铝土矿尾矿除钛和铁及其采用表面改性

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铝土矿选矿尾矿酸法提铝除铁实验研究

铝土矿是生产氧化铝的主要原料，铝工业快是
速发展的基础。铝土矿的大量开采必然导致尾矿的
法、有机络合物法和有机溶剂萃取法［等。黄钾铁８Ｊ
矾法自从上世纪６Ｏ年代被成功试验以来，已广泛地应用于铜、锌等有色金属的冶炼中，取得了巨大的并成功，但在含铝溶液中的研究应用较少。本试验即
工艺路线来回收其中的铝。与碱法提铝相比，酸法提铝最明显的优点就是产品中几乎不含硅，缺点就是铁含量偏高，致产品颜色发黄，能降低。因导性
此，了制取高纯度的氧化铝，为预先将硫酸铝溶液中
的铁除去就显得极为重要。
公司生产。
ＤＨ计：雷磁ｐＳ一５上海精密仪器有限公司Ｈ２，
生产。
２２
湖南有色金属
第２８卷
３％过氧化氢：沙市湘科精细化工厂生产，０长
ＡＲ。
移取一定量的硫酸铝溶液于烧杯中，入双氧加
第２８卷第１期２１０２年２月
ＨＵＮＡＮＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳ
湖南有色金属
２１
・
冶
金・
铝土矿选矿尾矿酸法提铝除铁实验研究
童秋桃，高远，奇朱肖
（中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙摘４０８）１０３
水，搅拌，使溶液中的亚铁全部氧化，然后加入无水

采用离子注入法对铁和铝合金表面改性专利技术发展趋势

Mo 以及非金属元素 B、N，提高了基体的耐磨性能；1981 有限公司密切相关。
年，同样是由 UNITED KINGDOM ATOMIC ENERGY AU⁃
THORITY 作为申请人，提出了 GB2073254A，首次向铁基合金基底注入了 N、B、C、Ne 等非金属离子，改善了基底金属和非金属
1999 CN1300874A
抗凝血性
2005 CN1973057A
抗蠕变
2006 CN1865493A
抗菌性
2013 CN103921498A
致密性
2015 CN105385998A
耐负荷
1981
1996
2011
GB2073254A
DE19513566A1
CN102649915A
复
沉积
脉冲激光
渗透
从图 3 可以看出，与铁及铁基合金不同，对以铝及铝
度、耐腐蚀以及结合强度；紧随其后的是 1974 年由 UNIT⁃ 合金为基底的离子注入改性而言，国内外申请人最常采
ED KINGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITY 作为申请用的技术手段是注入金属，最关注的性能是耐腐蚀性，这
人提出的 GB1490063A，其通过向钢表面注入了金属元素与铝及铝合金注入领域的重要申请人鸿海精密工业股份
Key words：ion implantation; surface modification; core patent
1 概述
离子注入法对金属表面改性的技术中，以对铁和铝金属的改性最为普遍［1-2］，在离子注入对铁和铝钛合金表面改性的专利申请中，铁及铁基合金表面进行离子注入改性的申请量最多，达到 75 项；对轻质合金基体如铝及其合金的研究分列第二位，这也与改性后铝可应用于汽车、电子以及医用领域密切相关。申请量的多少也在一定程度上反映了该领域的研究热点和主攻方向，下面对铁和铝合金基体表面改性的技术发展路线作进一步研究和分析。

一种铝土矿选尾矿再选的方法[发明专利]

专利名称：一种铝土矿选尾矿再选的方法
专利类型：发明专利
发明人：郭鑫,吴国亮,田应忠,张建强,马俊伟,杨昊,李素敏,刘晰,姚杰,刘春玲,胡秋云,李莎莎,刘中原,张站云
申请号：CN201710228587.5
申请日：20170410
公开号：CN107051711A
公开日：
20170818
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种铝土矿选尾矿再选的方法，涉及铝土矿选尾矿应用于氧化铝生产过程中的再选方法。

其特征在于其再选过程是将铝土矿选尾矿进行磨矿，再进行矿浆调整，加入调整剂、抑制剂、捕收剂进行充分混匀、高压矿化，利用无传动浮选槽在40～70℃温度下进行浮选，使一水硬铝石矿物通过泡沫载体上浮，脉石矿物留在矿浆中。

采用本发明的方法，可达到提高铝精矿氧化铝回收率，降低再选尾矿A/S与AlO含量的目的，特别适于处理A/S≥1.3，AlO≥38％的选尾矿，通过本方法，可使最终尾矿A/S≤1.2。

本发明具有工艺简单、成本低、药剂用量省、应用前景广泛、易于推广等优点。

申请人：中国铝业股份有限公司
地址：100082 北京市海淀区西直门北大街62号
国籍：CN
代理机构：中国有色金属工业专利中心
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改性铝土矿浮选尾矿处理含Cr_废水的试验研究

[ 3] [ 2] [ 1]
烘干 4 h ,过 0 . 34 mm 标准筛后装瓶密封备用。铝土矿浮选尾矿的化学组成如表 1所示。
表 1 铝土矿选矿尾矿的化学成分 (质量分数 ) /%
A l2 O 3 39 . 52 S iO2 28 . 89 T iO2 3 . 12 M gO 0. 46 C aO 0. 61 TFe 7. 31 S 0. 13 K 2O 4 . 71 N a2 O 0 . 82
性尾矿对 Cr2 O7 2- 的吸附复合 L angm uir方程和 F reund lich 方程。关键词 : 铝土矿 ; 浮选尾矿 ; 改性 ; 吸附 ; 含 Cr( Ⅵ ) 废水中图分类号 : X 703 文献标识码 : A 文章编号 : 0253- 6099( 2006) 06- 0043- 04
。
对试验用浮选尾矿 ( 以下简称尾矿 ) 进行了 X 射线衍射分析。结果表明 , 铝土矿正浮选尾矿中的主要组成矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石、锐钛矿、石英、褐铁矿和方解石。由 C ILAS 1064 L iquid 激光粒度仪测得尾矿粒度全部在 36 . 00 m 以下 , D 10 = 0 . 52 m, D 50 = 2 . 76 m, D 90 = 12 . 27 m, 平均累计粒度为 4 . 83 m。 1 . 2 实验仪器和实验药剂 W F J7200 可见分光光度计, 上海仪器有限公司; Rex pH S- 3C 型酸度计 , 上海雷磁仪器厂 ; JA 系列电子天平 , 上海天平仪器厂; 0 . 4 mm 泰勒标准检验筛 , 上虞杜浦联江纱筛厂。
图 2 改性时间对改性尾矿吸附性能影响图 1 不同改性尾矿对铬的去除率
改性剂 : ( a)无机酸 ; ( b) 碱 ; ( c) 盐 ; ( d )有机物

铝土矿浮选尾矿络合酸浸除铁研究

·１２　· 轻　金　属２０２０年第７期收稿日期：２０２０－０５－１８·轻金属原料矿山·铝土矿浮选尾矿络合酸浸除铁研究刘万城，李国兵（中铝中州铝业有限公司，河南焦作４５４１７４）摘　要：为开发浮选尾矿的综合利用途径，实现节能减排，分析了铝土矿浮选尾矿除铁方法（物理法、化学法及生物法）的优缺点。

根据浮选尾矿中铁的赋存形态和嵌布状态，对影响浮选尾矿络合酸浸法除铁的诸因素进行了系统研究，确定了浮选尾矿除铁的最佳工艺条件：９５℃、Ｌ／Ｓ＝５、时间４ｈ、草酸浓度７０ｇ／Ｌ（γＡ２６９）。

在此条件下，除铁尾矿中Ｆｅ２Ｏ３含量稳定在０８％以下，除铁率达到９４％以上，Ａｌ２Ｏ３溶出率２％左右。

物相分析结果表明，在去除浮选尾矿中的铁矿物的同时，除铁前后尾矿中的含铝矿物、含硅矿物的性质未发生变化，这就为除铁后的尾矿用作制取铝硅合金等的原料奠定了基础。

关键词：铝土矿浮选尾矿；草酸络合酸浸；除铁中图分类号：ＴＤ９２６４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２１７５２（２０２０）０７００１２０４ＤＯＩ：１０．１３６６２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｑｊｓ．２０２０．０７．００２ＳｔｕｄｙｏｎｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｏｆｂａｕｘｉｔｅｆｌｏｔａｔｉｏｎｔａｉｌｉｎｇｓｂｙｃｏｍｐｌｅｘａｃｉｄｌｅａｃｈｉｎｇＬｉｕＷａｎｃｈｅｎｇａｎｄＬｉＧｕｏｂｉｎｇ（ＺｈｏｎｇｚｈｏｕＡｌｕｍｉｎｕｍＣｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣＨＡＬＣＯ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４１７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｒｉｔｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｉｒｏｎｒｅｍｏｖｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ（ｐｈｙｓｉｃａｌ，ｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）ｆｏｒｂａｕｘｉｔｅｆｌｏｔａｔｉｏｎｔａｉｌｉｎｇｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｏｔａｔｉｏｎｔａｉｌｉｎｇｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｆｏｒｍｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆｉｒｏｎｉｎｔｈｅｔａｉｌｉｎｇｓ，ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｉｒｏｎｒｅｍｏｖｉｎｇｆｒｏｍｔａｉｌｉｎｇｓｂｙｃｏｍｐｌｅｘａｃｉｄｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｆｌｏｔａｔｉｏｎｔａｉｌｉｎｇｓｗｅｒｅｓｅｔａｓ９５℃，ｔｈｅＬ／Ｓ＝５，ｔｉｍｅ４ｈ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｏｘａｌｉｃａｃｉｄ７０ｇ／Ｌ（γＡ＝２．６９）．Ｕｎｄｅｒｔｈｅａｂｏｖｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＦｅ２Ｏ３ｉｎｉｒｏｎｒｅｍｏｖｅｄｔａｉｌｉｎｇｓｉｓｓｔａｂｌｅｂｅｌｏｗ０．８％，ｔｈｅｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｉｓａｂｏｖｅ９４％，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｒａｔｅｏｆＡｌ２Ｏ３ｉｓａｂｏｕｔ２％．Ｐｈａｓｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｍｉｎｅｒａｌｓｉｎｔｈｅｔａｉｌｉｎｇｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｈａｖｅｎｏｔｃｈａｎｇｅｄ，ｗｈｉｃｈｌａｙｓａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔａｉｌｉｎｇｓａｆｔｅｒｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌｔｏｂｅｕｓｅｄａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒＡｌ－Ｓｉａｌｌｏｙｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｕｘｉｔｅｆｌｏｔａｔｉｏｎｔａｉｌｉｎｇｓ；ｃｏｍｐｌｅｘａｃｉｄｌｅａｃｈｉｎｇｗｉｔｈｏｘａｌｉｃ；ｉｒｏｎｒｅｍｏｖａｌ某氧化铝厂铝土矿浮选已实现产业化，即原矿铝硅比４～５的一水硬铝石型铝矿石，经过浮选脱硅后，得到铝硅比９左右的高铝选精矿，适合于拜耳法使用，有效地解决了我国铝土矿因高铝、高硅，不适宜采用拜耳法处理的问题。

铝土矿中铁的去除方法

铝土矿中铁的去除方法详解一、物理法物理法是利用物理性质差异进行铝土矿中铁的去除。

常见的物理法包括重选、磁选和浮选。

1. 重选：利用不同矿物密度差异，通过摇床、溜槽等设备进行选矿。

铝土矿中铁矿物密度较大，通过重选可以去除部分铁矿物。

2. 磁选：利用铁矿物具有强磁性特点，通过磁选可以有效地去除铁矿物。

铝土矿中常见磁铁矿，利用磁选可以将它们与铝土矿分离。

3. 浮选：利用不同矿物表面性质的差异，通过浮选药剂调整表面性质，使铝土矿与铁矿物分离。

在浮选过程中，常用的药剂有捕收剂、抑制剂和活化剂等。

二、化学法化学法是通过化学反应使铝土矿中的铁矿物转化为其他形态，从而将其去除。

常见的化学法包括酸浸、碱浸和还原焙烧等。

1. 酸浸：利用酸与铝土矿中的铁矿物反应，将其溶解于酸中。

常用的酸有硫酸、盐酸等。

通过酸浸可以去除铝土矿中的部分铁矿物。

2. 碱浸：利用碱与铝土矿中的铁矿物反应，生成不溶性物质。

常用的碱有氢氧化钠、氢氧化钾等。

通过碱浸可以去除铝土矿中的部分铁矿物。

3. 还原焙烧：在还原气氛下对铝土矿进行焙烧，使铁矿物还原为磁铁矿。

磁铁矿具有强磁性，通过磁选可以将其与铝土矿分离。

三、生物法生物法是利用微生物或植物对铝土矿中的铁进行氧化或还原，从而达到去除目的。

生物法具有环保、低成本等优点，但处理周期较长。

1. 微生物氧化：利用具有氧化能力的微生物，将铝土矿中的铁矿物氧化为高价态化合物，再通过沉淀法去除。

常用的微生物有氧化亚铁杆菌等。

2. 植物吸附：利用具有较强吸附能力的植物，如针铁草等，吸附铝土矿中的铁离子。

植物经过处理后可回收利用，同时达到去除铁的目的。

四、联合法由于单一处理方法很难达到完全去除铝土矿中铁的要求，因此常采用联合法进行处理。

联合法是将上述几种方法结合使用，以达到更好的处理效果。

常见的联合法有物理-化学联合法、生物-化学联合法等。

通过联合使用不同的方法，可以相互取长补短，提高去除效率，同时降低处理成本。

铁尾矿表面改性研究

铁尾矿表面改性研究作者：南宁周春生范新会崔孝炜刘璇刘萍李春刘云鹏强杰来源：《当代化工》2019年第11期Investigation on Surface Modification of Iron TailingsNAN Ning1，2，;ZHOU;Chun-sheng1，2，;FAN Xin-hui1，2，;CUI Xiao-wei1，2，;LIU Xuan1，2，LIU Ping1，2，;LI Chun1，2，;LIU;Yun-peng1，;QIANG;Jie1（1. Shangluo University， Shaanxi Shangluo726000， China;2. Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources， Shaanxi Shangluo726000，China）鐵尾矿是开采的铁矿石经过选矿之后形成的品位较低的以硅酸盐矿物为主的废渣，属于工业废渣[1]。

目前商洛地区已有大量的铁尾矿堆积，不但大量占用土地资源，同时对环境也造成了严重污染。

铁尾矿的主要成分为石英、氧化铝和铁的氧化物，强度较高，而且大部分铁尾矿粉体颗粒较细，这些特点使得铁尾矿在增强聚合物材料方面显示出巨大的潜力[2]。

但是铁尾矿表面缺乏活性基团，直接利用铁尾矿制备复合材料，容易造成铁尾矿在基体材料中的团聚现象，从而不能有效的发挥铁尾矿的增强效果[3]。

因此需要对铁尾矿进行表面改性来改善铁尾矿与有机基体材料的相容性。

尾矿的表面改性，主要是依靠表面改性剂（或处理剂）在粉体颗粒表面的吸附、反应、包覆或包膜来实现的，表面化学包覆改性法是目前最常用的尾矿表面改性方法[4]。

除利用表面官能团改性外，还利用游离基反应、螯合反应、溶胶吸附或偶联处理等进行表面处理或改性[5-7]。

刘新海等[8]利用钛酸偶联剂改性珍珠岩尾矿，制备出性能优良的功能性矿物填料。

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ｍｏｉｃｔｎ８ｈｒｔｔｎｅｃｆｍｉ０／ｎＴｅｒｓｌｈｗｔａｔｅｃｌｉａｏｓｗｉ（４８ｓａｄｆａｏ：ｏａｉａｖｌｉｏｌ５０ｒ．ｕｔｓｏｔｈａｃｔｎｔＮＨ）０４ｉｉｉｏｌｏｔｙｌｍｉｈｅｓｈｎｉｈ２
Ａｓｒｃ：ｈｅｖｇｏｔｉｍｄｉｎｆｍａｘｔｉｙｃｌｉａｏｓｗｔ（４８４ｗａｔｄｅ，ｄｔｅｂｔａｔＴｅｒｍｏｉｆａｕａｏｏｂｕｉｔｌｂａｃｔｎｉＮＨ）０ｓｓｉｄａｎｉｔｎｎｒｒｅａｓｎｉｈ２ｕｎｈ
关键词：铝土矿尾矿；焙烧；（４Ｓ；机械化学改性ＮＨ）Ｏ４２
中图分类号：Ｔｌ－ｌＰｌｌ３文献标识码：Ａ
Ｒｅｏｉｇｏｔｎｕｍｎｏｒｍｕｉｅｔｉｓａｄｍｖｎｆｔａｉｉａｄｉｎｆｏｂａｘｔａｌｎｒ
ｐｃｃｌｗａｔｒｍｏｅｔａｉｄ／ｏｉｅｐｇｔｅｐｏｅｔｓｏｔｅｎｒｌｎｈｇｄａｉｒｔａｙｏｅｖｉｎｕｔｍｎａｒｎｗｈｌｋｅｉｈｒｐｒｉｆｏｒｍｅｓｕｃａｅ．Ａｎｅｅｎｅｈｉａｎｄｔｈｍｅｈｏｃｅｃｌｅｃｏａｒｍｏｅｔｅｍｏｉｉｇｐｏｅｓｆｈｂｖｅｔｄｂｕｉｉｎｓｃａ－ｈｍａａｔｎＣｐｏｔｄｆｎｒｃｓｔｅａｏｅｔａｅａｔｒｌｇ．ｎｉｒｉｎｈｙｏｒｘｅａｉ
ｃｅｃｌａｙｉ．ｅｅｅｔｆｅｐｒｍｅｅｓｏｅｓｒａｅｍｏｉｃｔｎｗｅｅａｓｉｅ．ｅｏｔｍｏｄｔｎｒｈｍｉａｌｓＴｆｃｓｏｔａａｔｒｎｔｕｆｃｄｆａｏｒｌｏｇｖｎＴｐｉｎａｓｈｈｈｉｉｈｍｕｃｎｉｏｓａｅｉ
维普资讯
第ｌ７卷第ｌ２期
、０＿７Ｎｏ１，ｌ．２ｌ
中国有色金属学报
ＴｈｉｅｅＪｕｎｌｆｅＣｈｎｓｏｒａｔｌ
２００７年ｌ２月
Ｄｅ．ｏ７ｃ２０
文章编号：１０ —６９２０）２２５—６０４００（０７１—０９０
铝土矿尾矿除钛和铁及其采用表面改性
袁明亮，汪艳梅，胡岳华
（中南大学资源加工与生物工程学院，长沙４０８）１０３
摘
要：采用铵化焙烧及机械力化学法对铝土矿进行尾矿除钛和铁及其表面化学改性。实验时样品中的铁与硫酸
ｒｔｆｅｔＮ）Ｏａｌａｇｇｆｍ：．ｔ：ＴｅｔａｄｓｍｐｅｒｈｒｃｒｅｙＸＤｄａｏｏＦｉｏ（Ｈ４Ｓ４ｉｓ２ｎｍｐｅｒｎｉｒ１５ｏ１．ｒｔａｌｓｗｅｃａａｔｉｄｂＲａｓｎｏ０４ｈｅｅｅｅｚｎ
ｏｔｉｅｏｌｗｓｇｉｄｎｏｃｎｒｔｏＯｂａｄａｆｌｎｓｏ：ｒｎｉｇｃｎｅｔａｉｎ３％；ｄｓｇｆｃｕｌｇａｅｔ３％；ｔｆｂｌｔｉ；ｅｄｒｔｏｆｏａｅｏｏｐｉｇｎ０ｒｉｏａｌｏｔｌ５ｔｕａｉｎｏｎａｏａｓｈ
铵的摩尔比范围为ｌ．－：，除杂后样品采用Ｘ射线衍射与化学成分分析来表征。阐述了各参数对表面改性的影：５１０４
响，实验得到最佳改性条件为：磨矿浓度为３％，改性剂用量为３０％，球料比为５，磨矿时间为８，球磨机转速ｈ
为５０ｒｎ０ｍｉ。结果表明：铵化焙烧一酸洗法能有效脱除铝土矿矿中钛和铁杂质，而其它矿物成分的性质不发生改／变；机械力化学法能使铵化焙烧除杂后的铝土矿尾矿起到良好的改性效果。
ｉｓｓｆｃｏｉｃｔｏｔｕｒａｅｍｄｆａｉｎｉ
ＹＵＡＮｉｇｌｎ，Ｍｎ－ａｇＷＡＮＧｎｍｅ，ｉＹａ－ｉＨＵｕ — ｕＹｅｈａ
（ｃｏｌｆｓｕｃｓｒｃｓｉｄＢｏｎｉｅｒｇＣｎｒｌｏｔｎｖｒｉ，ｈｇｈ１０３Ｃｉ）ＳｈｏＲｅｏｒｅｏｅｓｇａｉｅｇｎｅｉ，ｅｔｕｈＵｉｅｓｙＣａｓａ０８，ｈｎｏＰｎｎｎａＳｔｎ４ａ
ｓｒａｅｍｏｉｃｔｎｏａｘｔｉｙｍｅｈｉａｏｃｓｉｖｓｉａｅ．ｅｂｔｈｍｅｏｓｍｐｏｅｌｒｕｆｃｄｆａｉｆｂｕｉｔｌｂｃａｃｌｆｒｅｗａｎｅｔｔｄＴａｃｔｄＷａｅｌｙｄａｍｏａｉｏｅａｓｎｇｈｈｔ