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RCR新文:赤泥中铁、铝、钛分离回收新途径

 柒国联军 2021-11-26

原文链接:

https://www./science/article/pii/S0921344920306297#!

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文章导读

赤泥(RM)是使用拜耳法提取氧化铝过程中产生的废弃物,每吨氧化铝提取赤泥约为0.8-1.5吨,全世界约为1.2亿吨/年。赤泥主要处置方式是堆放或填埋,这样不仅对自然环境造成一定的危害,而且浪费了宝贵的资源。赤泥因其高碱度(pH 10~13)而被认为是一种主要的危险废物。所以,在可重复使用之前,RM应被中和。中和剂包含海水、石膏、真菌和污水污泥。赤泥的利用对氧化铝厂来说是一个巨大的挑战,这无疑已成为矿山和铝冶金行业亟待解决的问题。为了保护环境,有许多研究直接利用RM,例如使用RM作为污染物的吸附剂、建筑材料和中和酸性废物的试剂。然而,只有极小部分的赤泥被处理,这些方法通常会带来新的污染。因此,人们进行了许多研究来从赤泥中提取有价值的元素,包括物理选矿、湿法冶金、火法冶金和火-湿法冶金工艺。本研究采用火法冶金和湿法冶金联合工艺从赤泥中分步提取有价金属,可有效实现铁、铝和钛的回收,但该工艺耗酸量很高。考虑到赤泥利用率低和对铁、铝、钛资源的迫切需求,赤泥的综合利用具有重要意义。因此,本文研究了从赤泥中梯度回收铁、铝和钛的多级利用工艺,包括预还原-熔融分离回收铁、改性-碱浸提取氧化铝和盐酸浸出提钛。

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原文摘要

赤泥是氧化铝厂工业生产中的一种副产品,其特点是含碱量高,含有铁、铝、钛等多种有价金属。有效利用赤泥是铝冶金工业可持续发展的当务之急。本文提出了一种从赤泥中充分回收铁、氧化铝和二氧化钛的新方法,该方法包括预还原熔炼、碱浸和酸浸三个步骤。采用预还原熔炼步骤从泥浆中回收铁,生产出铁回收率约为98.15%的生铁和分别含有43.17%氧化铝和15.71%二氧化钛的炉渣。然后,在热动力学计算的基础上,对熔渣碱浸和盐酸浸出工艺进行了改进,分别从熔渣中分步回收Al2O3和TiO2。铝和钛以钠铝溶液和钙钛矿的形式回收,回收率分别为85.85%和95.53%。该创新路线可能是实现赤泥综合清洁利用的潜在途径。

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图1 赤泥的X射线衍射模式

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图2 赤泥的粒子粒径

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图3 EPMA分析赤泥

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原文信息

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Abstract

Red mud is one kind of by-products rejected from industrial production of alumina plant and characterized by high content of alkaline and containing many valuable metals such as iron, aluminum, titanium, etc. It is urgent to effectively utilize red mud for the sustainable development of aluminum metallurgy industry. In this paper, a new route was proposed to fully recover Fe, Al2O3 and TiO2 from the red mud, which includes three procedures, i.e. pre-reducing-smelting, alkaline leaching and acid leaching. The pre-reducing-smelting step was employed to recover iron from the mud, producing pig iron at an iron recovery of some 98.15% and slag containing 43.17%Al2O3 and 15.71%TiO2, respectively. Then, based on the thermal dynamic calculations, a modification of the slag-alkaline leaching and hydrochloric acid leaching process were conducted to obtain the stepwise recovery of Al2O3 and TiO2, respectively, from the smelting slag. Aluminum and titanium were recovered in the form of sodium aluminum solution and perovskite at a recovery of 85.85% and 95.53%, respectively. The innovative route is probably a potential way to achieve comprehensive and clean utilization of red mud.

本期编辑

嵇恬甜,中国科学院城市环境研究所,硕士研究生,研究方向:产业生态学

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