赤泥酸浸试验的热力学研究.pdf

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1、2013年第1期轻金属·27·赤泥酸浸试验的热力学研究徐本军，丁先胜(贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550003)摘要：研究赤泥盐酸浸出铁铝钛元素的试验，得到最佳工艺条件为盐酸浓度为6mol／L、反应温度为85'E。从热力学的角度对主要反应的吉布斯自由能与温度的关系图、离子在溶液中的稳定区域图和反应中TiO2的行为对试验结果的影响机理进行分析。关键词：赤泥；热力学分析；吉布斯自由能；水解；pH中图分类号：X758文献标识码：A文章编号：1002—1752(2013)01—27—4Thermodynamicanalysis0nredmudacidleachingtestXuBenjunandD

2、ingXiansheng(8MaterialsandMetallurgicalCollegeofGuizhouUniversity，Guiyang550003，China)Abstract：Inthispaper，theredmudleachingbyhydrochloricacidwasstudiedandthebestleachingconditionsweregained．Resultsshowedthatthecon-ecntrationofhydrochloricacidWas6moVL，andthereactiontemperatureWasabout85qC．Theinfluen

3、ceoftableregioninthesolutionofions．therela—tionshipbetweenAGandthetemperature，thebehaviorofTiO2inacidleachingtestontestresultswereanalyzed．Keywords：redmud；thermodynamicanalysis；Gibbsfreeenergy；hydrolysis；pH赤泥为氧化铝生产中产生的高碱性废渣⋯，据不完全统计，全世界每年产生的赤泥约7000万吨，由表I可知铝铁钛元素以氧化物的形式存在于我国仅五大氧化铝厂，每年产生的赤泥就达600万赤泥中，主要的

4、杂质元素为钙、硅和酌减，可以利用吨。其堆放不仅占用土地而且对土质及地下水有相湿法酸浸对矿物溶出，达到富集利用的目的。当的污染。赤泥的主要成分为Fe03、CaO、NaO、试验采用仪器主要有电子天平(PL2002型)，电AI20，、TiO等，这些有用的金属资源目前仍未得到热恒温干燥箱(202一ABS型)，数码恒温水浴锅(双充分有效的利用，造成了资源的浪费【2】。国内外已列，四孔)(DK一98—11A型)，电动搅拌调速器有学者通过酸浸的方法将这些元素进行富集，以期(D90—2F型)。TAS一986原子吸收分光光度计达到对赤泥进行综合利用】。主要集中在作为水(北京普析通用仪器有限责任公司)泥和填充料J

5、、提取有价元素等方面。本文对1．2试验方法赤泥进行盐酸浸出试验，对结果进行热力学方面的将赤泥水洗至洗液pH值为7．5左右，然后在理论分析研究，解释试验现象，进一步建立赤泥酸处100~C下烘干，磨细。然后按试验设计条件将盐酸、理的试验资料，以期实现赤泥的大规模综合利用。50g赤泥加入到恒温水浴锅中的烧杯中，待加热至1试验部分反应要求的温度后维持温度反应lh，用热水稀释过滤。滤液收集以便对铁铝元素回收。滤饼烘干，磨1．1试验原料及仪器细分别采用原子吸收分光光度法、重铬酸钾滴定法试验用盐酸为工业分析纯盐酸，赤泥为贵州某以及Zn(NO，)滴定法分析其中钛、铁和铝的含量。铝厂赤泥，其化学成分如表l。1．

6、3试验结果在不同的反应温度以及盐酸用量条件下得到的表1赤泥主要化学成分试验结果见图1和图2。成分A1203TiO2Fe203SiO2CaONa2O灼减含量。％21．765．677．7016．9922．80矗79II．93基金项目：贵州大学研究生教育创新基金(校研理工2007004)。作收煮稿简13愈期：徐本军(1975一)，男，汉族，副教授，博士，硕士研究生导师，主要研究方向：资源综合利用。E—mail：11793736@qq．corn：2012—07—16．28．徐本军等：赤泥酸浸试验的热力学研究2013年第1期以及吉布斯自由能随温度的变化关系式如下：'I．锝C田aO蛊+踞2HC1冥=Ca珥

7、C12+H2O∞△Gr=∞一；219加3。：724∞—0．0299T(1)Na，O+2HCI=2NaCl+H2O△G=一351．087+0．113T(2)Al，O，+6HC1=2AlCl+3H2O△，G=一244．89—0．04846T(3)Fe，O+6HCI=2FeCl3+3H2O浸出温度，℃△Gr=一115．66—0．0764T(4)图l浸出温度对氧化铝、氧化铁浸出率将关系式(1)一(4)作图