赤泥样品中铁的回收
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的固体废渣,平均每生产1吨氧化铝,附带产生1.0~2.0吨赤泥。现阶段,我国氧化铝的产量每年都在增长,而铝土矿的品位却逐渐降低,使得赤泥的年排放量迅速增加。目前处置赤泥的方式主要是堆存覆土,国内一般采用筑坝湿法堆存或者将赤泥干燥脱水后干法堆存。与工业副产品石膏一样,赤泥占用大面积土地的同时,晒干后也容易随风起尘污染环境。更为严重的是,赤泥是一种强碱性固体废渣,将其稀释10倍后,pH值仍高达12,渗入土地易造成土壤碱化及沼泽化,污染地表、地下水源。
赤泥样品中铁的回收
试验原理
赤泥中的铁元素主要存在赤铁矿(α-Fe2O3)中。它们与浓盐酸反应,铁元素以三价铁离子的形式进入滤液 B 中。其反应方程式如下所示:
Fe2O3 + 6HCl =2FeCl3+ 3H2O大多数金属离子都能形成氢氧化物沉淀,若沉淀的溶解度相差较大,就有可能通过控制酸度使之分离。
试验步骤
(1)分别配置1mol/L、0.1 mol/L、0.01 mol/L 3 种不同浓度的 NaOH 溶液,作为溶液 pH 值的调节剂。其中 1mol/L 用来粗调,0.1 mol/L 用来中调,0.01 mol/L 和回收的滤液 A 用来微调。
(2)抽滤的滤液 B 蒸发至 200ml,冷却至室温,放在定时恒温双向磁力搅拌器搅拌。此时利用精密 pH 试纸粗略测出溶液的 pH 值为 1.0~1.5 之间。
(3) 利用犁型分液漏斗往滤液 B 中缓慢匀速添加 1mol/L NaOH 溶液, 每隔 1min用精密 pH 试纸测一次溶液pH 值。当测得 pH 值在 3.5 附近时停止滴加。
(4)此时换用数显pH 计测溶液 pH,滴加溶液换成 0.1 mol/LNaOH 溶液,通过显示的 pH 值的变化来控制滴加的速度和流量。赤泥处理生产线上的要求比较的严格,事实上,赤泥处理工艺也是比较复杂的。当数据显示为 4.0 时,滴加溶液换成 0.01 mol/L NaOH 溶液,直到数据显示为4.1 时,停止搅拌和溶液。
(5)待反应溶液稳定后,取 10ml 上层液体放入电动离心沉淀机中离心 30min,取出清液往其中滴加 0.1mol/L NaOH 溶液,仍出现红褐色物质。
(6)开启搅拌,继续往滤液 B 中滴加 NaOH 溶液,每隔1min 重复第(5)步骤,直到清液中不在出现颜色为止。此时记下溶液的 pH 值为 4.3。
(7)压滤溶液,滤液C 保留,方便继续进行以下的反应。滤饼 C 洗涤烘干放入放入SX2-6-13 高温箱式电阻炉在 100℃加热 1h 后,在放入 XL 型箱式高温电炉在 250℃加热2h,得到产物进行化验分析。4.4.3 试验结果与分析滤液 B蒸发主要是为了排除溶液中溶解的 HCl 气体,减少碱液的消耗量,提高铁离子浓度,提高反应效率。
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