赤泥除鐵初探

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1、赤泥除鉄初J米摘要本文分別采用高梯度濕法磁選、還原焙燒磁選、氯化銨(NH4C1)干法和鹽酸(nci)濕法四種方法對(duì)赤泥進(jìn)行了除鐵實(shí)驗(yàn)，探討了除鐵的相關(guān)工藝技術(shù)和條件，從屮找出合理的工藝流程，為赤泥的綜合利用及除鐵工藝幵辟了新的可能性途徑。關(guān)鍵詞赤泥，除鐵，物理法，化學(xué)法1引言赤泥的綜合利用一直是個(gè)世界性難題，特別是赤泥中含有人量的鐵，致使赤泥在無(wú)機(jī)新材料應(yīng)用方面存在諸多困難。赤泥屮的鐵，除極少數(shù)情況下被刻意引入用作著色劑外，大多數(shù)是由原料引入的冇害雜質(zhì)。因此，在使用赤泥制備一些新型無(wú)機(jī)材料時(shí)，除去赤泥中大量的鐵是一個(gè)必需而且關(guān)鍵的步驟。本研究對(duì)山東鋁業(yè)公司提供的高鐵含量赤泥進(jìn)行了探索性的除

2、鐵實(shí)驗(yàn)，并取得了一定的成果［1?8］。2實(shí)驗(yàn)高梯度濕法磁選法除鐵:赤泥濃度10%,分散劑用量3kg八，流速2cm/s,場(chǎng)強(qiáng)1.4T。還原焙燒磁選法除鐵：分別取一定比例的赤泥和煤粉(煤粉為還原劑)，加入適量的水，混合均勻，制成赤泥球團(tuán)塊后，放入烘箱內(nèi)于105°C干燥2h,放入高溫爐內(nèi)進(jìn)行還原焙燒。再將焙燒后的產(chǎn)品進(jìn)行水冷、磨細(xì)后磁選。根據(jù)赤泥中Fe的含量，分別按理論計(jì)算所需的1、1.5和2倍碳量，摻入煤粉制成No.1、No.2、No.3赤泥團(tuán)塊，再分別于10⑻?1150°C下還原lh,水冷磨細(xì)后磁選。氯化銨(NH4C1)干法除鐵：實(shí)驗(yàn)中按一定比例在赤泥中加入NH4C1，混合好后裝入坩堝，焙燒

3、至500?750°C，保溫2h。鹽酸(I1C1)濕法除鐵：取20g赤泥，加入500mL濃度為0.7mol/L的稀鹽酸。3結(jié)果分析3.1高梯度濕法磁選法除鐵高梯度磁選結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，在5#鋼毛為介質(zhì)的情況下，70目赤泥非磁性部分的產(chǎn)率僅為2%,80目赤泥非磁性部分產(chǎn)率為3%;在以鋼網(wǎng)為介質(zhì)的情況下，70目赤泥的非磁性部分產(chǎn)率為11.71%，80目赤泥的非磁性部分產(chǎn)率為14.16%。整體來(lái)看，隨著赤泥目數(shù)的增大，非磁性赤泥產(chǎn)出率增大。但在這個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下，非磁性赤泥的最大產(chǎn)率也只是14.16%，產(chǎn)出效率很低，既不經(jīng)濟(jì)也很費(fèi)時(shí)。從赤泥的結(jié)構(gòu)成分來(lái)看，造成這種現(xiàn)象的原因主要是赤泥中的磁性

4、鐵部分已經(jīng)進(jìn)入礦物鈣鐵榴石Ca3Fe2(Si04)3晶格中，加上這些礦物顆粒細(xì)小，充分分布在赤泥中，因此，很難單獨(dú)使用物理方法除去赤泥中的鐵。3.2還原焙燒磁選法除鐵還原焙燒磁選法除鐵結(jié)果如表2所示。從表2可見(jiàn)，每個(gè)赤泥球加入煤粉經(jīng)過(guò)焙燒后都還有磁性，用磁鐵吸附小塊的碎渣，呈弱磁性。磨細(xì)過(guò)120冃篩后用磁鐵磁選時(shí)幾乎每個(gè)顆粒都有磁性，吸附在磁鐵上，這可能是因?yàn)橛袉钨|(zhì)Fe或Fc304生成。用強(qiáng)磁鐵無(wú)法把有磁性的部分和無(wú)磁性的部分分離開(kāi)來(lái)，較難達(dá)到徹底除鐵的目的。3.3氯化銨(NH4C1)干法除鐵由赤泥的礦物組成來(lái)看，赤泥中的Fe主要以Fe2()3的形式存在，F(xiàn)e2()3在高溫下與NH4C1反

5、應(yīng)，生成氣態(tài)FeC13,從赤泥屮排出，以達(dá)到除鐵的目的。NH4C1受熱分解，產(chǎn)生的HC1與赤泥屮的Fe203反應(yīng)，生成的FeC13的沸點(diǎn)為315°C,在400°C左右就可以完全變成氣體蒸發(fā)掉。焙燒后的赤泥與原赤泥相比，其周?chē)韺宇伾黠@加深，內(nèi)層則明顯變淺。研究發(fā)現(xiàn)，赤泥團(tuán)塊表層深色是反應(yīng)生成的FcC13o反應(yīng)生成的產(chǎn)物在空氣中放置一段時(shí)間后，很快潮解，呈黑褐色稀泥狀，應(yīng)為CaC12。實(shí)驗(yàn)可知，此法能除去大部分Fe3+、Fe2+，此反應(yīng)需求大量的NH4C1，同時(shí)生成氯化物的種類較多且?jiàn)A雜在一起。若能將反應(yīng)產(chǎn)物分離開(kāi)(CaC12是一種良好的強(qiáng)干燥劑，F(xiàn)cC13,A1C13可制備成復(fù)合型聚合氯

6、化鋁鐵，用作凈水劑[9])，可取得良好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。3.4鹽酸(HC1)濕法除鐵用酸除鐵是一種常規(guī)的化學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)中取20g赤泥，加入500mL濃度為0.7mol/L的稀鹽酸。觀察反應(yīng)現(xiàn)象如下：酸滴加的過(guò)程中，反應(yīng)劇烈，有大量的氣泡產(chǎn)生，且有臭雞蛋味。反應(yīng)完全后，靜置一段時(shí)間使固液分離，液體呈膠體狀，黃褐色，有絮狀物生成。根椐實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)為反應(yīng)中生成的氣體主要為C02,并有部分H2S生成。液體呈膠體狀，說(shuō)明液體中的Fe3+、A13+已經(jīng)水解成Fe(0H)3、A1(OH)3；測(cè)得液體的pH值為2?3,呈酸性。該實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)和氯化銨干法除鐵相同，其反應(yīng)生成物也相同。若能把CaC12和FeC1

7、3、A1C13分離，前者作強(qiáng)干燥劑，后者作為凈水劑用，對(duì)赤泥的應(yīng)用也具有一定意義。4結(jié)論及展望(1)單獨(dú)使用常規(guī)的物理或化學(xué)方法對(duì)赤泥進(jìn)行除鐵，效果都不佳。赤泥高梯度濕法磁選除鐵，非磁性產(chǎn)率最高只有14.16%;還原焙燒磁選法除鐵仍需要進(jìn)一步探索；氯化銨(NH4C1)干法除鐵和稀鹽酸濕法除鐵的產(chǎn)物CaC12和FeC13、A1C13若能順利分離，既能達(dá)到除鐵的效果，而且CaC12和FeC13、A1C13可分別用作強(qiáng)干燥劑和