碱法提高铝硅矿物的铝硅比

采用NaOH溶液时铝硅矿物进行预脱硅处理,测出溶渣中SiO2和Al1O3的含量,计算得出渣中的铝硅比.考察液固比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中铝硅比的影响.实验表明,在液固比为40∶1、温度95℃、溶出时间3 h、40%碱浓度条件下,矿物的脱硅率可达55%以上.预脱硅后渣中铝硅比由0.89提高到...     

高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究

分级研究了热活化条件下高铝煤矸石在盐酸和氢氧化钠溶液中的铝硅溶出行为。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测定仪（BET）对煤矸石试样做了表征分析。通过正交实验分析了反应温度、反应时间、初始酸碱浓度和固液比对热活化处理后高铝煤矸石中Al2O3和酸浸渣SiO2溶出率的影响。结果表明：酸浸溶出Al2O3反应过程中,固液质量比和酸浸时间对溶出率的影响最为显著,酸浸过程的最优工艺条件：初始盐酸质量分数为20%、酸浸温度为90 ℃、酸浸时间为2.5 h、固液质量比为1∶6,在此条件下,Al2O3的浸取率达82.95%;强碱溶解酸浸渣溶出SiO2反应过程最优工艺条件：碱溶温度为95 ℃、碱溶时间为2.0 h、NaOH质量分数为20%、固液质量比为1∶10,在此条件下SiO2溶出率为69.74%,碱溶温度和碱液浓度对溶出率的影响最为显著。     

碳酸钠焙烧铝系钒铁炉渣共提取钒与铝

通过对铝系钒铁炉渣碳酸钠焙烧-水浸全过程的矿物分析、热力学计算及对比实验,研究了炉渣中钒、铝同步转化、溶出的机理与规律. 结果显示,焙烧进程中渣中镁铝尖晶石MgO×Al2O3相、CaO×2Al2O3相逐渐消失,MgO相生成,并生成碱熔相Na2O×Al2O3和钒酸盐. 随焙烧温度及时间增加,Na2O×Al2O3和钒酸盐相明显增多,钒、铝溶出率增加. 焙烧熟料经水浸后,液相呈碱性,钒、铝分别以可溶性钒酸钠和铝酸钠的形式进入水相,固相残留物为少量未反应的镁铝尖晶石及新生成的MgO和Ca(OH)2. 在磨矿粒度<75 mm、配碱系数1.0、焙烧温度1000℃及焙烧时间4 h的优化条件下,钒的溶出率可达90%,铝的溶出率可达75%.     

高铝粉煤灰铝硅化合物在稀碱溶液中的浸出行为

研究了循环流化床锅炉高铝粉煤灰中铝和硅在NaOH稀溶液中的浸出行为,在对高铝粉煤灰的组成、物相等物化性质研究的基础上,考察了碱浓度、反应温度和反应时间等工艺参数对粉煤灰中铝硅反应性能的影响. 结果表明,粉煤灰为大小不一的不规则颗粒,疏松多孔,具有较高的反应活性;在温和条件下,碱溶液中铝硅溶出规律存在较大差异,在95℃、碱浓度为150 g/L、反应90 min时二者差异最大,SiO2溶出率可达23.15%,而Al2O3的溶出率仅为1.68%,粉煤灰的铝硅比可由0.78提高到0.99.     

一水硬铝石型铝土矿在KOH亚熔盐介质中的溶出行为

采用KOH亚熔盐介质溶出中低品位一水硬铝石型铝土矿,考察了反应温度、碱矿比、初始KOH溶液浓度、反应时间及添加CaO对溶出后赤泥化学成分和物相的影响.结果表明,在反应温度220℃、碱矿质量比1.5、初始KOH溶液浓度50%(ω)、反应时间1h的条件下,Al2O3回收率可达81.4%,赤泥的铝硅质量比降至1.06,赤泥中硅主要以KAlSiO4形式存在.溶出过程中添加CaO不能提高Al2O3溶出率.进一步回收溶出后赤泥中的K2O和Al2O3,终赤泥中K2O含量降至0.61%,Al2O3含量降至8.09%,Al2O3总回收率可达90.7%.     

H_2O_2去除铝酸钠溶液中腐殖酸类有机物的实验研究

用H_2O_2氧化去除铝酸钠溶液中的腐殖酸类有机物,采用单因素实验考察了溶出温度、碳碱浓度、苛碱浓度、Al_2O_3浓度、H_2O_2用量和溶出循环次数对铝酸钠溶液中腐殖酸类有机物去除效果的影响.结果表明,适当提高溶出温度、增加铝酸钠溶液Na_2O浓度和Al_2O_3浓度、增加H_2O_2用量、降低碳碱浓度均有利于提高去除率;循环高压溶出次数对去除率有显著影响,随循环溶出次数增加,H_2O_2对总碳量和Na_2C_2O_4的去除率均逐渐降低.     

粉煤灰提铝硅渣碱溶脱硅反应及其动力学

以内蒙古某酸法粉煤灰提铝硅渣为对象,研究了其在NaOH溶液中的非晶态SiO₂的脱硅行为,通过脱硅反应中脱硅率随时间的变化,研究搅拌速度、反应温度、NaOH溶液浓度对脱硅率的影响。通过拟合实验数据,确定脱硅反应的动力学规律和宏观动力学方程,并计算相应的表观活化能。结果表明:搅拌速度对脱硅率影响较小,提高反应温度和NaOH浓度可以大幅提高脱硅率,提铝硅渣在NaOH溶液中的脱硅反应受化学反应控制且符合Avrami方程,脱硅反应的表观活化能为82.086 kJ/mol。     

负压条件强化拟薄水铝石晶种分解过程

对负压条件下从铝酸钠溶液中析出拟薄水铝石的晶种分解(简称种分)过程进行了研究,考察了水热时间、分子比(Na2O/Al2O3摩尔比)、晶种比(晶种与铝酸钠溶液中Al2O3质量比)、晶种循环使用次数和负压值对铝酸钠溶液分解率及种分产物结构与织构性质的影响. 结果表明,负压条件可以在不改变种分产物拟薄水铝石基本结构的前提下,显著强化铝酸钠溶液的种分过程,但种分产物的比表面积和孔容较晶种有所降低. 在铝酸钠溶液Al2O3浓度120 g/L、晶种比1.0、分子比1.3和125℃下,通过改变负压值(0.01~0.09 MPa),水热0.5 h后溶液分解率可达46.0%,而常压下仅为33.4%. 晶种循环使用1~3次溶液分解率为41.0%~44.0%,基本保持稳定.     

新法铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

新法铝热炼镁工艺以白云石和菱镁石为原料、以铝粉为还原剂,在真空还原获得金属镁的同时得到富含CaO·2Al₂O₃的还原渣,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液,并通过碳酸化分解制备氢氧化铝。以该工艺所得还原渣为原料,系统地研究各溶出条件对氧化铝溶出率的影响,并对碳分所得氢氧化铝进行性能检测。结果表明,在氢氧化钠浓度80 g·L^-1、碳碱浓度110 g·L^-1、溶出时间120 min、溶出温度95℃、液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率在85%以上。氢氧化铝产品白度均大于98,平均粒径为26.98 μm,能够达到高白氢氧化铝的要求。     

NaOH亚熔盐法分解钾长石矿

以高浓度NaOH溶液为亚熔盐介质分解钾长石矿精粉,考察了矿物粒径、NaOH溶液浓度、搅拌速度、反应时间、反应温度、液固比对K+溶出率的影响,并对分解过程动力学进行分析. 结果表明,100 mm粒径钾长石矿精粉的最佳反应条件为：NaOH初始浓度60%(w)、反应温度约160℃、搅拌速度400 r/min、液固质量比4:1、反应140 min,该条件下K+溶出率大于98%. 钾长石的分解符合粒径恒定的缩核模型,反应初期固相产物层内扩散为速控步骤. 80~140℃下,反应的表观活化能为110.42 kJ/mol.     

非水溶性钾矿烧结-明矾石法并联工艺利用初探

提出并研究了非水溶性钾矿烧结-明矾石法并联处理工艺。以霞石、钾长石等非水溶性钾矿为原料,采用碱石灰烧结法生成含钾铝酸钠溶液,用该溶液在一定条件下溶出明矾石矿或合成纯明矾石,为溶液中引入SO2-4,在高浓度、低温度的条件下使K2O、Na2O与SO2-4结合成钾芒硝析出,实现铝钾分离和溶液净化,形成循环。同时提出钾芒硝纯化为硫酸钾的方法和新工艺优化途径。     

酸法还原浸出电解锰渣中锰和铁的工艺条件和动力学分析

研究酸法还原浸出电解锰渣中锰、铁的影响因素和动力学机制,并初步分析了反应机理.结果表明:增加反应温度、浸出时间均有助于锰、铁浸出率的提高.在85℃、4mL/g液固比、1.67mol/LH2SO4、0.2mol/LH2C2O4、120min浸出时间的条件下,锰、铁浸出率分别为99.9％和79.3％.反应机理为电解锰渣中难溶物Mn2O3、CaMn2O4、Fe(OH)3在酸性溶液中与H2C2O4发生还原反应形成易溶组分.锰、铁的浸出过程符合内扩散控制模型,表观活化能分别为21.6kJ/mol和17.9kJ/mol.     

铬盐无钙焙烧渣加压硫酸浸出

对铬盐无钙焙烧渣进行加压硫酸浸出,考察了硫酸浓度、反应温度、铬酸酐加入量、反应时间、铬渣粒度对铬渣硫酸浸出效果的影响. 结果表明,焙烧渣主要物相组成为：铬铁矿(FeCr2O4)和镁铁矿[Mg(Fe,Al)2O4]等尖晶石类矿物含量为73.11%,赤铁矿(a-氧化铁)为12.42%,钠霞石(NaAlSiO4)为10.02%. 铬高效溶出的最佳工艺条件为：硫酸浓度65%(w),反应温度120℃,铬酸酐加入量为铬渣质量的10%,反应时间2 h,搅拌转速500 r/min,该条件下溶出率可达97.93%. 尾渣以硅物相为主,SiO2含量为80.8%. 浸出过程符合收缩未反应核模型,反应表观活化能为16.38 kJ/mol,反应速率为外扩散和化学反应混合控制.     

二次铝灰中氧化铝碱溶研究

通过碱溶法从二次铝灰中提取氧化铝,探讨了固液比、碱液浓度、反应温度和反应时间等因素对氧化铝溶出率的影响。结果显示,在固液质量体积比为0.08 g/mL、碱液质量浓度为248 g/L、反应温度为250℃、反应时间为3 h和反应搅拌转速为400 r/min的实验条件下,氧化铝溶出率为98.6%;通过对二次铝灰中氧化铝溶出率、溶液苛性比和标准氧化铝-氧化钠-水系平衡图等指标进行分析,表明二次铝灰具有良好的碱溶性能。     

高铝粉煤灰碳酸钠焙烧与酸浸提铝的动力学

以内蒙古高铝粉煤灰(Al2O3/SiO2质量比1.24)为原料,采用Na2CO3焙烧活化-盐酸浸取法提铝,考察了焙烧温度、时间和碳酸钠/粉煤灰质量比的影响,对焙烧活化及酸浸提铝动力学进行研究,分析了提铝机理. 结果表明,高温活化条件下,粉煤灰中的莫来石及SiO2与Na2CO3反应生成NaAlSiO4, Al2O3和Na2SiO3,酸浸后铝浸出率超过94.99%;活化过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein模型,表观活化能为117.06 kJ/mol,活化反应受固膜扩散控制.     

超声波强化铝酸钠结晶工艺

实验考察了超声波强化铝酸钠结晶过程中超声波频率和功率对铝酸钠结晶和晶体形貌的影响,获得了超声波强化铝酸钠溶液结晶的最优工艺条件. 结果表明,超声波能显著强化铝酸钠结晶过程,在结晶温度60℃、超声频率45 kHz、功率100 W的最优工艺条件下,结晶产品为水合铝酸钠,分子式为4NaAlO2×5H2O,晶体随反应条件不同可呈现片状、八面体、无规则等多种形貌. 超声波作用使结晶诱导期缩短66%,溶液的电导率提高1.5倍,溶液中SiO2浓度降至5 g/L.     

杂卤石溶解动力学

杂卤石中含丰富的钾资源,由于其化学上的难溶性和埋藏较深,尚未合理开发利用.已有研究表明,杂卤石矿层具备溶浸开采的地质基本条件.矿石中钾的溶解是杂卤石资源合理利用的技术关键.利用CaCl2水溶液为溶剂,通过测定溶浸液中钾、钙离子的浓度,考察了溶浸剂浓度、矿石粒度、温度对杂卤石表观溶解动力学过程的影响.实验条件下,矿石中钾的溶解率随粒度的降低明显升高.矿石粒度在0.149～1 mm之间,钾的溶解率可达80%以上.该溶解反应为一级反应（对CaCl₂而言）.计算实验条件下溶浸过程表观动力学速率常数,得溶解反应表观活化能为8.34 kJ&#8226;mol^-1,实验结果初步表明杂卤石溶解过程受内扩散控制,溶解动力学方程符合未反应核收缩模型,实验结论对地浸法提取钾具有理论参考意义.     

盐渍土活性的碱化学激发效果研究

采用紫外可见分光光度计、XRD、IR等分析手段,研究了不同温度、时间条件下,5 mol/L、10 mol/L、15 mol/L氢氧化钠化学激发盐渍土中活性组分SiO2和Al2O3的溶出及土体物相结构的变化规律;以氢氧化钠-水玻璃复合碱溶液激发制备盐渍土土质胶凝材料的强度为指标,探讨了盐渍土碱化学激发的效果.结果表明:活性组分的溶出程度随温度,时间及氢氧化钠浓度的变化而存在差异,土体的物相结构变化与SiO2和Al2O3的溶出存在对应关系,盐渍土中活性SiO2和Al2O3溶出的理想条件:氢氧化钠浓度10 mol/L、温度60 ℃、时间24 h,经复合碱溶液激发后,盐渍土土质胶凝材料的强度提升2～3倍.     

活化煤气化粗渣盐酸浸取机理研究

考察了颗粒粒径、盐酸浓度和浸取温度3个条件对活化煤气化粗渣（简称活化渣）中铝、铁、钙离子浸取率的影响,并对浸取机理进行了研究。实验结果表明,活化渣为钙铝黄长石（2CaO·Al2O3·SiO2）与三氧化二铁（Fe2O3）的固溶体,与盐酸反应后颗粒粒径不断减小,钙离子较铝、铁离子优先浸出,其浸取过程符合化学反应控制的缩芯模型,相应的表观活化能为71.3 kJ/mol;钙离子浸出后活化渣颗粒成为疏松多孔材料,铝、铁离子的浸取过程则符合 Avrami模型,二者的浸取反应均受内扩散控制,表观活化能分别为24.7 kJ/mol和22.5 kJ/mol。     

循环流化床粉煤灰在碱液中硅、铝的溶出及聚合研究

为提升循环流化床粉煤灰的利用价值,研究了温度、碱浓度、时间、液固比对粉煤灰中硅、铝溶出率的影响,分析了溶出液中硅、铝的聚合行为。结果表明:温度、碱浓度、时间、液固比对煤灰中活性硅、铝的溶出影响显著;当碱浓度为9 mol/L、反应温度90℃、反应时间4 min、液固比为20时,硅的溶出率最大,达70%;当碱浓度为6 mol/L、反应温度75℃、反应时间16 min、液固比为20时,铝的溶出率最大,达82%;当溶出温度为90℃、溶出液中硅浓度0.05 mol/L、铝浓度0.07 mol/L时,硅、铝会相互聚合。聚合时,硅、铝首先形成硅铝酸盐胶体,随后聚集为硅铝酸盐溶胶,最后联结形成硅铝酸盐凝胶。