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

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