熔融還原赤泥合成鋁酸鈣的研究.pdf

1、隨著氧化鋁工業(yè)的迅速發(fā)展,伴隨的堿性廢渣——赤泥也大量的囤積,我國每年產(chǎn)生的赤泥約300萬噸以上,大量的赤泥露天堆存,占據(jù)農(nóng)田和山丘,塵土飛揚,造成環(huán)境、大氣污染和地下水的污染。近年來,赤泥的綜合利用已經(jīng)引起國內(nèi)外的普遍重視,有關(guān)赤泥應(yīng)用的研究也相應(yīng)開展很多,但大多數(shù)的研究都是因利用率低或經(jīng)濟成本高而難以產(chǎn)業(yè)化。因此有必要尋求一種赤泥高效綜合利用的途徑,本文主要采用碳熱或鋁熱(鋁灰作為還原劑)熔融還原赤泥中的Fe2O3和SiO2,制備硅

2、鐵合金;其中Al2O3和CaO形成鋁酸鈣,利用密度差,分離硅鐵合金和鋁酸鈣。具體的研究內(nèi)容包括:
　　 一、研究了碳熱還原赤泥提取硅鐵合金和合成鋁酸鈣的工藝因素,主要探討焦炭粒度、原料二元堿度、焦炭配量和冶煉時間四個因素。結(jié)果表明,碳熱還原拜耳法赤泥能成功制備出硅鐵合金和鋁酸鈣,赤泥中的Fe2O3的還原率可達99％以上,SiO2的還原率為87％左右。鋁酸鈣渣樣的化學(xué)成分符合國標(biāo)對鋁酸鹽CA-50水泥的成分要求,完全可以用來作為C

3、A-50水泥使用。
　　 二、研究了鋁熱(鋁灰)還原赤泥提取硅鐵合金和合成鋁酸鈣的工藝因素,主要探討了鋁灰配量、原料堿度和冶煉時間三個因素。結(jié)果表明,鋁熱(鋁灰)還原赤泥能成功制備硅鐵合金和鋁酸鈣。拜耳法赤泥中的Fe2O3的還原率可達99％以上,SiO2的還原率為75％左右;燒結(jié)法赤泥中的Fe2O3的還原率可達99％以上,SiO2的還原率可達到55％左右。赤泥鋁熱還原獲得鋁酸鈣渣樣的化學(xué)成分SiO2的含量符合國標(biāo)對鋁酸鹽CA-6

4、0水泥的限制要求,可以通過調(diào)整CaO的含量,使渣樣用作為CA-60水泥使用。鋁熱還原赤泥獲得的鋁酸鈣含有少量的AIN,AIN的存在對鋁酸鈣水泥使用性能有一定的影響。
　　 三、研究了鋁熱(鋁灰)還原拜耳法赤泥合成的鋁酸鈣水泥的水化性能和加入到剛玉澆注料中與68-拉法基水泥進行對比。結(jié)果表明,制備的水泥初凝時間為600min,終凝時間大于24h。結(jié)合的剛玉澆注料110℃處理24h和1100℃和1400℃處理3h的強度低于拉法基68