焙燒脫硅,將鋁土礦中高嶺石經(jīng)焙燒熱分解形成無定形氧化硅和松散鋁硅尖晶石,再通過堿浸脫硅,能有效提高一水硬鋁石-高嶺石型低品位鋁土礦的鋁硅比(A/S)。本文以河南某地的鋁土礦樣品為研究對象,在完成礦物分析和熱力學(xué)試驗研究的基礎(chǔ)上,利用懸浮態(tài)焙燒快速反應(yīng)器對其展開懸浮態(tài)焙燒試驗,對焙燒礦進行了礦物相分析和堿浸脫硅試驗,采用正交試驗極差(交互)分析和方差分析對焙燒礦堿浸脫硅條件進行了優(yōu)化,確定了試驗條件下焙燒礦的最佳浸出條件;通過動力學(xué)研究,獲得了懸浮態(tài)焙燒礦的堿浸脫硅動力學(xué)方程參數(shù),同時確定堿浸溫度與脫硅率之間的關(guān)系。試驗研究的結(jié)果如下:懸浮態(tài)焙燒試驗結(jié)果表明:懸浮態(tài)快速焙燒對一水硬鋁石-高嶺石型低品位鋁土礦中的二氧化硅的活化作用顯著,同時也提高了氧化鋁的活性,結(jié)合堿浸脫硅效果,分析確定出焙燒溫度為1030±5℃,鋁土礦樣品經(jīng)此條件焙燒,其中的高嶺石轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形二氧化硅和松散型的鋁硅尖晶石,這兩種物質(zhì)中的二氧化硅在堿液中更易于浸出。懸浮態(tài)焙燒礦堿浸脫硅單因素試驗、正交試驗極差(交互)分析以及正交試驗方差分析結(jié)果表明:堿浸條件對焙燒礦脫硅效果影響的主要因素有堿浸溫度、堿浸濃度和液固比,此外堿浸時間和攪拌速度對脫硅率、氧化鋁損失率以及A/S的提高也有一定影響,而堿浸條件之間交互效應(yīng)不明顯�？紤]過高的液固比會導(dǎo)致生產(chǎn)過程中母液循環(huán)量過大,同時結(jié)合正交試驗極差(正交)和方差分析結(jié)果,試驗條件下的最佳堿浸條件為A4B1C4D1(T=100℃,t=30min,c=125g/l,l/s=4ml/g)。堿浸動力學(xué)分析結(jié)果表明:懸浮態(tài)焙燒礦堿浸過程由固膜擴散控制,其動力學(xué)方程為:t=k_(nks)[1-2η/3-(1-η)~(2/3)],其活化能為19.86kJ/mol;在堿浸濃度為150g/l、液固比為4、攪拌速度為200r/min和浸出溫度為95℃的條件下,堿浸溫度與脫硅率之間基本滿足關(guān)系式:y=u(x)=-121.22+3.10×T-0.012×T~2。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF821
【部分圖文】：

圖 1.1 混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的基本工藝流程圖表 1.2 每噸氧化鋁的所需原料和能耗對比表生產(chǎn)廠 山東鋁廠 鄭州鋁廠 蘋果鋁廠 希臘尼古拉 聯(lián)合國鋁業(yè)研究報告鋁土礦類型 一水硬鋁石 一水硬鋁石 一水硬鋁石 一水硬鋁石 三水鋁石

圖 1.2 Na2Ok-Al2O3-H2O 平衡狀態(tài)圖物在氧化鋁生產(chǎn)過程中的影響除主要與其含所處溶液的成分、溫度以及二氧化硅的性質(zhì)度的影響，梁成[23]認為在鋁酸鈉溶液快速溶

圖 3.1 高硫高硅鋁土礦 TG-DTG-DSC 熱分析曲線3.1.2 XRD 衍射分析鋁土礦的焙燒試驗條件的探究是在實驗實內(nèi)進行，焙燒過程在擬懸浮態(tài)焙燒爐內(nèi)完成，焙燒試驗條件分別為：焙燒時間設(shè)定為 3min，焙燒溫度為 950℃

本文編號：2837802