拜耳法赤泥中鐵的提取及殘渣制備建材
摘要：以拜耳法赤泥為原料，經直接還原焙燒-磁選回收鐵，磁選殘渣用于生產建筑材料。該赤泥中的氧化鐵含量27.93%，并以赤(褐)鐵礦為主要存在狀態。在探討了焙燒溫度、焙燒時間、炭粉及添加劑用量等因素對實驗結果影響的基礎上，得出較理想的焙燒條件。在該條件下，經磨細磁選后所得精礦中，總鐵含量89.05%，金屬化率 96.98%，回收率 81.40%，可用作海綿鐵。磁選殘渣摻入消石灰經壓力成形、蒸汽養護，試件抗壓強度可以達到24.10 MPa，可用于生產蒸養磚等建材。殘渣在蒸養前后主要礦物組成由霞石轉化為鈣鋁黃長石，熱力學分析證明了在實驗條件下該反應發生的可能性。
關鍵詞：拜耳法赤泥；鐵回收；建材；綜合利用
赤泥是氧化鋁生產過程中產生一種工業廢渣。目前國內外對赤泥的處理多以堆置或填海處理為主，因其堿度高、產量大，赤泥堆會對周邊的水體、土壤、大氣等造成嚴重污染，并占用大量土地。對赤泥進行綜合利用方面的研究勢在必行。
燒結法赤泥由于經過1 200 ℃高溫煅燒，其中含有大量的 2CaO·SiO2 等活性礦物組分，可以直接應用于建筑材料生產[1-3]。 拜耳法冶煉氧化鋁采用的是強堿NaOH 溶出高鋁、高鐵、一水軟鋁石型和三水鋁石型鋁土礦，所產生的拜耳法赤泥中不存在2CaO·SiO2等活性成分，另外含鐵高，耐腐蝕性差，很難直接用于建材行業。雖然希臘的有關學者在赤泥作為燒制水泥原料方面進行了研究[4]，但赤泥摻量只有 3%~5%，與赤泥巨大的產生量相比，這種利用方式并不能徹底解決問題。雖然采用從赤泥中提取 Ti，Sc等稀有金屬的工藝[5-6]可以獲得較高附加值的產品，但一般成本較高、流程復雜，在國內推廣困難。針對拜耳法赤泥中鐵含量較高的特點，國內外對拜耳法赤泥中回收鐵進行了廣泛研究[7-11]，可以實現赤泥中鐵的回收利用，然而對鐵提取后、仍占原赤泥總量60%以上的殘渣處置問題未作考慮。為此，本文作者在通過采用直接還原焙燒、磁選制得鐵精礦產品之后，進一步將鐵分離后的殘渣用于生產建筑材料，從而探討可以實現拜耳法赤泥零排放的可行途徑。
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