碱法提高铝硅矿物的铝硅比.pdf

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1、文章编号：1007—046X(2011)02—0019—02固废；}ll用碱法提高铝硅矿物的铝硅比ImprovementoftheAhO3／SiO2RatioofAl—SimineralswithAlkalineMinerals蒲锐，宫敏，范全升r1．贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550003：2．青岛固体废弃物处置有限责任公司，山东青岛266041)摘要：采用NaOH溶液对铝硅矿物进行预脱硅处理，测出溶渣中SiO和Al0，的含量，计算得出渣中的铝硅比。考察液自比、溶出温度、溶出时间、碱浓度等因素对铝硅矿物溶出后渣中

2、铝硅比的影响。实验表明，在液固比为40：1、温度95~C、溶出时间3h、40％碱浓度条件下，矿物的脱硅率可达55％以上，预脱硅后渣中铝硅比由089提高到2．21。关键词：铝硅矿物；碱溶；铝硅比中图分类号：TU528．2文献标识码：AAbstract：：Throughpre—desilicationofA1．SimineralswithNaOHsolution，theamountofSiO2andAI2O3inslagweremeasuredtocalculatetheratioofAl203／SiO】．Impactof

3、L／Sratio，digestiontemperatureandtime，andalkaliconcentrationetcontheratioofAI2O3／SiO2intheslagwereinvestigated．ThetestshowedthattheratioofAl2O3／SiO2wasfromO．89upto2．21andsiliconremovalratefrommineralwasupto55％undertheconditionsof40：1L／S，95℃temperature，180mindiges

4、tiontime，and40％alkaliconcentration．‘Keywords：AI—Siminerals；alkalinesolution；AI203／SiO2ratio0前言SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H20(1)r～A1203+2NaOH=2NaAl02+H20(21在烧结法中产生大量的硅钙渣，容易造成二次污染，发生的副反应主要为：氟盐法对设备要求高，成本较大。这两种方法均没达到工业化生产的要求“叫。本文采用碱法对铝硅矿物进行脱硅处2NaAlO2+2a2Si03+4H20=Na20‘AhOs。

5、2Si02·2H：0j+4NaOH(3)理，操作简便，工艺简单，有望提高渣中的铝硅比。1．2实验方法1实验部分将达到温度要求后的NaOH溶液中加入一定量的矿物1．1实验原理样品，在搅拌条件下进行溶出，到时间后停止加热，过滤，铝硅矿物样品中晶体矿物的类型及主要矿物的质量分收集溶渣，检测出渣中的A1：0，和SiO：的含量，计算出铝数如表1所示。硅比。采用单因素的实验方法，分别考察液固比、溶出温表1矿物中晶体矿物的类型及化学组成％度、溶出时间、碱浓度等因素对矿样溶出渣中铝硅比的影莫来石石英石灰白云石金红石磁赤铁赤铁矿AIO硅

6、铝不定型物响，获取最佳的实验条件。实验用铝硅矿物的化学组成如表2所示，样品中铝硅比为0．89。分析结果显示，玻璃相(硅铝不定型物)含量不足表2铝硅矿物样品的化学组成分析结果％7．20％。莫来石是在高温下由大量硅和铝的无机矿物形成，此温度下矿物中的r—A10，转化为稳定的a—A10，，使铝硅矿物中A1：0活性大大降低。实验用NaOH溶液打破莫来石中的硅铝键，使非晶态2结果与讨论Si0：溶于碱液中。控制反应条件，使稳定的a—A1：0，不2．1液固比对渣中铝硅比的影响溶于碱液而留在渣中，从而实现铝硅的分离，提高渣中的在温度为

7、95~C、溶出时间为180rain、碱浓度为40％铝硅比。碱溶过程中主要发生的反应有：时，分别在液固比为10、20、3O、4O、5O的条件下进行2／2011粉煤灰19溶出，实验结果如图1所示。如图3显示，在溶出时间少于180rain时，随着时间的延长，渣中铝硅比增大，当溶出时间超过180rain后，渣中的铝硅有所降低。2．4碱浓度对渣中铝硅比的影响在温度为95％、液固比为40：1、溶出时间为180min，NaOH浓度分别为10％、20％、30％、40％、50％条件下的实验结果如图4所示。幽1j匝固比对潘浸渣中铝硅比的影

8、响图1显示，渣中铝硅比随液固比的增大而增大。这是由于增大液固比有利于提高Na：SiO的溶解度，加速反应式(1)向右进行；同时增大液固比也有利于提高矿浆的流动性，从而提高SiO的浸出率。但液固比过大，碱的消耗和能耗都会增加。因此，适宜的液固比为40：1。2．2温度对渣中铝硅比的影响在液固比为40：1、碱浓度为40％、溶出时间为180