,再加入礦石及石灰,混勻密封后放入山東正威機(jī)械高壓釜。溶出實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出鋼彈,采用自來水冷卻3 min,用100°C去離子水洗滌礦漿至容量為500 mL的燒杯中。稀釋后的礦漿采用真空泵過濾,同時(shí)用100°C去離子水洗滌赤泥5~7次。過濾后得到赤泥,并將其放置于干燥箱中,于110°C干燥12 h。將烘干的赤泥研磨,稱取一定質(zhì)量赤泥(15~20 mg)與氫氧化鈉放置于銀坩堝,馬弗爐750°C焙燒30 min。取出銀坩堝放置于燒杯中,加入一定量溫度為50°C的去離子水與50 mL分析純鹽酸溶解,將溶液洗滌至500 mL容量瓶,定容、搖勻、靜置至室溫滴定分析。

1.3 溶出實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

溶出實(shí)驗(yàn)考察了溫度、時(shí)間、石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)和苛堿質(zhì)量濃度對脫硅精礦溶出性能的影響。基于現(xiàn)行工業(yè)生產(chǎn)參數(shù)及礦石特點(diǎn),采取溫度為260~285 °C;時(shí)間為 45~75 min;石灰添加量為6%~12%;苛堿質(zhì)量濃度為235~255 g/L進(jìn)行研究。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對氧化鋁相對溶出率影響

氧化鋁在溶出過程中,溫度對溶出性能影響顯著。在溶出時(shí)間為70 min,石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%,苛堿質(zhì)量濃度為245 g/L,Rp(配料比)為1.15條件下,研究溫度對氧化鋁溶出性能的影響,結(jié)果如圖1所示。

圖1 溫度對Al2O3相對溶出率影響Fig.1 Effect of temperature on relative digestion ratio of Al2O3

圖2 時(shí)間對Al2O3相對溶出率影響Fig.2 Effect of time on relative digestion ratio ofAl2O3

從圖1可以看出:當(dāng)溶出溫度為260°C時(shí),氧化鋁相對溶出率為83.34%;當(dāng)溫度增加到270°C時(shí),氧化鋁相對溶出率提高到89.81%;當(dāng)溫度增加到280°C時(shí),氧化鋁相對溶出率達(dá)到最高值94.81%。這說明溫度與氧化鋁溶出率呈線性正相關(guān)。由式(1)及式(2)可知化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及擴(kuò)散速率常數(shù)與溫度密切相關(guān)。提高溶出溫度,鋁土礦顆粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度加快,液相反應(yīng)物穿過液膜層立即與固相反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。因此,從動力學(xué)上分析,提高溶出溫度能夠促進(jìn)氧化鋁的溶出。另一方面,在溶出過程中,礦球表面會有鈦酸鹽及鋁硅酸鹽薄膜,阻滯反應(yīng)物及產(chǎn)物擴(kuò)散。提高溶出溫度,導(dǎo)致薄膜再結(jié)晶破裂,為化學(xué)反應(yīng)及擴(kuò)散提供有利場所[12-13]。

式中:E為化學(xué)反應(yīng)活化能;R氣體常數(shù);K為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù);T為熱力學(xué)溫度;C為常數(shù)。

式中:D為擴(kuò)散速率常數(shù);μ為溶液黏度;δ為擴(kuò)散層厚度;N為常數(shù)。

2.2 時(shí)間對氧化鋁相對溶出率影響

理論上只要溶出時(shí)間足夠長,礦石中的氧化鋁能夠完全溶出。在溫度為280°C,石灰添加量為8%,苛堿質(zhì)量濃度為245 g/L,Rp為1.15條件下,研究時(shí)間對氧化鋁相對溶出率的影響,結(jié)果如圖2所示。

從圖2可見:當(dāng)溶出時(shí)間為45 min時(shí),氧化鋁相對溶出率為81.72%,說明礦石中大部分氧化鋁已經(jīng)溶出;隨著溶出時(shí)間延長,氧化鋁的相對溶出率緩慢增加,在70 min達(dá)到最高值95.15%;礦石反應(yīng)過程中傳質(zhì)過程比較緩慢,隨著時(shí)間的延長,反應(yīng)界面面積逐漸減小,有利于CaO變成Ca(OH)2,提高溶出效果。

2.3 石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)對氧化鋁相對溶出率的影響

在拜耳法溶出工藝中,添加適量的石灰有利于氧化鋁的溶出,并減少赤泥中苛堿的質(zhì)量濃度[14]。因此,在溫度為280°C,溶出時(shí)間為70min,苛堿質(zhì)量濃度為245 g/L,Rp為1.15條件下,研究不同石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)對氧化鋁溶出性能影響,結(jié)果如圖3所示。

圖3 石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)對Al2O3相對溶出率影響Fig.3 Effect of lime addition on mass fraction relative digestion ratio ofAl2O3

由圖3可知:當(dāng)石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%~12%時(shí),氧化鋁的相對溶出率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時(shí),氧化鋁的相對溶出率最高,達(dá)到94.63%;當(dāng)石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí),氧化鋁相對溶出率較低,其溶出率為89.73%。在拜耳法溶出過程中,添加石灰能夠有效提高氧化鋁相對溶出率及溶出速度。在溶出過程中,鈦礦物會與堿反應(yīng)形成鈦酸鈉吸附在顆粒表面形成薄膜,阻滯反應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)散,添加適量的石灰,在溶出過程中破壞鈦酸鈣或羥基鈦酸鈣薄膜,促進(jìn)反應(yīng)擴(kuò)散。石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高,在溶出反應(yīng)過程中生成鋁硅酸鈣進(jìn)入赤泥,造成鋁損失[15]。

2.4 苛堿質(zhì)量濃度對氧化鋁相對溶出率的影響

在其他條件一定的情況下,溶出液堿質(zhì)量濃度越高,溶液未飽和程度越大,礦石中氧化鋁溶出速度越快。溶出液堿質(zhì)量濃度越高,導(dǎo)致其溶液的黏度增加,其擴(kuò)散過程受到限制,氧化鋁溶出性能受到影響,因此,需要選擇適宜的苛堿質(zhì)量濃度。在溫度為280°C,溶出時(shí)間為70 min,石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%,Rp為1.15條件下,研究不同苛堿質(zhì)量濃度對氧化鋁溶出性能影響,結(jié)果如圖4所示。

從圖4可知:當(dāng)苛堿質(zhì)量濃度為235 g/L時(shí),礦石氧化鋁相對溶出率為83.64%;增加苛堿質(zhì)量濃度為245 g/L時(shí),氧化鋁相對溶出率最高,達(dá)到94.85%;當(dāng)苛堿質(zhì)量濃度繼續(xù)增加為255 g/L時(shí),氧化鋁的相對溶出率為84.79%。在一定條件下,溶出母液中較高或較低苛堿質(zhì)量濃度導(dǎo)致礦石中氧化鋁溶出性能較差。究其原因,苛堿質(zhì)量濃度較低,溶液中氧化鋁趨于飽和,在反應(yīng)過程中,溶解礦石中的氧化鋁有限。在高質(zhì)量濃度苛堿條件下,苛堿及Al2O3質(zhì)量濃度增加導(dǎo)致溶液黏度過大,溶出過程中擴(kuò)散速率降低。

圖4 苛堿質(zhì)量濃度對Al2O3相對溶出率影響Fig.4 Effect of caustic acid mass concentration on relative digestion ratio ofAl2O3

2.5 溶出對比試驗(yàn)

為確定脫硅精礦的溶出性能,對比相同工藝條件下原礦、焙燒礦和脫硅精礦的溶出性能,在溶出溫度為280°C,苛堿質(zhì)量濃度為245 g/L,時(shí)間為70 min,石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分析得到的溶出結(jié)果如表2所示。其中w(Al2O3)/w(SiO2)為氧化鋁與二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)比。從表2可見:脫硅精礦氧化鋁相對溶出率最高達(dá)到95.14%,相比原礦提高了7.5%,相比焙燒礦提高了9.77%;脫硅精礦溶出液中硫質(zhì)量濃度低于0.18 g/L,硫的實(shí)際溶出率為11.2%,表明低品位高硫鋁土礦通過焙燒-堿浸脫硅溶出工藝,能夠達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求。

表3 Al2O3相對溶出率對比表Table3 Digestion ratio contrast aboutAl2O3 %

2.6 表征分析

2.6.1 物相分析

圖5所示為原礦、焙燒礦和脫硅精礦XRD圖譜。由圖5可知:原礦主要是由一水鋁石、高嶺石、二氧化硅、黃鐵礦、綠錐石等物質(zhì)組成;焙燒礦主要為氧化鋁、二氧化硅、硅酸鐵;精礦主要為氧化鋁、鋁硅酸鈉、二氧化硅;焙燒礦中一水鋁石、高嶺石、綠錐石衍射峰消失,發(fā)生物相轉(zhuǎn)變,如式(3)~(6)所示,一水鋁石脫水生成氧化鋁,高嶺石分解得到鋁尖晶石,部分黃鐵礦氧化得到三氧化二鐵,同時(shí)產(chǎn)生二氧化硫進(jìn)入空氣,綠錐石脫水生成硅酸鐵[16-18]。對于式(4),高嶺石分解得到鋁尖晶石,但焙燒礦無此物相,表明該物相以非晶態(tài)形式存在。通過分析焙燒礦,其存在一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫礦物,說明黃鐵礦并未完全氧化,發(fā)生式(5)反應(yīng)。

圖5 原礦、焙燒礦和脫硅精礦XRD衍射圖譜Fig.5 XRD patterns of ore,roasted ore and desilication concentrate

圖6所示為脫硅精礦溶出赤泥的XRD衍射圖譜,由圖6可見:脫硅精礦溶出后赤泥主要是Ca(OH)2,CaO·Al2O3·SiO2和 Na2O·Al2O3·xSiO2等物質(zhì)組成;沒有發(fā)現(xiàn)氧化鋁的衍射峰,脫硅精礦能夠有效溶出;赤泥中出現(xiàn)Ca(OH)2物相,說明石灰活性較差,部分CaO向Ca(OH)2轉(zhuǎn)變時(shí)間較長,直接進(jìn)入赤泥中[19];赤泥中存在著CaO·Al2O3·SiO2物相,說明部分石灰在拜耳法溶出過程中參與反應(yīng)。在溶出過程中,含硅礦物及氧化鋁與堿反應(yīng)如式(7)和式(8)所示。由于溶出過程中添加了氧化鈣,因此,在溶出過程中鈣會將鋁硅酸鈉中的鋁部分置換生成石榴石,其化學(xué)反應(yīng)如式(9)所示。

圖6 脫硅精礦溶出赤泥XRD衍射圖譜Fig.6 XRD patterns of digestion of red mud from desilicated concentrate

2.6.2 礦物吸附性能及形貌分析

圖7所示為焙燒礦及脫硅精礦等溫吸附曲線。由圖7可知:根據(jù)IUPAC分類準(zhǔn)則,焙燒礦與脫硅精礦為Ⅳ型吸附,在低于常壓條件下分子冷凝填充了介孔孔道。首先在孔壁上環(huán)狀吸附膜液面上產(chǎn)生毛細(xì)凝結(jié)吸附,而脫附是從孔口的球形彎月液面開始,因此,吸脫附等溫線不相重合形成滯后環(huán)。曲線出現(xiàn)下凹是由于吸附質(zhì)與吸附劑分子間的相互作用比較弱,在較低的吸附質(zhì)濃度下,吸附平衡量比較小,在較高吸附質(zhì)濃度下出現(xiàn)冷凝,可使吸附量大增,發(fā)生毛細(xì)冷凝導(dǎo)致曲線出現(xiàn)陡增[20]。焙燒礦滯后環(huán)中相對壓力P/P0在0.2~1.0之間,因此,在低壓條件下無吸附限制。脫硅精礦的滯后環(huán)P/P0在0.4~1.0之間,低壓條件下吸附受到限制。

圖7 N2等溫吸附與脫附曲線Fig.7 Isothermal adsorption and desorption curves of N2

圖8 氧化鋁孔徑分布Fig.8 Pore diameter distribution ofAl2O3

圖8所示為焙燒礦和脫硅精礦氧化鋁孔徑分布。由圖8可知:焙燒礦孔徑主要集中在2.7~9.5nm之間,在3.4 nm時(shí)有1個(gè)明顯峰,說明焙燒礦孔徑3.4 nm分布居多。脫硅精礦中孔徑主要集中在11.27~15.00 nm之間,在3.11 nm之間有明顯的峰,說明脫硅精礦孔徑3.11 nm分布居多,而且說明焙燒礦與脫硅精礦孔徑以中孔為主。表4所示為通過氮?dú)馕讲捎貌煌椒ㄓ?jì)算得到的比表面積。由表4可知:焙燒礦的BET表面積為29.817 m2/g,累積孔容為0.077 cm3/g,平均孔徑為10.412 6 nm;脫硅精礦的BET表面積為21.252 m2/g,累積孔容為0.078 cm3/g,平均孔徑為14.762 nm。脫硅精礦的累積孔容與平均孔徑大于焙燒礦,是由于在堿浸脫硅過程中,苛堿溶液與礦石發(fā)生反應(yīng),生成硅酸鈉溶液及其他物質(zhì)。

表4 礦石比表面積參數(shù)Table4 Specific surface area parameters of ore

礦石和赤泥形貌如圖9所示,圖9中標(biāo)注點(diǎn)處元素特征如表5所示。從圖9可以看出:焙燒礦結(jié)構(gòu)致密,部分區(qū)域有孔洞及裂紋,這是由于焙燒過程中脫水及脫硫礦石顆粒熱應(yīng)力過大。經(jīng)過堿浸脫硅,礦石中部分氧化鋁進(jìn)入溶液,因此,脫硅精礦呈現(xiàn)厚度小于2 μm層狀疏松結(jié)構(gòu),其比表面積增大。焙燒礦溶出呈現(xiàn)赤泥絮狀及塊狀,但精礦溶出赤泥呈現(xiàn)褶皺狀。

圖9 礦石及赤泥SEM照片F(xiàn)ig.9 SEM images of ore and red mud

表5 礦石及赤泥元素組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table5 EDS composition mass fraction of ores and red mud %

2.6.3 電子結(jié)構(gòu)

圖10所示為氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)模型。通過圖5中XRD圖譜分析氧化鋁物相,精修得到表6與表7數(shù)據(jù)。表6所示為焙燒礦及脫硅精礦Al2O3晶體精修數(shù)據(jù),由表6可知:精修指數(shù)與精修系數(shù)均小于要求特定值(15與1.5),說明精修數(shù)據(jù)合理。表7所示為Al2O3晶體參數(shù),由表7可知:焙燒礦結(jié)晶度大于脫硅精礦。氧化鋁三強(qiáng)鋒對應(yīng)的晶面分別為(1 0 4),(1 1 3)和(1 1 6),其中脫硅精礦(1 0 4)與(1 1 6)2個(gè)面晶粒粒徑略大于焙燒礦,但(1 1 3)面對應(yīng)的晶粒粒徑相對焙燒礦減小。這是由于堿浸脫硅過程中,(1 1 3)面有極強(qiáng)吸附能,吸附溶液中NaOH反應(yīng)生成鋁酸鈉,造成晶體粒徑減小。

圖10 氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)模型Fig.10 Crystal structure models ofAl2O3

通過Materials Studio計(jì)算3個(gè)面與NaOH結(jié)合能、晶體表面積以及表面能,其結(jié)果如表8所示。從表8可知:(1 1 3)面與NaOH結(jié)合能為7.701 5 kJ,相對低于(1 0 4)和(1 1 6)晶面與NaOH的結(jié)合能。因此,在脫硅反應(yīng)過程中NaOH先與(1 1 3)面Al2O3結(jié)合反應(yīng),使部分Al2O3進(jìn)入溶液,其晶面尺寸減小。通過Materials Studio計(jì)算焙燒礦氧化鋁晶體的表面積為55.20×10-20m2,脫硅精礦氧化鋁晶體的表面積為56.12×10-20m2,經(jīng)過脫硅后精礦氧化鋁晶體膨脹。通過建立的2種模型計(jì)算晶體表面積與表面能的關(guān)系,結(jié)果如圖11所示。圖11(a)中脫硅精礦Al2O3晶體表面積由0×10-20m2增加到120×10-20m2時(shí),其表面能逐漸增加,當(dāng)超過120×10-20m2時(shí),表面能緩慢上升然后下降。從圖11(b)可知:焙燒礦Al2O3晶體表面積增加其表面能變化不大。對比2個(gè)模型的計(jì)算結(jié)果,脫硅精礦氧化鋁晶體表面能大于焙燒礦氧化鋁晶體表面能。反應(yīng)過程中表面能大,具有較強(qiáng)吸附能力,并通過吸附溶液中的離子降低表面能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在堿浸過程中,NaOH與SiO2反應(yīng),同時(shí)會誘導(dǎo)部分Al2O3進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)入溶液中,未反應(yīng)的Al2O3在脫硅過程中化學(xué)鍵發(fā)生變化。因此,基于密度泛函理論的第一性原理方法,計(jì)算模型的布局分布及電子結(jié)構(gòu)。采用Materials Studio8.1計(jì)算軟件包CASTEP(cambridge serial total energy package)程序完成。Al2O3晶體中各原子軌道上電荷的分布如表9所示。

表6 焙燒礦及脫硅精礦Al2O3晶體精修數(shù)據(jù)Table6 Refining data ofAl2O3crystal from roasted ore and desilicated concentrate

表7 Al2O3晶體數(shù)據(jù)Table7 Crystal data ofAl2O3

表8 Al2O3晶體不同晶面與苛堿結(jié)合能Table8 Binding energy betweenAl2O3crystal plane and caustic surface kJ/mol

圖11 晶體表面積與表面能Fig.11 Crystal surface area and surface energy

從表9可知:Al2O3是典型的離子晶體,Al原子帶正電荷,為+1.62,氧原子帶負(fù)電荷為-1.08。這是由于費(fèi)米能級附近的Al原子和O原子軌道上的電子形成2 pσ和2 pπ成鍵軌道,電子之間有較強(qiáng)的相互關(guān)聯(lián)作用,Al原子將丟失的外層電子轉(zhuǎn)移到O原子的周圍,因此,Al原子的大部分電子被O原子定域,Al和O之間形成較強(qiáng)的Al—O離子鍵[21-22]。

表9 Al2O3晶體電子分布Table9 Electron distribution ofAl2O3

通過Materials Studio計(jì)算2種晶體模型,得到晶體的鍵長及鍵布居數(shù)如表10所示。由表10可知焙燒礦及脫硅精礦Al2O3晶體中均含有2種不同的Al—O鍵,這是由于在剛玉型結(jié)構(gòu)中,[AlO6]八面體存在一定的畸變,這種變形結(jié)構(gòu)會降低晶體的對稱性,原子鍵長及原子的電荷量發(fā)生變化。O—O鍵之間的布居數(shù)為負(fù)值,這表明O—O鍵存在較大排斥力,O離子有向八面體外移動的趨勢[23]。表10中精礦Al—O鍵長大于焙燒礦Al—O鍵長,因此,在反應(yīng)過程中,精礦中Al—O極易被破壞重組參與反應(yīng)。

表10 Al2O3晶體布居分布Table10 Population distribution ofAl2O3crystal

3 結(jié)論

1)高硫鋁土礦通過焙燒脫硫,堿浸脫硅后得到脫硅精礦,其溶出最佳條件如下:溫度為280°C,苛堿質(zhì)量濃度為245 g/L,時(shí)間為70 min,石灰添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%。在此條件下,氧化鋁相對溶出率達(dá)到95.14%。脫硅精礦溶出液中硫質(zhì)量濃度低于0.18 g/L,硫的實(shí)際溶出率為11.2%。

2)焙燒礦經(jīng)過脫硅后,脫硅精礦其顆粒表面疏松多孔,比表面積增大為31.252 m2/g,孔容與孔徑分別增至0.078 cm3/g和14.762 nm。

3)焙燒礦Al2O3晶體結(jié)構(gòu)中[113]面與NaOH結(jié)合能最低,極易反應(yīng),晶粒粒徑減小為867.883nm,晶體變大,間距減小。A—O鍵長相對于焙燒礦變大,在反應(yīng)中極易被破壞。

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