铝土矿浮选尾矿盐酸除铁的研究

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铝土矿浮选尾矿是选矿-拜耳法生产氧化铝新工艺的主要废弃物,尾矿的产出量要占原矿的25%左右。目前尾矿主要采用自然堆积的方法弃置处理,没有得到很好的利用,这样不但占用了大量的土地,对生态环境造成了严重的危害,而且还浪费大量的有用资源。因此开展铝土矿浮选尾矿的回收利用研究具有重大的意义。将浮选尾矿除铁后可获得含氧化铝约50%的除铁尾矿,该除铁尾矿可用于电热法生产铸造用铝硅合金,本论文主要对浮选尾矿的除铁进行了研究。  论文采用盐酸浸出的方法对铝土矿浮选尾矿进行除铁研究,详细讨论了盐酸除铁过程中反应温度、盐酸浓度、反应时间、液固比等因素对除铁效果的影响,得到了最佳反应条件。并对尾矿盐酸浸出过程中提高盐酸利用率的途径和获得的浸出液的循环再利用方法进行了研究,得出如下结论:  (1)盐酸浸出实验结果表明:尾矿中氧化铁和氧化铝的浸出率随浸出温度的升高,浸出液中盐酸浓度的增大,浸出时间的增长,液固比的增加而增大。较佳的反应条件为温度80℃,盐酸浓度22%,浸出时间120min,液固比为5∶1。在此条件下,尾矿中氧化铁的去除率可达95%以上,氧化铝的损失率在4.3%以下,浸出效果较理想。  (2)采用浸出液进行蒸馏使浸出液盐酸浓度增加后再进行下一次浸出的方法,可获得较高的氧化铁浸出率和较低的氧化铝浸出率。此种方法可使浸出循环进行四至五次。采用循环浸出的方法,对每次浸出后的浸出液蒸馏10%或15%均能进行五次蒸馏浸出。但蒸馏10%获得的盐酸利用率较高,进行五次浸出后,盐酸的理论利用率为51.26%,浸出液中氯化铁的含量为18.5%。  (3)采用蒸馏焙烧的方法对尾矿的浸出液进行处理可实现盐酸的循环利用。在浸出液蒸馏的过程中,部分水和氯化氢被蒸出,氯化铁和氯化铝留在蒸馏残液中,且蒸馏出的溶液盐酸浓度和残液中的盐酸浓度逐渐增大,当浸出残液中盐酸浓度达到6.5mol/L,蒸馏出的溶液的盐酸浓度达6mol/L以上,可直接用于浸出尾矿。蒸馏残液经焙烧后可得到灰色的固体产物,产物主要为氧化铁和氧化铝,其中氧化铁的含量为91~94%,氧化铝的含量为6~9%,该产物可作为炼铁的原料加以利用。  (4)浸出液的负压蒸馏在与常压蒸馏相同的温度时,可缩短蒸馏时间,提高蒸馏效率从而达到节能的目的。蒸馏时间与真空度有关,当真空度为0.04MPa时同常压相比500ml浸出液的蒸馏时间可减少17.15min,可节能18.10%。  采用盐酸浸出去除铝土矿浮选尾矿中的氧化铁,除铁效率高,氧化铝损失少,获得的浸出液经蒸馏焙烧后得到的盐酸可循环利用,产生的固体物质可作为炼铁原料,因此该过程不产生废渣、废水、废气等二次污染,是一种较好的除铁方法。
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