铁酸钠的制备及应用

2021-07-02王亚磊李来时吴玉胜吴修世

轻金属 2021年5期

王亚磊,李来时,吴玉胜,吴修世

(1.沈阳工业大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳 110870;2.国网营口供电公司, 辽宁营口 115000)

赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性废弃物,氧化铝产业作为我国的重要发展产业,赤泥也就成为了我国排放量最大的工业固体废弃物中的之一[1-3]。

据统计,2020年我国氧化铝的产量高达7313万吨,赤泥的排放量大约为1.2亿吨,累计赤泥堆积量已达几亿吨,带来严重的安全隐患[4-5]。

全世界95%以上的氧化铝都是通过拜耳法从铝土矿中提取出来的,其余的氧化铝是通过烧结法、联合法或酸法生产的[6-7]。拜耳法赤泥的主要成分是氧化铝、氧化钠和氧化铁,回收赤泥中的铝和碱是赤泥无害化利用的一个重要研究方向[8-9]。从赤泥中回收氧化铝和碱主要是破坏水化铝硅酸钠或霞石的结构,生成新的物相[10]。

李新华[11]和J.Zoldi[12]研究了铝土矿溶出过程中硅酸盐水石榴石的生成。由于在铝土矿溶出过程中加入了预先制备的铁酸钙或水化铁酸钙,铝土矿中的一些硅矿物可以转变为铁水化石榴石(3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O),成为赤泥的主要成分,从而降低铝土矿的A/S和N/S。由于铁酸钙的制备和应用非常复杂,铁酸钙的制备需要较高的温度,因此本文使用铁酸钠做添加剂提取赤泥中的铝和碱。

本文对“高压水化学法回收赤泥中氧化铝和碱”[13]工艺中添加剂-铁酸钠的最佳烧结条件进行了研究,旨在制备纯度较高的铁酸钠用于处理拜耳法赤泥。