拜耳法赤泥熔融态深度还原烧结协同提取铝、铁实验研究

何瑞明, 王勇, 李爱民, 史伟, 许亚军, 赵玉莲. 拜耳法赤泥熔融态深度还原烧结协同提取铝、铁实验研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.001
引用本文: 何瑞明, 王勇, 李爱民, 史伟, 许亚军, 赵玉莲. 拜耳法赤泥熔融态深度还原烧结协同提取铝、铁实验研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.001
He Ruiming, Wang Yong, Li Aimin, Shi Wei, Xu Yajun, Zhao Yulian. Experimental Study on Extraction of Aluminum and Iron from Bayer Red Mud by Deep Reduction Sintering[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.001
Citation: He Ruiming, Wang Yong, Li Aimin, Shi Wei, Xu Yajun, Zhao Yulian. Experimental Study on Extraction of Aluminum and Iron from Bayer Red Mud by Deep Reduction Sintering[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.001

拜耳法赤泥熔融态深度还原烧结协同提取铝、铁实验研究

  • 基金项目: “山西省重点研发计划专项经费资助项目(201903D311006)”;山西省地勘局科技创新基金
详细信息
    作者简介: 何瑞明(1989- ),男,硕士,工程师,主要从事矿产开发及综合利用研究。
  • 中图分类号: TD926.4

Experimental Study on Extraction of Aluminum and Iron from Bayer Red Mud by Deep Reduction Sintering

  • 赤泥中铁、铝的存在影响钪和稀土的浸出及萃取。通过对拜耳法赤泥进行分析测试,设计了还原烧结协同回收铝、铁技术方案,系统研究了熔融态深度还原烧结协同提取赤泥中铝、铁的工艺。在较佳条件下,铁精矿品位为73.97%,回收率达到90.27%,铝溶出率达到96.28%,铝硅酸盐矿物转化为铝酸钠,碱浸得到铝酸钠溶液,后续可用于制取聚合氯化铝产品。赤泥中的含铁复杂矿物转化成具有磁性的磁铁矿和单质铁,磁选回收含铁矿物,实现赤泥中铁、铝的协同回收。该工艺不仅减弱了铝、铁矿物对后续酸浸萃取提取钪、钛、稀土的不利影响,且使得钛、钪和稀土在尾渣中得到富集,有利于实现赤泥多元素高值化综合利用。

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  • 图 1  赤泥X衍射分析结果

    Figure 1. 

    图 2  实验工艺流程

    Figure 2. 

    图 3  烧结温度实验结果

    Figure 3. 

    图 4  烧结时间实验结果

    Figure 4. 

    图 5  碱浸时间实验结果

    Figure 5. 

    图 6  磁场强度实验结果

    Figure 6. 

    表 1  赤泥化学多元素分析结果/%

    Table 1.  Analysis results of multi-elements of red mud

    Fe2O3SiO2Al2O3CaOMgOTiO2K2ONa2OP2O5LOI
    14.6218.0220.6720.680.543.830.394.260.3713.16
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    表 2  赤泥ICP-MS分析结果/(g·t−1)

    Table 2.  Analysis results of ICP-MS of red mud

    ScREELiVNiNbTaGa
    74.81409258.491357.61323.88132.3216.9480.97
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    表 3  赤泥铁物相分析/%

    Table 3.  Phase analysis of red mud

    磁性铁菱铁矿赤褐铁矿硫铁矿硅酸铁总量
    10.8512.3875.310.201.26100.00
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    表 4  主要矿物嵌布粒度分布/%

    Table 4.  Granularity distribution of main minerals

    粒度/mm钙霞石加藤石铝针铁矿赤铁矿方解石石英
    −0.15+0.58.785.976.570.723.830
    −0.075+0.1511.317.7617.295.349.615.06
    −0.038+0.07520.589.5619.9311.3410.783.37
    −0.01+0.03820.4816.9133.3018.1835.1951.92
    −0.0138.8559.8122.9164.4540.5739.64
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    表 5  添加剂种类实验效果

    Table 5.  Test effect of additive type

    序号添加剂种类及组合铁回收效果铝溶出效果
    1C+CaF2几乎无溶出
    2C+CaF2+CaO一般几乎无溶出
    3C+CaF2+Na2CO3+CaO较好
    4C+CaF2+Na2SO4较好几乎无溶出
    5C+Na2CO3+CaO较差
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    表 6  750℃烧结时间实验

    Table 6.  Results of 750℃ sintering time

    升温方式铁精矿
    品位/%
    铁精矿
    回收率/%
    铝溶出率/%
    直接升温至1200℃80.7688.1374.40
    升温至750℃保持20 min80.0587.6678.19
    升温750℃保持40 min80.8087.4171.28
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    表 7  优化实验设计及实验结果/%

    Table 7.  Optimized test design and test results

    序号焦炭CaF2Na2CO3CaO铁精矿
    品位
    铁回
    收率
    铝回
    收率
    14415568.6557.2914.86
    248301568.3519.3113.65
    3412452523.485.9128.22
    4416603540.8214.7464.90
    584302559.2975.1679.84
    688153559.8676.6537.76
    781260569.8445.7469.99
    8816451576.7565.1267.77
    9124453555.1869.8930.69
    10128602527.2377.5886.80
    111212151578.5188.6944.87
    12121630581.1087.5154.79
    13164601540.1089.8385.85
    1416845574.6187.7386.54
    151612303571.6682.3943.30
    161616152579.0281.4349.83
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    表 8  优化实验结果/%

    Table 8.  Optimized test results

    序号条件CCaF2Na2CO3CaO铁精矿
    品位
    铁回
    收率
    铝溶
    出率
    1验证实验16460567.2584.2996.64
    2CaO为0%16460073.9790.2796.28
    3CaF2为0%16060554.8873.7796.28
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    表 9  尾渣多元素分析和ICP-MS分析结果/%

    Table 9.  Analysis results of multi-elements and ICP-MS of the tailings

    SiO2Al2O3TFeTiO2Na2OMgOCaOSc2O3REO
    26.232.330.735.3515.821.3827.620.0150.22
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出版历程
收稿日期:  2020-04-27
刊出日期:  2022-08-25

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