铝土矿除杂及刚玉-莫来石材料的合成

　　一、铝土矿尾矿的除杂处理

　　试验设计了钙比(n(CaO )/[n(SiO2)+ n(TiO2)])分别为 1.0、1.1、1.2，碱比([n(Na2O)+n(K2O)]/[n(Al2O3)+n(SiO2)+n(Fe2O3)])分别为1.0、1.1、1.2的9组铝土矿尾矿-氢氧化钠-碳酸钙混合料配方，具体配料组成见表1。

　　表1铝土矿尾矿-氢氧化钠-碳酸钙混合料的配比.

　　铝土矿尾矿-氢氧化钠-碳酸钙混合料的配比

　　按表1配方，混合均匀后放入坩埚中，分别在950、1000、1050、1000、1150、1200 和1250℃煅烧保温2 h，以使尾矿中的氧化铝转化为可溶性的Na2O • Al2O3 ，而二氧化硅和二氧化钛则分别转化为比较难溶的Na2CaSiO4和很难溶的CaTiO3;铁转化为可溶的Na2O • Fe2O3，但其在随后的溶解、过滤过程中水解成沉淀而进入滤渣。相关的化学反应式如下：

　　化学反应式

　　将锻烧后的铝土矿尾矿熟料(烧结料)破粉碎并过0.074 mm(200目)标准筛，进行XRF分析。将熟料粉加入一定量的去离子水中搅拌一定时间，使Na2O • Al2O3 溶解，杂质 CaO • TiO2、Na2O • Fe2O3经溶解-水解后形成沉淀，然后过滤去除。Na2CaSiO4则部分进入滤渣，部分进入滤液。将滤液蒸干得到铝土矿尾矿精矿粉，并将杂质滤渣烘干，然后对二者进行XRF分析。根据熟料、滤液、滤渣中Al2O3、SiO2、 Fe2O3、TiO2等的含量(w)，按下式计算Al2O3、SiO2、 Fe2O3、TiO2的溶出率(或去除率)：溶出率=(烧结料 中含量×烧结料的质量一滤渣中含量×滤渣的质量)÷烧结料中含量×烧结料的质量;去除率=1-溶出率。

　　二、刚玉-莫来石复相材料的合成

　　将在佳条件下制备的铝土矿尾矿精矿粉配加聚乙烯醇结合剂(精矿粉与聚乙烯醇的质量比为20:1)，采用JLYYJ型压样机在120 MPa压力下压制成型为60 mm×18 mm×(10 ~ 12)mm的条样，竖直放入底部铺有氧化铝粉薄层的刚玉坩埚中，把坩埚放入硅钼棒高温炉中，分别在1300、1350、1400、1450、 1500℃保温4 h，然后随炉降温，得到刚玉-莫来石合成料，并进行XRD分析。