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拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材实验研究

作　者: 刘万超
导　师: 杨家宽
学　校: 华中科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 拜耳法赤泥直接还原焙烧-磁选回收铁建材综合利用
分类号: X758
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文以拜耳法赤泥为原料,在对其进行化学组成、矿物组分和铁物相分析的基础上,用直接还原焙烧-磁选法回收海绵铁,磁选后残渣用于生产建筑材料。化学分析结果表明,该拜耳法赤泥的主要成分为氧化铁(27.93%),氧化铝(22.00%),二氧化硅(20.98%),其次为钙、钠、钛等。XRD分析表明,该赤泥中主要的矿物组成为石英,赤铁矿,针铁矿,钙霞石,方解石和伊利石。铁物相分析显示,该赤泥中的铁以赤(褐)铁矿为主要存在状态,其次为硅酸铁、碳酸铁和硫化铁。理论分析说明,铁还原焙烧实验的主要影响因素有:焙烧温度、焙烧时间、添加剂用量和配炭比。正交实验发现,因素对铁精矿产品的总铁含量、金属化率和铁回收率等指标的影响并不一致。本文结合三组正交实验、四组单因素影响实验结果,探讨了各因素的影响趋势及原因,并得出较为理想的还原焙烧条件为:焙烧温度1300℃,炭粉:赤泥为18:100,添加剂:赤泥为6:100,焙烧时间110min。在该条件下焙烧产物经磨细磁选后所得产品,总铁含量达到89.05%,金属化率96.98%,铁回收率81.40%。产品可用作海绵铁做炼钢原料。在进行残渣制砖实验之前,对上述条件下磁选所得残渣进行能谱分析,结果显示,残渣中的主要元素为:O、Si、Al、Na、Ca等。XRD分析认为,其主要矿物组成为霞石(NaAlSiO4)并含有α-Al2O3、CaSiO3和少量残留的铁。向残渣中掺入13%的消石灰、20MPa压强下成型后,在一个大气压、80℃蒸汽中养护11h后,试件抗压强度可以达到24.10MPa,说明该残渣用于生产蒸养砖等建材具有可行性。本文对还原焙烧磁选回收铁残渣制备建材的工艺进行了简单的经济性分析,认为该工艺在经济上是有利可图的。

拜耳法赤泥中铁的提取及残渣制备建材实验研究

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