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铝土矿酸介质中铁的行为!
袁明亮，赵国魂，胡岳华
（中南大学资源加工与生物工程学院，长沙#!""(’）
摘要：研究了高温高压条件下铝土矿中铁在硫酸介质中的溶解行为，结果表明：在一定的温度条件下，铝土矿的赤褐铁矿能较好地溶于硫酸溶液中，而铝土矿中含铝矿物的性质不发生变化，从而为铝土矿的进一步加工利用提供了条件。详细讨论了反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等因素对铁的溶解行为的影响，得出了在最佳工艺条件，即在反应温度!$"*、反应时间’+、硫酸浓度",-./012和液固比$3!时除铁效率最高。
关键词：铝土矿；高压；铁矿；溶解
中图分类号：45!!!,’!文献标识码：6
我国铝土矿主要是古代一水硬铝石型铝土矿，分布在山西、河南、山东、贵州及广西等地。矿石主要组成矿物是一水硬铝石，呈现高铝高硅的基本特征，且铝硅质量比较低（一般多为#7-）。氧化铁、二氧化钛以及氧化钾、氧化钠为主要杂质。二氧化钛含量一般较高，在&87#8范围内波动，氧化铁含量变化较大，多数在!,)8左右。
钛矿物主要呈微细粒均匀分布在一水硬铝石中，且大部分小于)!.，铁矿物嵌布粒度一般在) 7)"!.之间，常呈不规则粒状浸染分布于矿石中，其中褐铁矿常呈脉状铁质薄膜装填于裂隙中。
铝土矿作为炼铝原料时，不同的冶炼方法对其质量要求不同。拜尔法要求铝土矿的铝硅质量比为(7!"，联合法为)7-，烧结法则为’,)7),"，因而作为炼铝原料，铝土矿选别的首要任务是提高铝硅质量比，同时对矿石中的氧化铁含量要求低，因其会降低拜尔法炼铝的生产率，降低烧结生产时熟料温度，并妨碍氧化铝转化为铝酸钠。而作为耐火材料的原料时，则需要降低铁矿物和49:
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的含量，因为矿石中的铁、钛杂质会使耐火材料在高温下过早地出现玻璃相而降低耐火材料的性能。此外，氧化钾、钠在铝土矿中，起着阻碍二次莫来石的生成和分解已形成的一次莫来石的作用，使网状结构受到破坏，大大降低耐火材料的荷中软化点。而作为复合材料填料使用时，对铝土矿白度要求高，同样须降低主要染色杂质铁矿物的含量，因此，为提高铝资源利用价值，对铝土矿进行处理并研究杂质在处理中的行为势在必行。
铝土矿除铁方法包括物理选矿法、化学处理法和生物法［!;!"］。已报道的化学加工包括氯化焙烧法、直接酸浸法、还原酸浸法、氧化酸浸法和还原<氧化酸浸法，实际应用中除杂技术是依据不同矿物中铁的含量、矿物类型、嵌布状态来选择。
然而对上述方法进行的试验结果显示这些方法对试验用铝土矿原料作用效果不理想，因此尝试采用高温、高压湿化学法脱除铝土矿中的铁杂质，结果获得了满意的效果。
!原料条件和实验
实验采用的铝土矿原料为郑州长城铝业公司的一水硬铝石型铝土矿浮选尾矿，化学成分见表!。
表!铝土矿主要化学成分
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对铝土矿原料进行O射线衍射分析，结果见图!。从分析结果可以看到，样品中的铝矿物主要是一水硬铝石、伊利石等。化学物相分析表明其中一水硬铝石含量为!-,&%8、高岭石含量为&",-%8，
"基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目（P!%%%"$#%"!）
收稿日期：&""&"-!&修订日期：&""&"%&’作者简介：袁明亮（!%$(），男，副教授，博士,
通讯联系人：袁明亮，副教授，中南大学资源加工与生物工程学院；电话：Q($-’!((’")#’；R.>90：K+A?SAT.>90,@CG 万方数据