过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (10): 1049-1063.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225024
刘龙锴1,2, 蔡涛涛2, 郑诗礼2, 王一霖3, 周秋生3, 曲鹏程4, 俞小花1*, 张盈2*
Longkai LIU1,2, Taotao CAI2, Shili ZHENG2, Yilin WANG3, Qiusheng ZHOU3, Pengcheng QU4, Xiaohua YU1*, Ying ZHANG2*
摘要: 还原拜耳法为铝铁协同冶炼创造了有利条件,但该方法产生的高铁赤泥中,普遍存在不利于铁冶炼的Al, Si和Ti等杂质元素。其中Ti4+和Fe3+之间易发生类质同象置换,导致钛铁分离困难,是影响高铁赤泥用作炼铁原料的重大难题。针对上述难题,本研究以某冶炼厂还原拜耳法工艺产出的高铁赤泥为研究对象,根据铝、硅和钛等杂质的赋存形态与分布特征,开展了高铁赤泥中钠硅渣弱酸选择性溶解脱除及含钛赤铁矿还原转型-配位溶钛的技术研究。研究结果表明,在优化的弱酸溶出条件下,高铁赤泥中Al和Si杂质实现了大幅脱除,其中Si的溶出率约为80%,Al的溶出率约为70%~80%。当酸溶赤泥被钛转型剂钠碱和铁粉共同还原转型后,Ti配位溶出率达到36.7%;而利用酸溶赤泥被钛转型剂钠碱和氢气共同还原转型后,Ti配位溶出率显著提升至70%~80%。此外,酸溶赤泥经还原转型后形成的方铁矿相与金属铁相,在钛配位溶出所用的碳酸氢钾溶液中,可进一步转化为菱铁矿相。综上,本研究成果为解决钛铁类质同象赋存而难以分离的难题提供了新思路。