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高硫铝土矿的综合利用

作　者: 洪瑾
导　师: 翟玉春
学　校: 东北大学
专　业: 化学工艺
关键词: 高硫铝土矿 硫酸焙烧 溶出 碱溶 氧化铁 氧化铝
分类号: TD982
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 5次
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内容摘要


随着氧化铝行业的发展,铝土矿的需求量持续增加,而高品位的铝土矿资源越来越匮乏,因此,研究低品位铝土矿的利用具有重要意义。我国的铝土矿资源多为一水硬铝石型铝土矿,其中高硫铝土矿占很大比重,高硫铝土矿因其成分和结构的特殊性,尚未大规模用于氧化铝生产。研究高硫铝土矿生产氧化铝的工艺流程,并实现铝土矿资源的综合利用,对促进我国循环经济的发展有着重要意义。通过对原料的组成和性质分析,设计了高硫铝土矿硫酸焙烧生产氧化铝、氧化铁的工艺,实现了有价组元的分离和利用。将铝土矿与硫酸混合焙烧,并对熟料进行溶出；将熟料溶出液中的铝、铁一起沉出,对沉淀混合物进行氢氧化钠碱溶,得到铝酸钠溶液和氢氧化铁,实现铝、铁分离;将分离产物进行处理,制备氧化铁和氧化铝。研究铝土矿-硫酸焙烧过程中酸矿比、恒温时间和焙烧温度等因素对铝、铁提取率的影响。通过单因素实验以及正交实验,确定最佳焙烧工艺条件：焙烧温度350℃、酸矿比2.75：1、恒温时间180min,铝的提取率超过83%,铁的提取率超过99%。焙烧熟料进行溶出,研究了熟料溶出液固比、溶出温度和溶出时间对铝、铁溶出率的影响,得到溶出条件为：溶出液固比6:1、溶出温度95℃、溶出时间30min。研究溶出液中的铝铁分离工艺。选用碳酸氢铵调节溶液pH值,使得铝、铁形成沉淀,再对所得沉淀用氢氧化钠碱溶,使得铝、铁分离。铝、铁共沉条件：pH值6.0、反应温度50℃、反应时间60min。碱溶的条件为：碱铝比3.5：1、反应温度95℃、反应时间30min,氢氧化铝溶解率达到了99.5%。碱溶得到氢氧化铁和铝酸钠溶液,煅烧氢氧化铁得到氧化铁。对铝酸钠溶液进行处理制备氢氧化铝,并且煅烧氢氧化铝制备氧化铝。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章 绪论  11-23
  1.1 概述  11
  1.2 铝土矿资源概况  11-15
    1.2.1 铝土矿资源的分布与特点  11-13
    1.2.2 我国铝土矿资源的特点  13-14
    1.2.3 高硫铝土矿利用现状  14-15
  1.3 氧化铝简介  15-20
    1.3.1 氧化铝及其分类  15
    1.3.2 氧化铝的生产方法  15-16
    1.3.3 碱法生产氧化铝  16-20
  1.4 铝铁分离技术研究  20-21
  1.5 本课题的研究意义及内容  21-23
    1.5.1 本课题研究的意义  21
    1.5.2 研究内容  21-23
第2章 实验原料和工艺流程设计  23-30
  2.1 实验原料分析  23-25
    2.1.1 化学成分分析  23
    2.1.2 物相组成分析  23-24
    2.1.3 微观形貌分析  24-25
  2.2 工艺流程设计  25-26
  2.3 分析方法  26-28
    2.3.1 铝的分析方法  26-27
    2.3.2 铁的分析方法  27-28
  2.4 实验仪器设备与试剂  28-30
第3章 高硫铝土矿的焙烧和溶出实验研究  30-41
  3.1 实验原理  30-31
  3.2 实验步骤  31
  3.3 焙烧实验  31-36
    3.3.1 焙烧单因素实验  31-33
    3.3.2 焙烧正交实验  33-36
    3.3.3 焙烧熟料的XRD分析  36
  3.4 溶出实验  36-39
    3.4.1 实验过程  36-37
    3.4.2 实验结果  37-39
  3.5 溶出渣分析  39-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 溶出液铝、铁分离研究  41-48
  4.1 实验原理  41-42
  4.2 铝、铁共沉  42-44
    4.2.1 实验过程  42
    4.2.2 实验结果  42-44
  4.3 氢氧化铝碱溶反应研究  44-47
    4.3.1 实验过程  44-45
    4.3.2 实验结果  45-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 氧化铁和氧化铝的制备  48-57
  5.1 氢氧化铁制备氧化铁  48-49
    5.1.1 实验原理  48
    5.1.2 实验内容和结果  48-49
  5.2 铝酸钠制备氢氧化铝  49-54
    5.2.1 碳分法制备氢氧化铝  49-52
    5.2.2 水解法制备氢氧化铝  52-54
  5.3 氢氧化铝制备氧化铝  54-56
    5.3.1 实验原理  54
    5.3.2 实验过程与结果  54-56
  5.4 本章小结  56-57
第6章 结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿产资源的综合利用 > 有色及贵重金属矿产
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