本文關(guān)鍵詞：直接還原—磁選法從拜耳法赤泥中回收鐵及其還原行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：赤泥是在生產(chǎn)鋁過程中產(chǎn)生的一種顯堿性的紅色固體廢棄物。同時(shí),赤泥也是一種產(chǎn)量巨大的二次資源,如能對(duì)其中的有價(jià)元素進(jìn)行回收不僅可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益而且對(duì)其后續(xù)的綜合利用亦有幫助。本文以文山鋁業(yè)所提供的拜耳法赤泥為研究對(duì)象,通過化學(xué)多元素分析、物相分析、濕篩和水析試驗(yàn)、SEM檢測和差熱分析對(duì)赤泥的性質(zhì)進(jìn)行了分析,基于赤泥原礦的性質(zhì),本文采用直接還原—磁選法從拜耳法赤泥中回收鐵及研究其還原行為。通過對(duì)影響直接還原焙燒—磁選的各個(gè)因素進(jìn)行條件試驗(yàn),確定了各個(gè)因素的最佳條件：還原劑為活性炭,焙燒溫度1150℃,焙燒時(shí)間120min,活性炭用量為赤泥質(zhì)量百分?jǐn)?shù)19%,還原添加劑為NaF和CaF2,添加劑用量分別為赤泥質(zhì)量百分?jǐn)?shù)12%,焙燒產(chǎn)品的冷卻方式為水淬,棒磨時(shí)間為10min(-400目96.56%),磁選場強(qiáng)為19400e。而正交試驗(yàn)表明,當(dāng)從Fe的回收率方面來考量時(shí),影響程度從強(qiáng)到弱依次為還原溫度、NaF用量、焙燒時(shí)間、活性炭用量、CaF2用量。在最佳焙燒組合條件下利用磁選管進(jìn)行磁選可以獲得品位和回收率分別為81.75%和85.96%的鐵精礦,尾礦品位為4.05%。利用磁滾筒在12000e下進(jìn)行磁選則可以獲得品位和回收率分別為56.83%和78.17%的鐵精礦,尾礦品位為5.43%。不同還原劑的焙燒產(chǎn)品的還原行為研究表明,活性炭和無煙煤還原效果相近,對(duì)于使用活性炭的焙燒產(chǎn)品,其中的鐵以大小不一的球型形態(tài)無規(guī)律分散其中,在后續(xù)的磨礦中更易實(shí)現(xiàn)單體解離。對(duì)于還原溫度,隨著還原溫度的升高,赤泥中的鐵富集程度越來越好,且其中的鋁硅雜質(zhì)元素也越來越少。不同的添加劑對(duì)赤泥中鐵元素的富集有不同的作用效果,其中NaF和CaF2均能顯著促進(jìn)赤泥中鐵的富集還原。NaF可使赤泥中的鐵富集成鐵密度大的球體,得到的鐵精礦品位較高(74.95%),而CaF2則使較多的鐵富集成易單體解離的球團(tuán),局部放大后可看到結(jié)晶體中有裂紋,得到的鐵精礦回收率較高(81.79%)。在最佳焙燒組合條件下得到的焙燒產(chǎn)品,其中的鐵元素富集成鐵密度大的球狀顆粒,結(jié)晶良好,其他區(qū)域含鐵較少。而其鐵物相結(jié)果顯示,樣品中的赤褐鐵礦由還原前的83.88%降為0.71%,而磁性鐵由還原前的不足2.7%升為88.37%,赤泥中的赤褐鐵礦經(jīng)還原后絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榇判澡F,赤褐鐵礦的轉(zhuǎn)化率超過99%。經(jīng)磁選得到的鐵精礦的XRD結(jié)果顯示,單質(zhì)鐵的特征峰明顯,而沒有出現(xiàn)其他峰值明顯的雜質(zhì)峰,鐵精礦主要以單質(zhì)鐵為主。這說明,赤泥中的鐵礦物,如赤鐵礦和褐鐵礦,在直接還原焙燒過程中被還原為金屬鐵。
【關(guān)鍵詞】：拜耳法赤泥 直接還原焙燒 磁選 還原行為
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X758
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 鋁資源概述12-15
• 1.1.1 鋁土礦資源特征13-15
• 1.1.1.1 世界鋁土礦資源特征13-14
• 1.1.1.2 中國鋁土礦資源特征14-15
• 1.2 赤泥的產(chǎn)生、分類、性質(zhì)及所造成的問題15-20
• 1.2.1 赤泥的產(chǎn)生與分類15-19
• 1.2.1.1 拜耳法生產(chǎn)工藝15-16
• 1.2.1.2 堿-石灰燒結(jié)法生產(chǎn)工藝16
• 1.2.1.3 聯(lián)合法生產(chǎn)工藝16-19
• 1.2.2 赤泥的性質(zhì)19
• 1.2.3 赤泥帶來的問題19-20
• 1.3 國內(nèi)外對(duì)赤泥的綜合利用現(xiàn)狀20-25
• 1.3.1 赤泥的綜合回收20-23
• 1.3.1.1 鐵的回收21
• 1.3.1.2 鋁和堿的回收21-22
• 1.3.1.3 稀土金屬的回收22
• 1.3.1.4 鈦的回收22-23
• 1.3.1.5 硅的回收23
• 1.3.2 赤泥的綜合利用23-25
• 1.3.2.1 應(yīng)用于建筑材料方面23-24
• 1.3.2.2 應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)方面24-25
• 1.3.2.3 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)方面25
• 1.3.2.4 應(yīng)用于工業(yè)方面25
• 1.4 現(xiàn)有赤泥利用技術(shù)中存在的問題25-26
• 1.5 本文的研究目的、意義和主要內(nèi)容26-28
• 第二章 拜耳法赤泥的性質(zhì)及研究方法28-38
• 2.1 試驗(yàn)原料及性質(zhì)28-34
• 2.1.1 拜耳法赤泥28-34
• 2.1.1.1 化學(xué)組成28
• 2.1.1.2 物相組成28-30
• 2.1.1.3 粒徑及組成分布30-32
• 2.1.1.4 赤泥的微觀形貌組成及元素分布32-33
• 2.1.1.5 赤泥原礦差熱分析33-34
• 2.1.2 還原劑34
• 2.2 直接還原法從拜耳法赤泥中回收鐵試驗(yàn)原理和方法34-37
• 2.2.1 試驗(yàn)原理34-35
• 2.2.2 試驗(yàn)研究方法35-37
• 2.3 主要設(shè)備和試劑37-38
• 第三章 直接還原焙燒-磁選試驗(yàn)38-54
• 3.1 直接還原焙燒-磁選管試驗(yàn)39-50
• 3.1.1 還原劑的選擇39-40
• 3.1.2 還原焙燒溫度對(duì)結(jié)果的影響40
• 3.1.3 還原焙燒時(shí)間對(duì)結(jié)果的影響40-41
• 3.1.4 活性炭用量對(duì)結(jié)果的影響41-42
• 3.1.5 添加劑的選擇與確定42-43
• 3.1.6 添加劑NaF用量對(duì)結(jié)果的影響43-44
• 3.1.7 添加劑CaF_2用量對(duì)結(jié)果的影響44-45
• 3.1.8 不同冷卻方式對(duì)結(jié)果的影響45
• 3.1.9 磁選場強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果45-46
• 3.1.10 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果46-47
• 3.1.11 正交試驗(yàn)47-50
• 3.2 磁滾筒磁選工藝試驗(yàn)50-51
• 3.3 本章小結(jié)51-54
• 第四章 赤泥還原焙燒鐵礦物的還原行為54-76
• 4.1 無添加劑存在下赤泥的還原行為54-62
• 4.1.1 不同還原劑種類下的還原行為54-59
• 4.1.1.1 活性炭作為還原劑54-55
• 4.1.1.2 焦炭作為還原劑55-57
• 4.1.1.3 無煙煤作為還原劑57-59
• 4.1.2 不同還原溫度下的還原行為59-62
• 4.2 添加劑作用下赤泥的還原行為62-68
• 4.2.1 NaF對(duì)赤泥還原行為的影響62-64
• 4.2.2 CaF_2對(duì)赤泥還原行為的影響64-66
• 4.2.3 NaF和CaF_2混合使用對(duì)赤泥還原行為的影響66-68
• 4.3 緩冷方式對(duì)赤泥還原行為的影響68-69
• 4.4 最佳優(yōu)化條件下還原焙燒產(chǎn)品的鐵物相組成69-70
• 4.5 最佳優(yōu)化條件下磁精礦的微觀形貌與物相特征70-72
• 4.6 赤泥最優(yōu)焙燒條件下的差熱分析72
• 4.7 本章小結(jié)72-76
• 第五章 結(jié)論76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 附錄A 碩士學(xué)位期間發(fā)表的文章86
• 附錄B 碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目86
• 附錄C 碩士學(xué)位期間所獲獎(jiǎng)勵(lì)86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 南相莉;張廷安;劉燕;豆志河;趙秋月;蔣孝麗;;我國主要赤泥種類及其對(duì)環(huán)境的影響[J];過程工程學(xué)報(bào);2009年S1期

2 景英仁,景英勤,楊奇;赤泥的基本性質(zhì)及其工程特性[J];輕金屬;2001年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉萬超;拜耳法赤泥高溫相轉(zhuǎn)變規(guī)律及鐵鋁鈉回收研究[D];華中科技大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：直接還原—磁選法從拜耳法赤泥中回收鐵及其還原行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：486232