【摘 要】
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石灰烧结法提取氧化铝是氧化铝生产中的一种重要的方法,相对碱石灰烧结法可以高效处理低品位铝土矿、铁铝共生矿、粉煤灰和赤泥等含铝资源,但是烧结过程中存在着石灰配比高、
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石灰烧结法提取氧化铝是氧化铝生产中的一种重要的方法,相对碱石灰烧结法可以高效处理低品位铝土矿、铁铝共生矿、粉煤灰和赤泥等含铝资源,但是烧结过程中存在着石灰配比高、氧化铝浸出率较低的情况。针对上述问题,本文使用Materials studio对不同情况下12CaO·7Al2O3的晶体结构进行模拟,分析氧化铝的浸出性能,通过实验进行了验证;对CaO、Al2O3、Na2CO3的反应机理进行了研究,探究了低钙铝比条件下Na2O的掺杂量对12CaO·7Al2O3的影响及其对熟料中氧化铝浸出率的影响。研究结果表明:（1）Materials studio模拟计算结果显示,缺钙及掺钠条件下,12CaO·7Al2O3的晶胞发生畸变,其自由能升高,晶格不稳定,使其更易溶于Na2CO3溶液,提高氧化铝的浸出率。（2）低钙铝比下,石灰烧结法制备的铝酸钙熟料中,12CaO·7Al2O3的XRD特征峰峰位右移,晶面面间距减小,这是由于12CaO·7Al2O3的晶胞中CaO缺失造成的,晶胞产生缺陷,物料的活性升高,与模拟结果一致。（3）当C/A=1、Na2O掺杂量为12%进行配料时,物相反应为CaO和Al2O3首先合成12CaO·7Al2O3,且Na2O会固溶到12CaO·7Al2O3中,反应生成2Na2O·3CaO·5Al2O3,其合成速率较快,物料中12Ca O·7Al2O3的含量为其生成速率的限制环节。（4）Na2O掺杂能够显著提高熟料中氧化铝的浸出率,当C/A=1、Na2O掺杂量为12%时,烧结温度为1350℃,烧结时间为2h,熟料中氧化铝的浸出率达到98%。（5）在C/A=0.5、N/A=0.4的条件下制备的熟料,2Na2O·3CaO·5Al2O3具有较高的纯度,生成的2Na2O·3CaO·5Al2O3的浸出率较高,在Nc=100g/L,Nk=7g/L,浸出温度为80℃,浸出时间为30min时,熟料中氧化铝的浸出率能够达到99%以上。
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