氧化铝生产高压溶出及蒸发工序结疤物质的矿物学特征及形成机理

发布时间：2021-12-01 20:21

　　采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜背散射电子成像（BSE）技术和电子能谱分析技术（EDS）对拜耳法生产氧化铝过程中高压溶出和蒸发工序结疤物质矿物特征、沉积结构及形成机理进行系统研究。结果表明:结疤物质形成可划分为早期沉积作用和晚期沉积作用。高压溶出工序结疤物质是以粗结晶赤铁矿、钙钛矿、针铁矿为主的化学结晶,这些粗结晶在高压溶出阶段分别垂直各自管壁生长,在管壁上形成密集粗大晶簇,之后残留粗结晶与溶液通过再结晶形成结疤填隙物,主要为细粒铝针铁矿、钠硅渣、氢氧化镁、钙镁硅渣、水化石榴石和橄榄石等组分,是以早期沉积作用为主。蒸发工序结疤物质因晚期沉积作用而形成,早期大量易结晶杂质组分结晶析出后,残余组分发生物理沉积,沉积初始形成结构松散、具有流动性的微细粒或隐晶质碳酸钠和钠硅渣基体,之后再析出钛酸钙铁、铁石榴子石、碳酸钠等晶体,沉积物最终固化形成结疤。 

【文章来源】：有色金属(冶炼部分). 2020,(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

结疤样XRD谱

利用BES和EDS分析技术对预热过程结疤进行分析，结果如图2所示。由图2a和图2b可知，预热过程产生的结疤物质为柱状、板状、针状及粒状晶体，主要成分为FeO(88.14%）、TiO2(5.00%）、Al2O3(3.64%）。柱状、板状晶体如图2b的A区所示，结合元素分析（图2c）可知其为赤铁矿。赤铁矿形成的晶体密集、粗大，呈垂直状态分布在管道内壁。针状、粒状晶体分别为铝针铁矿和钠硅渣（如图2b和图2d所示），晶体细小，填充于柱状晶体空隙。分析表明，预热过程结疤主要由赤铁矿组成，赤铁矿粗大晶簇垂直管壁，连续分布于结疤表面，赤铁矿晶体持续不断地生长，铝针铁矿及钠硅渣填充于晶体空隙，形成结疤。因此预热阶段产生结疤本质上是赤铁矿化学结晶过程。2.2 高温加热过程结疤

高温加热过程产生的结疤背散射电子图像见图3，高温加热过程中产生的结疤其物相主要由钛、钙以及镁沉积组成，其中最主要部分是钛沉积析出形成钙钛矿。钙钛矿、氢氧化镁交替沉积形成高温加热过程的结疤，整个沉积过程可分为5个周期。利用EDS对各周期沉积物质进行分析，各周期沉积中白色衬度物质分析结果如图4所示，黑色衬度物质分析结果如图5所示。图4 钛沉积矿物白色物质的EDS结果

【参考文献】：
期刊论文
[1]一水硬铝石溶出预热套管结疤组成与表面性质间的关系[J]. 刘桂华,刘鹏,周秋生,齐天贵,吴海文,彭志宏,李小斌.  中国有色金属学报. 2016(05)
[2]可持续发展背景下世界铝工业发展现状、趋势及我国的对策[J]. 许国栋,敖宏,佘元冠.  中国有色金属学报. 2012(07)
[3]我国氧化铝生产方法的发展方向[J]. 陈万坤.  有色金属. 1993(02)

硕士论文
[1]拜耳法氧化铝生产蒸发效率的强化技术研究[D]. 刘绍策.西安建筑科技大学 2010



本文编号：3526998