中低品位高硫鋁土礦焙燒脫硅研究

1、中低品位高硫鋁土礦焙燒脫硅研究中低品位高硫鋁土礦焙燒脫硅研究謝振山12，李軍旗12，陳朝軼12，蘭苑培12（1.貴州大學材料與冶金學院，貴陽550025；2.貴州省冶金工程與過程節(jié)能重點實驗室，貴陽550025）摘要：摘要：采用“閃速焙燒—堿溶”工藝對某中低品位鋁土礦脫硅，考察了焙燒溫度、脫硅液固比、堿濃度、脫硅溫度、脫硅時間對SiO2脫除率和Al2O3損失率的影響。結(jié)果表明，最佳單因素條件為：焙燒溫度1000℃、脫硅液固比LS=10︰

2、1、堿濃度NK=110gL、脫硅溫度95℃、脫硅時間20min，最佳條件下SiO2脫除率在46%以上，Al2O3損失率低于3%，AS由焙燒礦的4.3提高到鋁精礦的8.4。該方法可應用于拜耳溶出生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：閃速焙燒；高硫鋁土礦；脫硅中圖分類號：中圖分類號：TF821文獻標志碼：文獻標志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2018）07000000ResearchonFlashRoasting–AlkaliDissolvi

3、ngDesilicationofLowGradeHighsulfurBauxiteXIEZhenshan12LIJunqi12CHENChaoyi12LANYuanpei12(1.CollegeofMaterialsMetallurgyGuizhouUniversityGuiyang550025China2.GuizhouProvinceKeyLabatyofMetallurgicalEngineeringProcessEnergySa

4、vingGuiyang550025China)Abstract：“Flashroastingalkalidissolvingdesilication“methodwasappliedtotreatlowgradehighsulfurbauxite.EffectsofflashroastingtemperatureLSalkaliconcentrationdesilicationtemperaturedesilicationtimeonr

5、emovalrateofSiO2lossrateofAl2O3wereinvestigated.TheresultsshowthatremovalrateofSiO2is46%abovelossrateofAl2O3is3%belowASratiorisesfrom4.3inroastedeto8.4inaluminumconcentrateundertheoptimumconditionsincludingflashroastingt

6、emperatureof1000℃LS=10︰1alkaliconcentrationofNK=110gLdesilicationtemperatureof95℃desilicationtimeof20min.ThisprocesscanbeappliedtoBayerdissolutionproduction.Keywds：flashroastinghighsulfurbauxitedesilication我國近年來氧化鋁產(chǎn)能占據(jù)全球

7、的25%[1]，鋁土礦的對外依存度高達56%，鋁土礦資源成為制約我國鋁工業(yè)發(fā)展的瓶頸[23]。我國近90%鋁土礦資源屬于一水硬鋁石型，硫含量大于0.7%的高硫鋁土礦約占一水硬鋁石型總資源的14%[46]，在我國的高硫礦中，42.8%的中低品位（AS=3~5）高硫高硅鋁土礦基本處于未開采未利用狀態(tài)[78]，而且拜耳法要求鋁土礦AS7[9]。目前針對中低品位鋁土礦通過脫硅提高鋁硅比以適應拜耳溶出有大量研究，主要分為生物脫硅[1012]、物理

8、脫硅[1315]、化學脫硅[1618]。但生物脫硅的脫硅速度慢且周期長，目前難于在工業(yè)生產(chǎn)中應用。物理脫硅需添加大量有機藥劑，有機試劑進入拜耳系統(tǒng)會影響后續(xù)生產(chǎn)，且鋁的回收率較低?；瘜W法脫硅主要是將礦石在高溫下進行焙燒，礦石中的含硅礦物(主要是高嶺石)在高溫條件下可以分解，將分解后的礦石利用一定濃度的堿溶液進行溶出，礦石中分解產(chǎn)生的二氧化硅在堿液的作用下優(yōu)先溶出，從而達到脫硅的目的[1920]，但該工藝焙燒條件嚴格，需要高濃度的堿液，高

9、液固比脫硅處理，目前工業(yè)應用尚未擴大推廣。本文結(jié)合現(xiàn)有研究，采用“閃速焙燒—堿溶”技術(shù)，對某中低品位鋁土礦進行脫硅試驗，采用單因素試驗探究焙燒溫度、液固比、苛堿濃度、溫度對脫硅效果的影響。1試驗部分試驗部分1.1試驗原料試驗原料試驗原料為某地區(qū)的一種中低品位鋁土礦，經(jīng)破碎、球磨，0.074mm占比75.3%，主要成分（%）：Al2O353.16、SiO213.21、TiO23.33、TFe10.79、ST2.36，AS=4.02。后經(jīng)不

10、同溫度閃速焙燒得焙燒礦，其成分如表1所示，氫氧化鈉為分析純，試驗用分析試劑均為分析純。收稿日期收稿日期：20180203基金項目基金項目：國家自然科學基金資助項目(51774102，51574095，51664005)；貴州省教育廳項目（黔教合KY字[2015]334號）；貴州省校合作項目（黔科合LH字[2014]7609）作者簡介作者簡介：謝振山（1993），男，湖南衡東人，碩士研究生；通信作者通信作者：李軍旗（1962），男，江西安

11、福人，博士，教授，博士生導師.doi：10.3969j.issn.10077545.2018.07.0042.2液固比的影響液固比的影響圖2為液固比對堿溶脫硅的影響，隨著液固比的增加，SiO2脫除率和Al2O3損失率均增加，LS=4︰1~15︰1時，脫硅率由32.3%增加到50.2%，Al2O3損失率由1.9%增加到3.9%，但在LS=8︰1~10︰1時，SiO2脫除率由37.5%增加到46.1%，而Al2O3損失率增加但均在2.5%以

12、下，在LS=10︰1~12︰1時，SiO2脫除率基本增加趨于平緩，而Al2O3損失率迅速由2.3%增至3.4%，液固比增加到LS=15︰1時，SiO2脫除率為50.1%，Al2O3損失率增加至3.9%。原因可能是，隨著液固比的增加，溶液固含量降低、黏度降低、苛堿的量增加，均有利于脫硅。但閃速焙燒礦活性SiO2的量一定，高液固比時活性SiO2趨于完全脫除，但液固比增加，溶液中苛堿量增加，脫除硅的同時也會增加部分活性Al2O3的損失，導致A

13、l2O3損失率增加，不利于氧化鋁回收，且液固比增大工業(yè)應用成本也會增加，所以試驗選取液固比LS=10︰1。4:16:18:110:112:115:12025303540455055SiO2脫除率Al2O3損失率液固比SiO2脫除率%12345Al2O3損失率%圖2液固比液固比LS對SiO2脫除率及脫除率及Al2O3損失率的影響損失率的影響Fig.2EffectofLSonSiO2removalrateAl2O3lossrate2.3苛堿

14、濃度的影響苛堿濃度的影響由圖3可知，苛堿濃度在90~110gL之間時，SiO2脫除率由27%增至46.1%，而Al2O3損失率由0.3%增加至2.3%，堿液濃度的提高增加了OH離子濃度，有利于活性SiO2脫除，在110~150gL區(qū)間，SiO2脫除率基本保持不變，均在46%左右，而Al2O3損失率進一步增加至3.5%，不利于氧化鋁回收。由于脫硅溶液中硅酸鈉趨于飽和，且堿濃度增大使得工業(yè)成本增加，因此試驗選取110gL作為最佳堿濃度。90