《短流程低耗高效綜合利用高鐵鋁土礦中鐵的基礎研究》是依託中南大學，由彭志宏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：短流程低耗高效綜合利用高鐵鋁土礦中鐵的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭志宏
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國高鐵一水硬鋁石礦儲量豐富，但迄今國內外尚無法經濟綜合利用其中的鐵，導致赤泥量大、綜合利用難，且大量高鐵低鋁矽比礦石不能利用。區別於已有從原礦或被動地從赤泥中回收鐵的研究，本項目基於拜耳法高壓溶出條件下添加有機物可使赤鐵礦還原成磁鐵礦的新發現，創造性提出在一水硬鋁石礦高壓溶出過程中，同步完成礦石中鐵礦物水熱還原和赤泥礦相定向重構，獲得與赤泥其他組成礦物解離、單體粒度均勻適中的磁鐵礦，從而通過赤泥磁選經濟實現鋁土礦中鐵的綜合利用。項目擬圍繞高壓溶出條件下物相形成與轉化過程的顆粒結晶行為與調控這一關鍵科學問題，從巨觀和微觀層面深入研究溶液、界面、還原劑、產物間的相互作用規律和還原固相產物解離、聚集與長大行為，揭示鋁土礦高壓溶出過程中鐵礦物水熱還原機理和赤泥礦相重構機制，並提出其調控原理和方法，開發短流程低耗高效綜合利用高鐵一水硬鋁石礦中鐵的技術原型，達到鐵回收率>90%，鐵精礦品位>62%。
結題摘要
我國高鐵一水硬鋁石礦儲量豐富，由於無法經濟高效利用其中的鐵，導致赤泥產出量大、綜合利用難，且大量高鐵低鋁矽比礦石不能利用。本項目提出了拜耳法還原溶出工藝，在溶出條件下添加有機物，在溶出氧化鋁的同時，同步完成礦石中鐵礦物水熱還原和赤泥礦相定向重構，獲得與赤泥其他組成礦物解離、單體粒度均勻適中的磁鐵礦，從而通過赤泥磁選經濟實現鋁土礦中鐵的綜合利用。項目圍繞高壓溶出條件下物相形成與轉化過程的顆粒結晶行為與調控這一關鍵科學問題，從巨觀和微觀層面深入研究了溶液、界面、還原劑、產物間的相互作用規律和還原固相產物解離、聚集與長大行為，以及鋁土礦高壓溶出過程中鐵礦物水熱還原機理和赤泥礦相重構機制，項目研究取得的主要成果有： 1）研究了鐵礦物與鋁酸鈉溶液反應的熱力學和動力學，並闡明了鋁酸鈉溶液組成及其結構、雜質離子以及有機物對鐵礦物反應行為的影響規律。 2）明確了還原劑在鋁酸鈉溶液中的反應行為，並對固液界面層溶液離子結構及其演變進行了分析，發現了中間產物α-Fe(1-x)AlxOOH和轉化產物Fe3O4的形成規律，揭示了表面磁化調控礦物粒度的機理；研究了鐵矽礦物的表面特性，改變了現行赤泥的賦存狀態，提出了赤泥礦相定向重構調控方法；明確了鈦/鐵礦物的反應行為與平衡固相分配機制，提出了消除鈦酸鈉阻滯作用機理。 3）開發了短流程低耗高效綜合利用高鐵一水硬鋁石礦中鐵的技術原型。通過在還原溶出過程加入礦石質量1%的還原劑鐵粉，可使氧化鋁相對溶出率達99%；通過調控還原劑表面特性、顆粒級配以及溶出液結構，同步實現赤鐵礦的轉化和解離，還原溶出赤泥採用弱磁性分選後所得鐵精礦全鐵（TFe）品位>58%，鐵回收率>90%，外排赤泥減排>75%。 研究成果將為我國高鐵一水硬鋁石礦中鐵的短流程、低耗高效綜合利用提供堅實的理論和技術支撐，預期產業化套用前景廣闊，經濟社會效益顯著。目前正與多家氧化鋁企業洽談合作，共同推進項目的產業化。
