非均相法制备斜方水合碳铁酸钙用于高浓碱溶液脱硅的研究

摘要

针对亚熔盐反应体系处理一水硬铝石型铝土矿后的高浓碱溶出液难以脱硅的问题,提出采用碳铁酸钙作为高浓碱溶液深度脱硅的脱硅剂。采用非均相方法合成了斜方晶型的水合碳铁酸钙(3CaO.Fe2O3.CaCO3.12H2O),并对影响合成过程的主要因素进行了考察。结果表明,反应温度和反应时间对水合碳铁酸钙的合成具有交互影响,合成过程中适当提高温度、缩短合成时间可以提高水合碳铁酸钙的含量。合成水合碳铁酸钙脱硅剂最优的工艺条件为:反应温度303K,反应时间16h,反应液固比25,搅拌速率500r/min;氧化钙粒度在0.104mm～0.120mm范围内。在高浓碱溶液脱硅过程中,水合碳铁酸钙产生了物质结构改变,斜方晶系的水合碳铁酸钙转变为立方晶型的钙铁石榴石,在此过程中二氧化硅和少量氧化铝进入晶体结构,形成钙铁硅石榴石和钙铁铝硅石榴石。脱硅产物中氧化铝含量低于1%,氧化钠含量低于2%,SiO2含量高于2%,脱硅产物的铝硅比小于0.5;通过加入水合碳铁酸钙进行高浓碱介质下的溶液深度脱硅,可使溶液中二氧化硅浓度低于0.1g/L。