胡文韬，王化军，孙传尧, ，季春伶，何洋，王翠玲

(1.北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京，100083；2.北京矿冶研究总院 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京，100070)

金属铝熔点低、密度小、导热性能好、易于加工，广泛应用于国民经济各部门。铝土矿是生产金属铝的主要原料，优质铝土矿资源短缺是我国铝工业面临的主要挑战之一。中国、老挝、几内亚境内蕴藏大量高铁铝土矿资源，国内提出了选矿法[1-4]、碱浸法[5-6]、熔炼法[7-10]、生物法[11-15]等方案，但因其矿石廪赋差，至今未得到有效利用。直接还原-溶出方法是处理高铁铝土矿的有效方法，有助于盘活我国境内的大量高铁铝土矿资源，破除氧化铝工业面临的资源瓶颈。该方案在原矿中配入还原剂和纯碱，高温下将原矿中的Fe2O3还原为铁单质磁选分离、Al2O3转化为可溶的铝酸钠由溶液中分离。研究直接还原过程中碱的消耗途径和作用机理，有利于降低碱耗、降低处理成本和环境保护。

1 实验

1.1 原料

试验用铝土矿来自广西某地，其化学组成如表 1所示。粉晶 X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析结果分别如图1和图2所示。原矿中少量针铁矿分布于矿石表面，内部为赤铁矿。

表1 原矿化学组成(质量分数)Table 1 Main chemical composition of high ferrous bauxite%

图1 原矿的XRD谱Fig.1 XRD pattern of ore

根据 XRD谱所得矿物组成和多元素分析计算，原矿中 68.54%氧化铝以一水硬铝石和一水软铝石形式存在，其余赋存在高岭石中。由图2可见：原矿呈细粒浸染状构造，一水硬铝石中含有微细粒氧化铁矿物，赤铁矿中也含有部分氧化铝。……