【摘 要】
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我国铝土矿资源大多为一水硬铝石型铝土矿,优质铝土矿资源日趋降低,矿石A/S低于5的占42%,不适于采用拜尔法处理。高铁铝土矿是典型的复杂难处理铝土矿,目前研究主要集中在“铝铁分选”、“先铝后铁”和“先铁后铝”等方法。本文以文山高铁铝土矿为研究对象,采用“先铝后铁”、即在静态条件下磁化焙烧—高压溶出的处理方式,重点研究磁化焙烧对矿相结构演变及溶出机制的影响规律,以赤泥磁选效果进行验证。主要结论如下:
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我国铝土矿资源大多为一水硬铝石型铝土矿,优质铝土矿资源日趋降低,矿石A/S低于5的占42%,不适于采用拜尔法处理。高铁铝土矿是典型的复杂难处理铝土矿,目前研究主要集中在“铝铁分选”、“先铝后铁”和“先铁后铝”等方法。本文以文山高铁铝土矿为研究对象,采用“先铝后铁”、即在静态条件下磁化焙烧—高压溶出的处理方式,重点研究磁化焙烧对矿相结构演变及溶出机制的影响规律,以赤泥磁选效果进行验证。主要结论如下:（1）原矿结构致密,铝铁元素分布复杂,分离回收困难,经磁化焙烧,化学成分及矿物结构发生了较大变化。矿物磁化率随着磁化焙烧温度升高、氢气通入时间延长及氢气浓度增加而减小,A/S变化较为稳定。磁化焙烧过程中,矿物含有的板晶状、粉晶状一水硬铝石脱水转化为具有一定活性的过渡态氧化铝,赤铁矿转变为具有磁性的Fe3O4。磁化焙烧温度过高、氢气通入时间与浓度增加,均会使含铁矿物发生过还原反应并生成Fe2Si O4。一水硬铝石的脱水反应及含铁矿物的还原反应均会产生H2O,并以水蒸气的形式逸出,导致矿物内部形成数量较多的裂隙孔,矿物比表面积增加。动力学计算结果表明,含铁矿物的磁性转化受到内扩散环节限制;（2）原矿在溶出温度260℃、溶出时间60min、石灰添加量为12%、苛碱浓度245g/L条件下,氧化铝相对溶出率仅为84.92%。原矿经优选磁化焙烧条件、即焙烧温度530℃,氢气通入时间5min,氢气浓度20%磁化焙烧后,在上述溶出条件下,氧化铝相对溶出率达到95.47%;其他条件不变,当石灰添加量调整为10%时,磁化焙烧矿的氧化铝相对溶出率提升至98.78%。磁化焙烧过程中,还原反应产生70～100nm的裂隙孔,相较于一水硬铝石的脱水反应进一步提升矿石的解离性能,氧化铝相对溶出率得到有效提升;（3）磁化焙烧过程矿物内生成的Fe2Si O4在溶出过程与Na OH反应,提高碱耗,并以铁水化石榴石的形式进入赤泥。溶出赤泥的磁选试验结果表明,经拜尔溶出后,赤泥的磁选性能优于磁化焙烧矿,拜尔溶出过程氧化铝的大量溶出,有利于铝铁元素的分离。赤泥磁选实验的最优工艺参数为:磁场强度2A/m,颗粒目数200目,液固比30:1,该条件下赤泥磁选的铁回收率为88.48%,精矿的TFe 40.35%,相比溶出赤泥TFe 23.35%提升了1.72倍。
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