二十世纪四十年代,匈牙利、前南斯拉夫和奥地利的高硅铝土矿就是劳塔厂通过焙烧的方法进行处理的,这个厂位于德国。在700~1000℃的环境中焙烧铝土矿,之后再90℃的条件下,用苛性碱(10%)将焙烧矿溶出。使铝土矿焙烧脱硅率达到最高的80%的最佳温度是900!~1000摄氏度,同时,精矿的A/S从之前的四点五提高到了二十,将三氧化二铝的损失率维持在百分之五以下。但是,这种处理方法也存在着诸多问题,在溶出环节,由于较大的液固比,使得该方法存在溶出时间太长,物料流量较大,溶出液中二氧化硅含量过低,使后续工艺复杂化的缺陷。另外铝土矿产地的不同对于该环节也有较大的影响,因为含硅矿物的形态及晶格差异会脱硅效果的差异。
国外铝土矿焙烧预脱硅研究已有近五十年的历史,但尚未见工业应用,主要原因是传统的焙烧预脱硅方法要使用高浓度碱液,液固比太大,物料流量大,烧碱消耗高,且焙烧后的铝土矿需要较高的溶出温度[i]。
上世纪五十年代,铝土矿预焙烧脱硅工艺研究在我国开始兴起,以提高铝土矿原矿的A/S比为目的。相关实验研究最早是在鞍山开始的,在鞍山竖炉里焙烧铝土矿,但是,得到的结果是脱硅效果既不明显也不稳定。后来有人采用其他方法也未取得较好的效果。之后对于铝土矿预焙烧脱硅的研究中断了一段时间。1980年前后,又有大量的科研人员进行了大量的实验,得到了一些新的结论。仇振琢曾对于山东的铝土矿和产于山西的铝土矿焙烧脱硅效果做过对比试验,焙烧温度在1000摄氏度到1200摄氏度间,温度在1100摄氏度效果更好[ii]。 实验研究证明,在焙烧温度升高的情况下,从高岭石分解所得γ-三氧化二铝往α-三氧化二铝晶形的转化幅度增加,所得产物在碱液中也越稳定,减少了三氧化二铝的消耗。在高温,低压的环境下做预脱硅实验,浸出液的液固比也会较大幅度的降低。浸出周期缩短为原来的四分之一,三氧化二铝的消耗也几乎为零,而且还有百分之六十左右的脱硅率。刘今等人用含有高岭石及一水硬铝石的山西普铝矿进行化学脱硅小型实验:原矿的化学成分为:60.41%AL2O3、12.83%SIO2DUNAHO、6.13%Fe2O3,铝硅比为AL2O3/SIO2=4.7,粒度为-74μm ,
[iii]实验温度控制在600 ~1100℃的范围内,溶出温度为90℃和120℃,Na2O 浓度为77.5g/l。
实验研究显示。对脱硅效果影响较大的因素是焙烧温度,脱硅率随着焙烧温度升高的增加,但是氧化铝的溶出率没有同步变大的趋势。另外,磨矿方式的不同,所得物料的脱硅率也会有不同。综上得出:1000摄氏度到1100摄氏度为最佳被烧温度,95摄氏度为最佳溶出温度。与此同时,矿石的铝硅比也从4.5改良到了13到18. 矿石中的三氧化二铝和氧化硅的分解随着焙烧温度的升高而变得容易,其中氧化硅是较为容易和碱液反应产生硅酸钠的;另外,浸出液的液固比增加,精矿的A/S(铝硅比)也会提高,不过三氧化二铝的回收率会略微下降。罗琳等人应用差热、热重、红外光谱和高温X 射线衍射在线分析等方法对山西一水硬铝
[iv]石-高岭石型高硅滴低品位铝土矿的焙烧热力学过程进行研究。实验所得,这是一个非等
温多相反应过程。在焙烧后的脱硅规律方面,高岭石和铝土矿是相似的。说明,高岭石脱硅后
[i] 赵世民,王淀佐,胡岳华,徐晨,赵小玲. 铝土矿预脱硅研究现状[J ]. 矿业研究与开发.2004(05).
[ii]仇振琢. 低铁中等品位铝土矿生产氧化铝合理方案的商榷[J].轻金属1987(2):8~14.
[iii]刘今,程汉林,吴若琼. 低铝硅比铝土矿预脱硅研究[J].中南工业大学学报,1996,27(6):666~670.
[iv]罗琳,刘永康,何伯泉. 一水硬铝石-高岭石型铝土矿焙烧脱硅热力学机理研究[J].有色金属,1999,51(1):25~30.
二十世纪四十年代,匈牙利、前南斯拉夫和奥地利的高硅铝土矿就是劳塔厂通过焙烧的方法进行处理的,这个厂位于德国。在700~1000℃的环境中焙烧铝土矿,之后再90℃的条件下,用苛性碱(10%)将焙烧矿溶出。使铝土矿焙烧脱硅率达到最高的80%的最佳温度是900!~1000摄氏度,同时,精矿的A/S从之前的四点五提高到了二十,将三氧化二铝的损失率维持在百分之五以下。但是,这种处理方法也存在着诸多问题,在溶出环节,由于较大的液固比,使得该方法存在溶出时间太长,物料流量较大,溶出液中二氧化硅含量过低,使后续工艺复杂化的缺陷。另外铝土矿产地的不同对于该环节也有较大的影响,因为含硅矿物的形态及晶格差异会脱硅效果的差异。
国外铝土矿焙烧预脱硅研究已有近五十年的历史,但尚未见工业应用,主要原因是传统的焙烧预脱硅方法要使用高浓度碱液,液固比太大,物料流量大,烧碱消耗高,且焙烧后的铝土矿需要较高的溶出温度[i]。
上世纪五十年代,铝土矿预焙烧脱硅工艺研究在我国开始兴起,以提高铝土矿原矿的A/S比为目的。相关实验研究最早是在鞍山开始的,在鞍山竖炉里焙烧铝土矿,但是,得到的结果是脱硅效果既不明显也不稳定。后来有人采用其他方法也未取得较好的效果。之后对于铝土矿预焙烧脱硅的研究中断了一段时间。1980年前后,又有大量的科研人员进行了大量的实验,得到了一些新的结论。仇振琢曾对于山东的铝土矿和产于山西的铝土矿焙烧脱硅效果做过对比试验,焙烧温度在1000摄氏度到1200摄氏度间,温度在1100摄氏度效果更好[ii]。 实验研究证明,在焙烧温度升高的情况下,从高岭石分解所得γ-三氧化二铝往α-三氧化二铝晶形的转化幅度增加,所得产物在碱液中也越稳定,减少了三氧化二铝的消耗。在高温,低压的环境下做预脱硅实验,浸出液的液固比也会较大幅度的降低。浸出周期缩短为原来的四分之一,三氧化二铝的消耗也几乎为零,而且还有百分之六十左右的脱硅率。刘今等人用含有高岭石及一水硬铝石的山西普铝矿进行化学脱硅小型实验:原矿的化学成分为:60.41%AL2O3、12.83%SIO2DUNAHO、6.13%Fe2O3,铝硅比为AL2O3/SIO2=4.7,粒度为-74μm ,
[iii]实验温度控制在600 ~1100℃的范围内,溶出温度为90℃和120℃,Na2O 浓度为77.5g/l。
实验研究显示。对脱硅效果影响较大的因素是焙烧温度,脱硅率随着焙烧温度升高的增加,但是氧化铝的溶出率没有同步变大的趋势。另外,磨矿方式的不同,所得物料的脱硅率也会有不同。综上得出:1000摄氏度到1100摄氏度为最佳被烧温度,95摄氏度为最佳溶出温度。与此同时,矿石的铝硅比也从4.5改良到了13到18. 矿石中的三氧化二铝和氧化硅的分解随着焙烧温度的升高而变得容易,其中氧化硅是较为容易和碱液反应产生硅酸钠的;另外,浸出液的液固比增加,精矿的A/S(铝硅比)也会提高,不过三氧化二铝的回收率会略微下降。罗琳等人应用差热、热重、红外光谱和高温X 射线衍射在线分析等方法对山西一水硬铝
[iv]石-高岭石型高硅滴低品位铝土矿的焙烧热力学过程进行研究。实验所得,这是一个非等
温多相反应过程。在焙烧后的脱硅规律方面,高岭石和铝土矿是相似的。说明,高岭石脱硅后
[i] 赵世民,王淀佐,胡岳华,徐晨,赵小玲. 铝土矿预脱硅研究现状[J ]. 矿业研究与开发.2004(05).
[ii]仇振琢. 低铁中等品位铝土矿生产氧化铝合理方案的商榷[J].轻金属1987(2):8~14.
[iii]刘今,程汉林,吴若琼. 低铝硅比铝土矿预脱硅研究[J].中南工业大学学报,1996,27(6):666~670.
[iv]罗琳,刘永康,何伯泉. 一水硬铝石-高岭石型铝土矿焙烧脱硅热力学机理研究[J].有色金属,1999,51(1):25~30.