李小斌
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余顺文
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董文波
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陈永坤
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齐天贵
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周秋生
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刘桂华
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彭志宏
中国有色金属学报
研究不同拜耳法溶出条件下锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响，并研究不同条件下经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响。结果表明：随着温度的升高、时间的延长和苛性碱浓度的增加，锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响逐渐减小甚至消失；经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响与水热处理的条件密切相关，温度越高、时间越长、铝酸钠溶液苛性碱浓度越高，其对氧化铝溶出性能的影响越小。经水热处理的锐钛矿的溶解性能实验和 XRD 分析结果表明：不同条件下经水热处理的锐钛矿对氧化铝溶出性能的影响存在显著差别的根源在于其溶解性能和结晶度存在差别。随着水热处理锐钛矿条件的不断强化，钛酸钠的结晶度逐渐提高，其在铝酸钠溶液中溶解形成钛酸根离子的浓度逐渐降低，对氧化铝溶出性能的影响也逐渐减小，甚至完全消失。
关键词:
钛矿物
,
氧化铝
,
溶出性能
,
溶解性能
刘桂华
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刘鹏
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周秋生
,
齐天贵
,
吴海文
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彭志宏
,
李小斌
中国有色金属学报
通过测定接触角、X射线衍射谱和元素含量，研究预热套管结疤组成和表面性质间的关系。结果表明：随着预热温度升高，结疤相中碱(Na2O)、二氧化硅、氧化铝和磷含量随之升高，氧化镁、二氧化钛、灼减量逐渐减少，氧化钙含量变化不明显；钛酸钙量减少，钠硅渣、水化石榴石量增多，且水化石榴石中二氧化硅系数增大，结疤的硬度增强；由于钠硅渣、水化石榴石、赤铁矿比钛酸钙的亲水性强，随着温度的升高，套管结疤的亲水性增强，疏水性减弱，因而，高温下更有利于生成更致密、难清理的结疤。加入有机添加剂，可以改变渣相的表面性质，为防止结疤提供新途径。
关键词:
结疤
,
预热套管
,
表面性质
,
钠硅渣
,
钛酸钙
,
水化石榴石
,
有机添加剂
李小斌
,
李重洋
,
齐天贵
,
周秋生
,
刘桂华
,
彭志宏
中国有色金属学报
在对黄铁矿与铝酸钠溶液反应热力学分析的基础上,利用接触角、X 射线衍射、红外光谱和 SEM-EDS等分析手段研究溶出温度和铝酸钠溶液组成对黄铁矿反应行为的影响,并探讨黄铁矿的分解过程.结果表明,黄铁矿的反应速度随溶液温度及游离碱浓度的升高而加快,最终产物主要为 Fe2O3、S2?和 SO42?;拜耳法溶出条件下,反应1 h黄铁矿中硫溶出率高达90%;反应初始阶段黄铁矿表面的Fe2+优先与溶液中的OH?结合生成铁羟基化合物从表面脱落,导致富硫层的形成,随着反应的进行,硫最终以S2?和SO42?形式进入溶液.
关键词:
黄铁矿
,
铝酸钠
,
拜耳法
,
反应行为
,
机理
,
溶出
李小斌
,
徐旺
,
张玉通
,
齐天贵
中国有色金属学报
应用Bromley方程，结合草酸钠溶解热力学理论及其在水溶液、氢氧化钠溶液中的溶解度数据，得出草酸钠的Bromley参数为?0.045，并以此为基础建立铝酸钠溶液中草酸钠的溶解度计算模型。应用该模型计算纯铝酸钠溶液体系中草酸钠的溶解度，结果与文献数据吻合较好。在此基础上，模拟计算了拜耳法氧化铝生产过程中草酸钠平衡浓度的变化规律。结果表明：碱浓度越高、温度越低、苛性比越高，铝酸钠溶液中草酸钠平衡浓度越低；铝酸钠溶液体系中，碳酸钠、硫酸钠对草酸钠溶解度的影响很小。这些结果可以解释草酸钠在生产氧化铝过程中的积累和析出规律，有助于生产过程铝酸钠溶液中草酸钠含量的控制。
关键词:
草酸钠
,
溶解度
,
计算模型
,
铝酸钠溶液
周秋生
,
齐天贵
,
彭志宏
,
刘桂华
,
李小斌
中国有色金属学报
通过对Fe2O3与碳酸钠、氧化钙以及硅酸钙反应的热力学分析,明确Fe2O3在铝土矿炉料烧结过程中的热力学反应规律.热力学计算、分析结果表明:Fe2O3在正常烧结温度范围内能与Na2CO3或CaO发生反应,但更易与CaO反应形成2CaO·Fe2O3或CaO·Fe2O3,Fe2O3和Na2O·Fe2O3能使2CaO·SiO2和3CaO·2SiO2转变为CaO·SiO2,CaO·SiO2进一步与Na2O·Al2O3或Na2O·Fe2O3反应生成不溶的三元化合物而造成烧结法生产氧化铝过程中Na2O和Al2O3的损失.4CaO·Al2O3·Fe2O3不能由铁酸钙和铝酸钠相互反应产生,而可能是CaO、Al2O3和Fe2O3三者直接反应的产物,且在烧结条件下Na2O·Fe2O3可分解4CaO·Al2O3·Fe2O3.
关键词:
铝土矿
,
熟料
,
烧结
,
Fe2O3
,
热力学
李小斌
,
孔莲莲
,
齐天贵
,
周秋生
,
彭志宏
,
刘桂华
中国有色金属学报
为了查明铝针铁矿含量高的红土型铝土矿拜耳法溶出过程中氧化铝溶出率低的原因,研究针铁矿在溶出过程中的转化规律及其对氧化铝溶出率的影响.结果表明:在溶出温度为110~240℃时,该类型铝土矿中的铝针铁矿基本不发生转化,其中的氧化铝难以溶出;提高溶出温度到260℃或在240℃左右溶出时,添加干矿石量3%的石灰可促使铝针铁矿转化为赤铁矿,且氧化铝的溶出率随着针铁矿转化程度的增加而提高.加入非钙质添加剂也可以促使铝针铁矿在溶出过程发生结构转变,且氧化铝几乎完全参与反应,从而说明此类铝土矿中铝针铁矿在溶出过程中难以转变是红土型铝土矿中氧化铝溶出率低的重要原因.
关键词:
三水铝石矿
,
高铁
,
溶出
,
铝针铁矿
周秋生
,
李闯
,
李小斌
,
彭志宏
,
刘桂华
,
齐天贵
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64175-4
以纯化合物和高岭土为原料，研究Fe2O3?SiO2?Al2O3三元系还原烧结过程中Fe2O3的反应行为。热力学计算分析和还原烧结实验结果表明，在还原性碳气氛中，1173 K下Fe2O3被还原后得到的FeO能分别与SiO2和Al2O3反应生成硅酸亚铁和铝酸亚铁。对于 Fe2O3?SiO2?Al2O3三元系，在还原性气氛条件下，Fe2O3还原后形成的FeO将优先与Al2O3反应形成铝酸亚铁，只有当体系中Al2O3反应完全后还存在过量的FeO时，SiO2才能与FeO反应形成硅酸亚铁。当烧结温度继续升高到1473 K时，三元系中形成的铝酸亚铁将进一步与体系中的SiO2反应生成莫来石和FeO。研究结果有望为氧化铝生产过程中低A/S比含铁原料的铝硅分离提供新的思路。
关键词:
还原烧结
,
氧化铁
,
硅酸亚铁
,
铁尖晶石
,
莫来石
,
高岭土
李小斌
,
牛飞
,
刘桂华
,
齐天贵
,
周秋生
,
彭志宏
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60105-5
用拜耳法处理高硫铝土矿时,矿石中的硫化物会与含铁物质在铝酸钠溶液中反应,进而导致严重的设备腐蚀和氧化铝产品降级.本文作者研究含铁物质对含硫离子(S2-,S2O32-,SO32-和SO42-)在铝酸钠溶液中转化的影响.研究结果表明:铁粉、Fe2O3和Fe3O4均难以与so32-和SO42-反应,而且所有含铁物质,特别是铁粉,均能促进S2O32-转化为SO32-和S2-;在高温条件下铁粉与铝酸钠溶液反应生成Fe(OH)3-,进而可与S2-反应生成FeS2,但Fe2O3和Fe3O4对S2-的反应影响很小;升高温度、延长反应时间、增加铁粉添加量、提高溶液中Na2Ok与A12O3的摩尔比和苛碱浓度均有利于S2O32-向SO32-和S2-转化.本研究结果有助于在拜耳法处理高硫铝土矿过程中开发减缓设备腐蚀和降低碱耗的技术.
关键词:
高硫铝土矿
,
铝酸钠溶液
,
含硫离子
,
含铁物质
,
转化
李小斌
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王一霖
,
周秋生
,
彭志宏
,
刘桂华
,
齐天贵
中国有色金属学报
通过热力学计算、动力学试验以及还原产物微观形貌扫描电镜分析，研究 Na2O·Fe2O3在Fe2O3/MgFe2O4-Na2CO3-C还原体系中的作用。结果表明：在该体系中，Na2CO3与Fe2O3或MgFe2O4快速反应生成更易被碳还原的Na2O·Fe2O3，从而降低还原反应的起始温度，并加速反应的进行；Na2O·Fe2O3还能促进含铁矿物碳热还原过程中铁晶粒的长大，有利于后续铁矿物的磁选分离。
关键词:
冶金废渣
,
碳酸钠
,
还原焙烧
,
铁酸钠
