采用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡背散射電子成像（BSE）技術(shù)和電子能譜分析技術(shù)（EDS）對(duì)拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中高壓溶出和蒸發(fā)工序結(jié)疤物質(zhì)礦物特征、沉積結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究。結(jié)果表明:結(jié)疤物質(zhì)形成可劃分為早期沉積作用和晚期沉積作用。高壓溶出工序結(jié)疤物質(zhì)是以粗結(jié)晶赤鐵礦、鈣鈦礦、針鐵礦為主的化學(xué)結(jié)晶,這些粗結(jié)晶在高壓溶出階段分別垂直各自管壁生長(zhǎng),在管壁上形成密集粗大晶簇,之后殘留粗結(jié)晶與溶液通過再結(jié)晶形成結(jié)疤填隙物,主要為細(xì)粒鋁針鐵礦、鈉硅渣、氫氧化鎂、鈣鎂硅渣、水化石榴石和橄欖石等組分,是以早期沉積作用為主。蒸發(fā)工序結(jié)疤物質(zhì)因晚期沉積作用而形成,早期大量易結(jié)晶雜質(zhì)組分結(jié)晶析出后,殘余組分發(fā)生物理沉積,沉積初始形成結(jié)構(gòu)松散、具有流動(dòng)性的微細(xì)粒或隱晶質(zhì)碳酸鈉和鈉硅渣基體,之后再析出鈦酸鈣鐵、鐵石榴子石、碳酸鈉等晶體,沉積物最終固化形成結(jié)疤。 

【文章來源】：有色金屬(冶煉部分). 2020,(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

結(jié)疤樣XRD譜

利用BES和EDS分析技術(shù)對(duì)預(yù)熱過程結(jié)疤進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2a和圖2b可知，預(yù)熱過程產(chǎn)生的結(jié)疤物質(zhì)為柱狀、板狀、針狀及粒狀晶體，主要成分為FeO(88.14%）、TiO2(5.00%）、Al2O3(3.64%）。柱狀、板狀晶體如圖2b的A區(qū)所示，結(jié)合元素分析（圖2c）可知其為赤鐵礦。赤鐵礦形成的晶體密集、粗大，呈垂直狀態(tài)分布在管道內(nèi)壁。針狀、粒狀晶體分別為鋁針鐵礦和鈉硅渣（如圖2b和圖2d所示），晶體細(xì)小，填充于柱狀晶體空隙。分析表明，預(yù)熱過程結(jié)疤主要由赤鐵礦組成，赤鐵礦粗大晶簇垂直管壁，連續(xù)分布于結(jié)疤表面，赤鐵礦晶體持續(xù)不斷地生長(zhǎng)，鋁針鐵礦及鈉硅渣填充于晶體空隙，形成結(jié)疤。因此預(yù)熱階段產(chǎn)生結(jié)疤本質(zhì)上是赤鐵礦化學(xué)結(jié)晶過程。2.2 高溫加熱過程結(jié)疤

高溫加熱過程產(chǎn)生的結(jié)疤背散射電子圖像見圖3，高溫加熱過程中產(chǎn)生的結(jié)疤其物相主要由鈦、鈣以及鎂沉積組成，其中最主要部分是鈦沉積析出形成鈣鈦礦。鈣鈦礦、氫氧化鎂交替沉積形成高溫加熱過程的結(jié)疤，整個(gè)沉積過程可分為5個(gè)周期。利用EDS對(duì)各周期沉積物質(zhì)進(jìn)行分析，各周期沉積中白色襯度物質(zhì)分析結(jié)果如圖4所示，黑色襯度物質(zhì)分析結(jié)果如圖5所示。圖4 鈦沉積礦物白色物質(zhì)的EDS結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一水硬鋁石溶出預(yù)熱套管結(jié)疤組成與表面性質(zhì)間的關(guān)系[J]. 劉桂華,劉鵬,周秋生,齊天貴,吳海文,彭志宏,李小斌.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]可持續(xù)發(fā)展背景下世界鋁工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及我國(guó)的對(duì)策[J]. 許國(guó)棟,敖宏,佘元冠.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2012(07)
[3]我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)方法的發(fā)展方向[J]. 陳萬坤.  有色金屬. 1993(02)

碩士論文
[1]拜耳法氧化鋁生產(chǎn)蒸發(fā)效率的強(qiáng)化技術(shù)研究[D]. 劉紹策.西安建筑科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3526998