硫酸铵-高铁铝土矿焙烧法提取铝、铁

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一种综合利用高铁铝土矿的方法[发明专利]

专利名称：一种综合利用高铁铝土矿的方法专利类型：发明专利
发明人：翟玉春,辛海霞,申晓毅,王佳东,王若超申请号：CN201110256456.0
申请日：20110901
公开号：CN102432071A
公开日：
20120502
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种综合利用高铁铝土矿的方法，该方法包括以下步骤：(1)将高铁铝土矿破碎、磨细后与硫酸混合焙烧；(2)焙烧熟料溶出、过滤得粗制硫酸铝溶液和提铝渣；(3)粗制硫酸铝溶液先采用黄铁矾法沉铁，再用磷酸或磷酸氢铵深度沉铁，所得溶液沉铝，得到氢氧化铝；(4)氢氧化铝煅烧制备氧化铝；(5)黄铵铁矾煅烧制备氧化铁；(6)磷酸铁水解得到氢氧化铁和磷酸氢铵；(7)提铝渣直接作为微硅粉。

申请人：东北大学
地址：110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
国籍：CN
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高铁铝土矿铝铁硅分离技术的研究

高铁铝土矿铝铁硅分离技术的研究
随着我国铝及铝加工产业进入一个高速发展时期,铝材的应用领域也越来越广泛。

但由于我国是铝矿资源相对缺乏的国家,尤其高品位的矿产资源更为匮乏。

我国广西地区储有大量高铁铝土矿,其中铝、铁的品位较低,铁矿物和铝矿物嵌布粒度细、相互胶结、矿物的单体解离能力差,不能以单一矿物冶炼。

因此,研究低品位高铁铝土矿的有效分离具有重要现实意义。

本文采用硫酸铵熔融-溶出反应法处理高铁铝土矿达到了硅与铝铁分离,化学共沉淀-碱浸反应法处理铝铁共存溶出液实现了铝和铁的分离,最后采用磷酸溶解-氨水调节pH值沉淀法处理氢氧化铁得到了磷酸铁。

得到了如下结论:(1)在熔融反应温度300℃,熔融反应时间为4h,硫酸铵与原矿的质量比为6:1的实验条件下,铝的提取率为92.1%,铁的提取率达到93.5%,没有硅的溶出。

(2)硅渣中含有二氧化硅、二氧化钛及少量氧化铝。

(3)最适宜共沉淀反应条件:反应温度为60℃,反应时间为60min,反应溶液的最终pH值为5.0的条件下进行铝铁共沉淀,铝沉淀率为97.6%,铁的沉淀率达到97.9%。

(4)最适宜碱浸条件:在碱浸温度90℃,碱浸时间为60min条件下,铝的浸出率达到91.3%。

(5)在Fe3+与磷酸共存的溶液中,用氨水调节溶液的pH值。

当pH值为2时,白色沉淀主要是(NH4)Fe(HPO4)2·2H2O。

当pH值为5时,生成非晶状态物质在550℃下焙烧7h得到的产物为无定型态;在550℃下焙烧7h 得到六方晶型的FePO4,但是衍射峰比较微弱;在600℃下焙烧7h,得到晶型较完整的FePO4。

高铁铝土矿还原焙烧分离铁、铝的研究

2019年第12期轻金属•15•高铁铝土矿还原焙烧分离铁、铝的研究吴艳'，白皓S辛海霞蔦徐玉君$(1.东北大学，辽宁沈阳110819；2东北大学秦皇岛分校，河北秦皇岛066004)摘要：高铁铝土矿是一种典型的难处理的多共生资源，具有较高的综合利用价值。

本文采用还原提铁及铁焙烧提铝工艺对高铁铝土矿进行了铁、铝分离研究。

实验研究表明，在还原温度1200弋、还原时间120min、•熔剂用量20%时，铁还原率可达80%,磁选分离后得到磁性物质(铁精矿)和非磁性物质(富铝渣)，再通过铁焙烧的方法提取了富铝渣中的铝，在焙烧温度450弋、恒温时间120min、铁铝比为6时，铝提取率可达80%以上。

提铝后的渣主要为二氧化硅和硫酸钙。

关键词：高铁铝土矿；氧化铝；铁；还原；焙烧中图分类号：TF803.X758文献标识码：A文章编号：1002-1752(2019)12-0015-05DOI：10.13662/ki.qjs.2019.12.004Study on separation of iron and aluminum of high iron bauxite by reduction roastingWu Yan1,Bai Hao1,Xin Haixia2and Xu Yujun2(1.Northeastern University,Shenyang110819,China；2.Northeastern University at Qinhuangdao Branch,Qinhuangdao066004,China)Abstract：High iron bauxiteis a typical multiple symbiotic resource which is difficult to deal with and has high comprehensive utilization value.In this paper,the separation of Fe and Al from high iron bauxite by the process of iron reduction and ammonium roasting was studied.The experimental results show that the reduction rate of iron can reach80%when reduction at1200°C for120min and with20%flux.The magnetic substances(Iron concentrate)and non-magnetic substances(Aluminum-rich residue)were obtained by magnetic separation.The alumina in the aluminum-rich residue was extracted by ammonium roasting.When the roasting temperature is450°C,the constant temperature time is120min and the ratio of ammonium to aluminum is6, the aluminum extraction rate can reach more than80%.Silica and calcium sulfate are the main residues after aluminum extractionKey words:high iron bauxite；alumina；iron；reduction；roasting高铁铝土矿实际上是指全铁含量在25%以上，同时含有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等含铁矿物，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石等含铝矿物矿石的统称［，'21o我国拥有大量的高铁铝土矿资源。

铝土矿选矿尾矿酸法提铝除铁实验研究

铝土矿是生产氧化铝的主要原料，铝工业快是
速发展的基础。铝土矿的大量开采必然导致尾矿的
法、有机络合物法和有机溶剂萃取法［等。黄钾铁８Ｊ
矾法自从上世纪６Ｏ年代被成功试验以来，已广泛地应用于铜、锌等有色金属的冶炼中，取得了巨大的并成功，但在含铝溶液中的研究应用较少。本试验即
工艺路线来回收其中的铝。与碱法提铝相比，酸法提铝最明显的优点就是产品中几乎不含硅，缺点就是铁含量偏高，致产品颜色发黄，能降低。因导性
此，了制取高纯度的氧化铝，为预先将硫酸铝溶液中
的铁除去就显得极为重要。
公司生产。
ＤＨ计：雷磁ｐＳ一５上海精密仪器有限公司Ｈ２，
生产。
２２
湖南有色金属
第２８卷
３％过氧化氢：沙市湘科精细化工厂生产，０长
ＡＲ。
移取一定量的硫酸铝溶液于烧杯中，入双氧加
第２８卷第１期２１０２年２月
ＨＵＮＡＮＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳ
湖南有色金属
２１
・
冶
金・
铝土矿选矿尾矿酸法提铝除铁实验研究
童秋桃，高远，奇朱肖
（中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙摘４０８）１０３
水，搅拌，使溶液中的亚铁全部氧化，然后加入无水

硫酸铵-高铁铝土矿焙烧法提取铝、铁

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮｏｖｅｌｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆＡｌａｎｄＦｅｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈ —ｉｒｏｎｂａｕｘｉｔｅｕｓｉｎｇａｍｍｏｎｉｕｍ
第４期２０１３年８月
矿产保护与利用
ＣＯＮＳＥＲＶＡＴ１０ＮＡＮＤＵＴＩＬＩＺＡｎＯＮＯＦＭＩＮＥＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１３
硫酸铵一高铁铝土矿焙烧法提取铝、铁
ＸｌＮＨａｉ—ｘｉａ，ＷＵＹａｈＬＩＵＳｈａｏ—ｍｉｎｇＺＨＡＩＹｕ—ｃｈｕｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
３００℃ 恒温５０ｍｉｎ后４５０ｃＣ恒温焙烧３０ｍｉｎ，铝、铁提取率分别可达９０．２０％和８７．６０％。
关
键
词：高铁铝土矿；物相组成；硫酸铵；焙烧工艺
中图分类号：ＴＦ８２１文献标识码：Ｂ文章编号：１００１ —００７６（２０１３）０４— ００３７— ０４
ｓｕｌｆａｔｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｐｈａｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｉｚｒｅｄ

硫酸铵焙烧铝土矿提取氧化铝及氧化铁

硫酸铵焙烧铝土矿提取氧化铝及氧化铁刘佳囡;翟玉春;贾志良【摘要】以三水铝石矿、硫酸铵为原料,采用硫酸铵两段焙烧法提取铝土矿中的铝和铁,通过单因素试验研究了常压条件下硫酸铵焙烧铝土矿过程中低温段、高温段焙烧温度、低温段、高温段焙烧时间、铵矿比对铝土矿中氧化铝和氧化铁的提取率的影响.结果表明,粒度小于74 μm的铝土矿在铵矿比n=4,低温段焙烧温度300℃,焙烧时间60 min,高温段焙烧温度450℃,焙烧时间60 min的条件下,多次验证Al2O3的提取率均在98％以上,Fe2O3的提取率均在88％以上.使铝土矿中的铝、铁、硅得到了有效地分离.【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2015(024)003【总页数】5页(P45-49)【关键词】铝土矿;硫酸铵;氧化铝;氧化铁;焙烧条件【作者】刘佳囡;翟玉春;贾志良【作者单位】东北大学材料与冶金学院,沈阳 110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳 110819;东北大学秦皇岛分校,河北秦皇岛066004;东北大学材料与冶金学院,沈阳 110819【正文语种】中文【中图分类】TF821铝土矿是一种以氢氧化铝矿物为主的成分复杂的岩石。

其化学性质随其结构的不同差异很大，除了含氧化铝及其水合物外，还含有氧化硅、氧化铁、二氧化钛、少量的钙和镁的碳酸盐以及钠、钾和其他化合物和有机物。

目前，国内外铝土矿的处理工艺包括拜耳法、烧结法、联合法、酸法、酸碱联合法和热法。

拜耳法是K.J.Bayer于1889～1892年提出的，它适用于处理低硅铝土矿，尤其是A/S＞8的优质三水铝石型铝土矿。

其工艺流程简单，产品质量好，经济效益高。

但是，矿石中的主要杂质SiO2以水合铝硅酸钠形式进入赤泥，造成Al2O3和Na2O的损失。

烧结法是将铝土矿配入含有Na2CO3的碳分循环母液、石灰，在高温下烧结得到含固体铝酸钠的熟料，用稀碱溶液溶解熟料得到偏铝酸钠溶液。

经脱硅后的纯净铝酸钠溶液用碳酸化分解法使溶液中的氧化铝以Al(OH)3析出。

硫酸铵焙烧活化—硫酸浸出粉煤灰提铝熟料的动力学研究

硫酸铵焙烧活化—硫酸浸出粉煤灰提铝熟料的动力学研究赵梓;赵爱春;刘宸嘉;王晔;高旭;张廷安
【期刊名称】《湿法冶金》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】研究了以粉煤灰为原料,采用(NH_(4))_(2)SO_(4)焙烧活化—硫酸浸出法提铝,考察了液固体积质量比、反应温度、反应时间及硫酸浓度对铝浸出率的影响,探究了熟料酸浸过程动力学。

结果表明:在液固体积质量比8/1、反应温度90℃、反应时间120 min、硫酸浓度20%优化条件下,铝浸出率为84.64%;浸出动力学公式为1-(1-x)13=6.03393e-22.0454/RT_(t),反应活化能为22.0454 kJ/mol。

【总页数】5页(P129-133)
【作者】赵梓;赵爱春;刘宸嘉;王晔;高旭;张廷安
【作者单位】太原科技大学材料科学与工程学院;东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TF821;TF803.21
【相关文献】
1.硫酸铵焙烧粉煤灰的熟料溶出动力学研究
2.硫酸铵焙烧粉煤灰反应动力学研究
3.循环流化床粉煤灰硫酸铵和硫酸协同酸浸提铝研究
4.二次铝灰硫酸铵焙烧提铝过程机理
5.高铝粉煤灰硫酸铵与碳酸钠焙烧活化对比研究
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高硫铝土矿在焙烧过程中的主要反应

高硫铝土矿在焙烧过程中的主要反应一、引言高硫铝土矿是一种重要的矿产资源，其含有丰富的硫和铝元素。

在工业生产中，高硫铝土矿经常需要经过焙烧过程，以提取出其中的有用金属元素。

然而，高硫铝土矿在焙烧过程中会发生一系列复杂的化学反应，这些反应直接影响着焙烧过程的效果和产物的质量。

深入了解高硫铝土矿在焙烧过程中的主要反应对于优化工艺、提高产能和降低成本具有重要意义。

二、高硫铝土矿的组成和性质高硫铝土矿主要由含有硫、铝等元素的矿物组成，其具体成分包括xxx、xxx、xxx等。

这些矿物中含有大量的硫元素，同时还有一定量的铝元素。

在工业中，高硫铝土矿通常用于生产硫酸铝和其他铝制品，因此其焙烧过程的效果直接关系到产品的质量和市场竞争力。

三、高硫铝土矿在焙烧过程中的主要反应在高温下，高硫铝土矿会发生一系列复杂的化学反应，主要包括以下几个方面：1. 硫元素的氧化反应高硫铝土矿中含有大量的硫元素，其在焙烧过程中会先后发生氧化反应，生成二氧化硫和三氧化硫等气体。

这些气体不仅对环境造成污染，而且还会影响焙烧过程中其他反应的进行和产物的质量。

在实际生产中，需要通过控制焙烧温度、氧气浓度等参数来控制硫元素的氧化反应。

2. 铝元素的转化反应高硫铝土矿中的铝元素主要以氧化铝的形式存在，而氧化铝本身在焙烧过程中也会发生一系列的转化反应。

其中，最重要的是氧化铝和硅酸盐矿物的反应，生成铝硅酸盐和游离的氧化铝。

这些铝硅酸盐矿物不仅影响着焙烧过程的进行，还可以作为重要的原料用于生产水泥和玻璃等产品。

3. 矿石结构的变化在高温下，高硫铝土矿中的矿物结构会发生一定程度的变化，主要包括中间相的转化、矿物颗粒的成长和溶解-析出反应等。

这些变化直接影响着矿石的性质和后续选矿过程的进行，进而影响到焙烧过程的效果和产物的质量。

四、个人观点和总结在高硫铝土矿的焙烧过程中，其主要反应涉及到硫元素的氧化、铝元素的转化和矿石结构的变化等方面。

深入研究这些反应机理，不仅有助于优化焙烧工艺，提高产品质量，还能够减少对环境的污染。

高铁铝土矿铝铁分离技术现状

高铁铝土矿铝铁分离技术现状张谦;文书明;王伊杰;丰奇成【摘要】我国的铝土矿资源供给虽然不足,但大量的高铁铝土矿资源因为分离技术方面的原因而没有得到有效的开发利用.因此,开展高铁铝土矿资源的铝铁分离研究,提高氧化铝的品位和回收率,降低铁含量,对于综合利用高铁铝土矿具有实际意义.从物理法、包含化学的联合处理法、微生物法等方面综述了高铁铝土矿铝铁分离研究的现状,指出物理法能低耗地实现粗粒、易于单体解离高铁铝土矿石的铝铁分离;化学法可以完成复合型高铁铝土矿的铝铁分离,但不同性质的矿石需要选用与之相适应的工艺方案;微生物法虽然具有低耗、无污染的特点,但国内仍处于研究初期,因此,利用微生物处理高铁铝土矿石有望成为新的研究方向.%The supply of China's bauxite resources is insufficient,and a large number of high-iron bauxite has not been effectively developed and used due to the low separation technique. Therefore,it is of great practical sense to conduct a study on aluminum and iron separation for high-iron bauxite resources in order to improve the grade and recovery of alumina,and to reduce iron content. The current studies on aluminum and iron separation from high iron bauxite are reviewed including the physical method,chemical combined processing method,and microbiological method. Physical method can achieve separation of aluminum and iron from coarse high iron bauxite which is easily to be liberated;Chemical method can be used in aluminum and iron separation of the composite high-iron bauxite,while the choice of the process depends on the nature of the ore. At present, in spite of microbiological methods own the characteristics of low consumption andno pollution, studies on microbiological methods are still at the very beginning at domestic. So it's believed that the microbiological processing of composite high-iron bauxite can become a new research direction.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】6页(P138-143)【关键词】高铁铝土矿;物理法;化学法;生物法【作者】张谦;文书明;王伊杰;丰奇成【作者单位】昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TD95我国已成为世界第二大经济体，快速发展的中国经济已使我国成为矿产资源消耗、进口和生产第一大国。

高铁铝土矿铝铁分离技术

高铁铝土矿铝铁分离技术高铁铝土矿铝铁分离技术【摘要】高铁铝土矿铝铁分离的常用技术方法为还原焙烧法铝铁分离工艺，在这种工艺下可以通过将高铁铝土矿细加工，加入添加剂进行重新的混合和造球，使其物理性能被加强，然后经过焙烧、筛选分离出新型的磁性物和非磁性物，通过磁性筛选最后得到纯度较高的金属铁粉，在这种工艺中金属铁粉以磁性物存在达到高度集中。

【关键词】铝化物;焙烧;矿物质;试验在还原焙烧法工艺中，需要多种型号添加剂，并且添加剂的总体体积要不小于45%，焙烧温度保持在1050℃，就能够得到纯度为94%以上的高纯度铁粉。

这种铁铝分离技术目前被广泛应用于金属分离工序中，下文我将通过实验对其工艺技术进行详细的分析。

1 铝铁分离技术的工艺性铝铁化合物矿物是自然界广泛存在的矿物之一，很多高铝铁矿的铁品位较低，但是其中的二氧化铝却有较高的含量，因此如何合理利用分离工艺来提高铝铁矿石的资源利用效率就显得十分重要。

常见的三氧化二铝是能够在烧结时形成铝酸钙和铁酸钙的，因而通过合理的添加来降低铝化物的烧结温度，通过提高铝化物的分离性以提高能源的产出量，这对我国矿产行业来说有着十分重要的意义。

2 试验流程2.1 试验材料的选择本试验中选用高铁三水铝石型铝土矿作为提取原料，这种矿石中的全铁成分在31%以上，并且其它物质如三氧化二铝和二氧化硅的比例占26%和8%，其它杂质类金属蕴含丰富，其中二氧化锑的含量为1.36%，同时烧损率为17%，介于试验原料属于高铁低铝硅比的铝土矿，不适合利用拜耳法进行处理而选用还原焙烧法铝铁分离工艺进行作为主要试验研究办法。

添加剂的选择为添加剂T-2、T-3、T-4以及硫酸。

而还原剂为烟煤，固定碳含量接近50%，同时挥发程度较高，在硫的含量低于1%，能够在本工艺中作为良好的还原剂。

2.2 试验项目确定本次试验具有如下两种试验目的，首先在高铁铝土矿中铝铁分离获得金属铁粉与非磁性物，另外是在非磁性物种中进行下一步的.铝硅分离。

硫酸铵焙烧铝土矿提取氧化铝及氧化铁

硫酸铵焙烧铝土矿提取氧化铝及氧化铁I. 简介A. 硫酸铵焙烧法的原理及特点B. 铝土矿的特点和应用C. 目的和意义II. 实验设计A. 实验材料和仪器B. 实验步骤和流程C. 实验条件和处理方法III. 实验结果分析A. 热重分析结果及结论B. 热重分析结果对焙烧过程的影响C. X射线衍射分析结果D. X射线衍射分析结果对产物结构的解释IV. 提取氧化铝和氧化铁A. 分离提取方法B. 分离提取结果及分析C. 硫酸铵焙烧法提取氧化铝和氧化铁的优缺点D. 生产应用前景V. 结论A. 实验中得到的结果和结论B. 对硫酸铵焙烧法提取氧化铝和氧化铁的评价C. 实验中的不足和未来研究展望第一章节：简介I.1 硫酸铵焙烧法的原理及特点硫酸铵焙烧法是一种常用的铝土矿提取氧化铝和氧化铁的方法，其基本原理是在一定的温度范围内，将铝土矿与硫酸铵混合后进行加热，以使硫酸铵分解产生氨气和硫酸，进而使铝土矿发生氧化还原反应释放出氧化铁和氧化铝。

这种方法具有反应速率快、产品纯度高、生产成本低等优点。

此外，硫酸铵焙烧法还具有对铝土矿种类适用范围广、工艺技术成熟等特点。

I.2 铝土矿的特点和应用铝土矿是一种重要的非金属矿物资源，其主要成分为氧化铝、氧化铁及其他金属氧化物，具有耐酸碱蚀、导电性好等特性，可广泛应用于航空航天、建筑材料、电子元器件等领域。

I.3 目的和意义本文将通过对硫酸铵焙烧法的原理及特点、铝土矿的特点和应用进行阐述，进一步深入探讨硫酸铵焙烧法提取氧化铝和氧化铁的实验设计和结果分析，并对该方法的优缺点进行评价，对其在生产中的应用和推广进行探讨和展望。

第二章节：实验设计II.1 实验材料和仪器实验中所用的铝土矿为红土矿，硫酸铵、氨水、氯化钠等化学试剂均为优质分析试剂。

实验中所用的设备有恒温水浴、热重天平、高温炉、X射线衍射仪等。

II.2 实验步骤和流程（1）将铝土矿样品粉碎至20目以下，称取0.5克样品放入热重天平中测定其质量。

硫酸铵焙烧法回收二次铝灰中的铝

ＺｈｕＦａｎｇ－ｆａｎｇ，ＬｅｉＺｅ，ＧａｏＩｑ－ｙｉｎｇ，ＺｈａｎｇＨｏｎｇ — ｌｉｎｇ，ＸｕＨｏｎｇ — ｂｉｎ，Ｚｈａｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｌＷａＳｒｅｃｏｖｅｒｅｄｆｒｏｍｔｗｏａｌｕｍｉｎｕｍａｓｈｂｙａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｒｏａｓｔｉｎｇａｎｄｗａｔｅｒｌｅａｃｈｉｎｇ．Ｉｄｅｎｔｉｆｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｒｏａｓｔｉｎｇｗａｔｅｒ１ｅａｃｈｉｎｇｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＡｌｔｗｏｆｒｏｍａｌｕｍｉｎｕｍａｓｈ，ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｒｏａｓｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：
硫酸铵焙烧法回收二次铝灰中的铝
朱方方，２ ‘ ３，雷泽，高毅颖２ ‘ ３，张红玲２。３，徐红彬２ ‘ ３，张懿２ ’ ３
（１．ｑ－国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京
过程与工程重点实验室，北京
１０００８３；２冲国科学院绿色
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｃａｌｌｒｅａｃｈ８５．１７％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｗｏａｌｕｍｉｎｕｍａｓｈ；ａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅ；ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｒｏａｓｔｉｎｇ；ｌｅａｃｈｉｎｇ

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图５硫酸铵与铝土矿混合物焙烧所得熟料ＸＲＤ谱
恒温５０ｍｉｎ，再升温至４５０ｏＣ恒温３０ｍｉｎ，同时考察
了焙烧温度在５００ｏＣ、５５０℃时铝、铁提取率。试验选取硫酸铵质量为铝土矿质量的３．５倍，结果如图
３．２．２恒温时间对铝、铁提取率的影响
硫酸铵加入量为铝土矿质量的３．５倍，考察
万方数据
系反应，铝反应的最终产物为ＮＨ。Ａ１（Ｓ０４）：，铁反应的最终产物为ＮＨ４Ｆｅ（ＳＯ。）：，试验考查了不同条件对铝、铁提取率的影响，结果表明：采用两段法焙烧可有效提高铝、铁提取率，硫酸铵与铝土矿质量比为３．５，
３００℃恒温５０ｒａｉｎ后４５０℃恒温焙烧３０ｒａｉｎ，铝、铁提取率分别可达９０．２０％和８７．６０％。关键词：高铁铝土矿；物相组成；硫酸铵；焙烧工艺中图分类号：ＴＦ８２１文献标识码：Ｂ文章编号：１００１一００７６（２０１３）０４—００３７—０４
第４期
辛海霞，等：硫酸铵一高铁铝土矿焙烧法提取铝、铁
・３９・
ＦｅＯＯＨ＋２（ＮＨ４）２Ｓ０４＝ＮＨ４Ｆｅ（Ｓ０４）２＋３ＮＨ３ｔ＋
２Ｈ２０
４所示。由图４可知：温度对铝、铁提取率影响较大，在２５０ｏＣ和３００ｏＣ恒温５０ｍｉｎ时铝、铁提取率达到较大值，推测主要原因为：在２５０ｏＣ和３００ｏＣ硫酸铵分解为硫酸氢铵，而硫酸氢铵熔点为１４６ｏＣ，因此在此温度段内，硫酸氢铵实际为液相，反应本身又产生部分水，强化了硫酸氢铵向铝土矿颗粒的内扩散过程，使得硫酸氢铵更好的分布于铝土矿颗粒内，最后温度达到４５０℃，使得体系温度升高，强化了反应过程，同时使得过量的硫酸铵分解。温度高于４５０℃时，硫酸铵还未与铝土矿发生反应，便快速分解了，导致铝、铁提取率均明显下降。
Ａ１２０３２２．９６Ｓｉ０２１０．６３Ｆｅ２０３４６．８９Ｔｉ０２１．４３
／％
Ｍｎ０２１．１０
１．２试验方法
将固体硫酸铵与铝土矿按一定比例置于氧化铝坩埚中，充分搅拌后置于电阻丝炉中焙烧，电阻丝炉以７。Ｃ／ｍｉｎ的升温速率升至某一温度，保温一定时间后取出，冷却，加水搅拌溶出，溶出水量为熟料质量的３倍，溶出温度７０℃，溶出时间３０ｍｉｎ，溶出完毕后抽滤，滤渣洗涤两次，测定滤液中铝、铁量，计算铝、铁提取率。试验所用硫酸铵为分析纯试剂，水为去离子水，分析检测用试剂均为天津科密欧公司生产，ｘ射线衍射仪为Ｒ｝ｇａｋｕ
对３００ｏＣ恒温５０ｍｉｎ后４５０ｏＣ恒温３０ｍｉｎ所得
ｆ
Ａ１２０３＋４（ＮＨ４）２Ｓ０４＝２ＮＨ４ＡＩ（Ｓ０４）２＋６ＮＨ３Ｔ＋
３Ｈ２０ｔ
３试验结果与分析
３．１
硫酸铵和铝土矿热性质
硫酸铵是一种酸化剂，在温度小于２３０ｏＣ基本
是稳定的，在２３０～３００＂１２分解生成硫酸氢铵，随着温度的升高，硫酸氢铵继续分解形成焦硫酸铵，分解过程中产生的中间产物还有ＮＨ。ＨＳＯ。、（ＮＨ。），Ｈ（ＳＯ。）：、ｂｌＨ：ＳＯ，Ｈ等，这些中间产物均为酸化剂，所有中间产物在４５０℃基本分解完全∞’６ｊ。对铝土矿进行差热分析，结果如图３所示。根据三水铝石和针铁矿性质：三水铝石在１５０
ｍｉｎ
［２］陈世益，周芳，洪金鑫．广西贵港三水型铝土矿针铁矿中
铝的类质同象置换［Ｊ］．中南矿冶学院学报，１９９３，２４
（３）：２８３－２８８．
时，考察硫酸铵加人量对铝、铁提取率的影响。结果如如７所示，由图７可以看出，随着硫酸铵量的增加，铝、铁提取率均增加。在硫酸铵加入量大于铝土矿质量的３．５倍时，铝、铁提取率变化均不明显，说明硫酸铵量已足够。
ｔｈｅｅｘｔｒａｃｆｉｏｎ
ｗｅｒｅａｌｓｏ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆ
ａｍｍｏ－
ａｒｅ
ｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｉｓ３．５ｔｉｍｅｓａｓｔｈｅｍａｓｓｏｆｔｈｅｂａｕｘｉｔｅ．ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄｉｒｏｎ
［３］李殷泰，毕诗文，段振瀛，等．关于广西贵港三水铝石型铝土矿综合利用工艺方案的探讨［Ｊ］．轻金属，１９９２
（９）：６—１４．［４］唐向琪，陈谦德．贵港式三水铝石矿综合利用方案比较［Ｊ］．轻金属，１９９５（２）：１—６．
４结论
（１）铝土矿与硫酸铵混合焙烧过程中，铝矿物、与硫酸铵反应生成ＮＨ。Ａ１（ＳＯ。）：，铁矿物与硫酸铵反应生成ＮＨ。Ｆｅ（ＳＯ。）２。（２）铝土矿与硫酸铵混合焙烧，可达到将铝、铁提取的目的，在硫酸铵加入量为铝土矿质量的３．５倍，３００ｏＣ恒温焙烧５０
我国广西中部地区储有大规模的高铁三水铝石型铝土矿矿床，此类矿床规模和储量都很大，作为未来铝、铁冶炼的重要潜在资源之一，其综合利用越来越受到重视。该类矿物具有高铁、高硅、低铝、低铝硅比的特点，成分和结构复杂，且矿物嵌布粒度细微，呈凝胶状态存在¨＇２ｏ，是我国难处理复合矿石资
源之一。
者进行了大量研究工作旧’４Ｊ，早期先后提出了三种利用方案：“先选后冶”工艺、“先铝后铁”工艺和“先铁后铝”工艺。“先选后冶”工艺是通过选矿的方法使含铝矿物与含铁矿物分离富集得到铝精矿与铁精矿，然后分别冶炼铝精矿、铁精矿。此类铝土矿中铁、铝互相嵌布，密切共生，为选矿带来极高的难度。 “先铝后铁”工艺是采用先拜耳法将大部分铝溶出，再从溶出赤泥中回收铁。但由于铝土矿中存在大量
—３００
熟料进行ｘ射线衍射分析，结果如图５所示，由图５可知：反应最终产物为ＮＨ４Ａ１（Ｓ０４）：和Ｎｉｌ４Ｆｅ（Ｓ０４）２。
ｏＣ下会逐渐脱去水＂Ｊ，针铁矿在２００—３５００Ｃ
吸热脱水生成赤铁矿＂Ｊ。由图３可知，高铁铝土矿在加热过程中一直处于失重状态，在２００～３５０ｏＣ有明显的失重，从ＤＴＡ曲线可以看出，２６５．５℃处有强吸热峰，３０３．５℃处有弱吸热峰，推测为三水铝石和针铁矿分解峰。
时，铝、铁的焙烧提取率分别可达到９０．２０％和
８７．６０％。
参考文献：
［１］赵恒勤，赵新奋，胡四春，马化龙．我国三水铝石铝土矿
图６恒温时间对铝、铁提取率的影响的矿物学特征研究［Ｊ］．矿产保护与利用，２００８（６）：４０
—４４．
３．２．３硫酸铵加入量对铝、铁提取率的影响
３００℃恒温时间５０ｍｉｎ后再４５０ｏＣ恒温３０
９，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮｏｖｅｌｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆＡ１ａｎｄＦｅｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈ—ｉｒｏｎｂａｕｘｉｔｅｕｓｉｎｇａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｐｈａｓｅｂｙＸ—Ｒａｙ
温度／。Ｃ
图４焙烧温度对铝、铁提取率的影响
温度，ｏｃ
图３铝土矿的ＴＧ—ＤＴＡ曲线
３．２铝土矿与硫酸铵混合焙烧提取铝、铁
３．２．１
焙烧温度对铝、铁提取率的影响
由于硫酸铵在２３０—３０００Ｃ分解生成硫酸氢铵，
在４５０ｏＣ基本分解完全。因此试验选取焙烧温度分
别在１５０
ｏＣ、２００ｏＣ、２５０ｏＣ、３００℃、３５０ｏＣ、４００
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ
ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄ
ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．％ｅ
ｗａｓｒｅａｃｔ
ｍｉｘｔｕｒｅｏｆｂａｕｘｉｔｅ
ａｎｄａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗａｓｒｏａｓｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｏａｓｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄｉｒｏｎ
９０．２％ａｎｄ
８７．６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
ａｔ
３０００Ｃｆｏｒ５０ｒａｉｎｓａｎｄ４５００Ｃｆｏｒ３０ｍｉｎｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉ．ｇｈ—ｉｒｏｎｂａｕｘｉｔｅ；ｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ａｍｍｏｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅ’；ｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ｍｉｎ，４５０
［５］刘科伟，陈天朗．硫酸铵的热分解［Ｊ］．化学应用与研究，２００２，１４（６）：７３７—７３８．
第４期２０１３年８月
矿产保护与利用
ＣＯＮＳＥＲＶＡ’ｎＯＮＡＮＤＵＴ匝ⅡｒＡ，ＩＩｏＮＯＦＭＩＮＥＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
№．４
Ａｕｇ．２０１３
硫酸铵一高铁铝土矿焙烧法提取铝、铁’
辛海霞，吴艳，刘少名，翟玉春
（东北大学材料与）台金学院，辽宁沈阳，１１０８１９）
摘要：研究了硫酸铵法提取高铁铝土矿中的铝、铁新工艺。采用ｘ射线衍射分析和电镜分析，对原料的物相和形貌进行表征。采用硫酸铵焙烧法提取高铁铝土矿中的有价组元，高铁铝土矿中的铝、铁均能与硫酸铵体