【摘 要】
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铝工业、磷化工是我国的两大支柱产业,产能均居于世界前列,但随之带来了磷石膏、赤泥两大工业固废所产生的年产生量大、利用率低、环境堆存压力大等问题,因此加大其大宗化综合利用力度已刻不容缓。目前,磷石膏、赤泥多独自利用,且以水泥、混凝土、砖、充填等初级化利用方式为主,难以突破大宗化、高附加值综合利用的瓶颈。目前赤泥和磷石膏在金属回收领域的联合利用研究较少。已有研究采用碱石灰烧结法实现了赤泥中Al、Fe、
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铝工业、磷化工是我国的两大支柱产业,产能均居于世界前列,但随之带来了磷石膏、赤泥两大工业固废所产生的年产生量大、利用率低、环境堆存压力大等问题,因此加大其大宗化综合利用力度已刻不容缓。目前,磷石膏、赤泥多独自利用,且以水泥、混凝土、砖、充填等初级化利用方式为主,难以突破大宗化、高附加值综合利用的瓶颈。目前赤泥和磷石膏在金属回收领域的联合利用研究较少。已有研究采用碱石灰烧结法实现了赤泥中Al、Fe、Na的共回收。高温还原分解是磷石膏的主要分解方式,可以有效地将磷石膏分解成Ca O。因此本文采用赤泥和磷石膏共还原焙烧-浸出-磁选的工艺梯度分离赤泥中的铝和铁。并对赤泥中铝、铁回收的理论和工艺进行了系统研究。探讨了烧结温度、烧结时间、烧结气氛、碱比、钙比、碳比对赤泥中铝、铁回收效果的影响,同时在较优工艺条件的基础上,用石灰替换磷石膏和传统碱石灰烧结法做对比实验。结果表明:较优的烧结工艺条件为:温度1100℃、时间30 min、气氛N2、碱比1.3、碳比2.5、钙比2.0。磁选采用分级磁选:第一次磁选电流为2A,将第一次选出的磁性渣经过破碎后进行第二次磁选,磁选电流为1A。最优工艺的实验结果为:铝的回收率为74.6%,铁回收率为78.2%,铁品位为83.8%。磷石膏和赤泥还原焙烧产物的S主要以Ca S的形式存在,在有还原剂的条件下,磷石膏分解为Ca S比分解为Ca O更容易。在还原剂和碳酸钠同时存在的条件下,烧结终产物中的Ca S由磷石膏直接分解和中间产物Na2SO4分解而成。磷石膏和石灰的对比实验表明:磷石膏实验组铝、铁回收指标均优于石灰实验组,且磷石膏组的铁品位比石灰组实验结果的铁品位提高了34.4%。对比实验结果表明,磷石膏在实验过程中产生的Na2SO4有助于铁氧化物的还原和铁晶粒的生长。
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