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含钛高铁铝土矿磁化焙烧矿相演变规律及铁铝分离机制

批准号:
52074096
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李军旗
依托单位:
学科分类:
有色金属冶金
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李军旗

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
项目以H2(CO)为还原剂,采用悬浮磁化焙烧-矿石活化-拜耳溶出-赤泥磁选的思路,处理一水硬铝石型高铁铝土矿,实现铁铝高效分离。研究焙烧条件(还原气体浓度、温度、时间)等重要参数对含铁矿物的物相演变、饱和磁化强度及微观结构的影响规律,非均质矿相中铁矿物还原的非等温介/宏观还原动力学,焙烧温度与磁化率、活性氧化铝形态的相关性,揭示铁铝矿类质同晶解离机制;研究焙烧过程铝矿物转变及活化控制条件,铝的拜耳溶出动力学行为,溶出过程铁铝水化石榴石的生长动力学控制特征,尤其是添加石灰对钛铁水化石榴石形成机制及其对含铁矿物磁化率的影响,建立多相反应动力学模型;在赤泥中含铁矿物保持较高磁性的基础上,研究磁场强度、液固比对磁选分离铁的影响机制。项目可为“先铝后铁”技术奠定更加坚实的理论基础。
英文摘要
Aim to achieve an efficient separation and utilization of iron and aluminum for high-iron diaspore ores, this project proposes to magnetize iron minerals and active the aluminum phases by a suspension magnetization roasting with the reducante of H2(CO) gas, and then separate and recover Al and Fe by Bayer leaching and red mud magnetic separation respectively. Study the effects of the roasting conditions (reducing gas concentration, temperature and time etc.) on the mineralogical evolution, saturation magnetization intensity and microstructure of iron-bearing minerals. Non-isothermal medium/macroscopic reduction kinetics of iron minerals in heterogeneous mineral phases, and the correlation between roasting temperature and magnetic efficiency as well as actived-Al2O3 morphology will be investigated to reveal the mechanism of iron-alumina isomorphic dissociation. Furthermore, the aluminum mineral transformation and activation control conditions during the roasting, kinetic behavior of aluminum in Bayer dissolution process, the growth kinetics control characteristics of iron-aluminum hydrated garnet, especially the formation mechanism of titanium-iron hydrated garnet and its influence on the magnetic efficiency of iron-bearing minerals will be well studied to establish a multi-phase reaction kinetic model. On the basis of maintaining high magnetic properties for iron minerals in red mud, the influence mechanism of magnetic field strength and liquid-solid ratio on magnetic separation of iron will be investigated. The project will provide a more substantial theoretical foundation for the "aluminum before iron" technology.
针对典型含钛高铁铝土矿,采用“悬浮磁化焙烧-拜耳溶出-赤泥磁选”的集成处理方案,重点考察磁化率、氧化铝相对溶出率、铁精矿品位及回收率,实现氧化铝强化溶出和铁资源化回收的目的,并结合矿相演变规律、磁化焙烧动力学和拜耳溶出机理,揭示含钛高铁铝土矿氧化铝强化溶出和铝铁深度分离机制,主要结论如下:(1)含钛高铁铝土矿为一水硬铝石型矿石,Al2O3、SiO2、TFe和TiO2的含量分别为51.72~54.36%、6.56~11.69%、13.47~18.16%和3.45~4.68%,主要物相为一水硬铝石、赤铁矿、针铁矿和锐钛矿,赤铁矿主要以鲕状微粒存在,铝、铁矿物嵌布紧密,存在同晶置换现象,堪布关系复杂。(2)悬浮磁化焙烧过程中,还原性气体通过矿石表面孔隙进入矿石内部,由外及内还原含铁矿物为磁铁矿,同时含铝矿物脱水活化,内扩散为含铁矿物悬浮磁化焙烧过程中的主要限速环节。(3)较佳H2或CO悬浮磁化焙烧条件下的焙烧矿,在拜耳溶出过程中,氧化铝相对溶出率分别为97.03%和96.31%,赤泥物相以磁铁矿、钙霞石、钙钛矿和水榴石为主。(4)优化条件下,H2与CO焙烧矿赤泥的磁选铁精矿品位分别为62.05%和59.93%,铁回收率分别为86.36%和87.65%。(5)相比气体还原焙烧,生物质还原焙烧会污染母液并导致焙烧矿与母液润湿角增大,母液难以渗入矿物表面,降低氧化铝溶出性能。本项目为含钛高铁铝土矿“先铝后铁”的技术路线奠定一定的应用基础。
多金属负载多孔硅酸钙-硫改性可控构筑催化材料及协同降解有机物的强化效应
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李军旗
  • 依托单位:
低品位高硫铝土矿闪速焙烧脱硫与碱溶脱硅的调控机制
  • 批准号:
    51774102
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    李军旗
  • 依托单位:
拜耳法铝酸钠溶液中有机物的累积行为及氧化去除机制
  • 批准号:
    51474079
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李军旗
  • 依托单位:
高硫铝土矿的应用基础研究
  • 批准号:
    51264006
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    李军旗
  • 依托单位:
国内基金
海外基金