铝土矿选尾矿与废阴极炭共焙烧过程中氟迁移转化的影响因素

为提升废阴极炭氟的稳定化水平,对铝土矿选尾矿的共焙烧体系进行了试验研究和模拟计算,考察了焙烧温度、预处理和添加剂对氟迁移转化的影响.结果显示,在废阴极炭/尾矿质量比为1:4、焙烧温度为800℃、停留时间为1 h的条件下,氟主要以CaF2形式进入底渣,底渣中氟浸出浓度为22.96 mg·L-1,远低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)规定的100 mg·L-1.Factsage7.1模拟结果显示,在SiO2和Al2O3存在下,Na3AlF6和NaF与含钙物质(如CaO)的反应优先于与H2O(g)的反应,使氟分别转化为CaF2和气态氟(如HF(g)),并生成了反应副产物NaAlSiO4.球磨预处理(时间为4 h)有效降低废阴极炭和尾矿的粒径,使得氟反应充分进行,氟浸出浓度降至19.61 mg·L-1.尾矿经700 ℃预先焙烧(时间为1h),尾矿中水合氧化物有效分解,使得在与废阴极炭共焙烧过程中产生的H2O(g)含量下降,使氟气化率下降了7.30％,更多氟保留在底渣中,氟浸出浓度升至36.97 mg·L-1.在CaO和CaSO4按质量分数10％添加的情况下,共焙烧体系的钙氟比提高,有利于CaF2的生成,氟浸出浓度分别降至12.75 mg·L-1和11.52mg·L-1.另外,在Al2(SO4)3按质量分数10％添加的情况下,气态氟组分向单一的HF(g)转化,氟浸出浓度降低至22.01 mg·L-1.综合来看,选尾矿与废阴极炭的共焙烧有利于氟的稳定化,并同时形成NaAlSiO4和Fe3O4,为废阴极炭的无害化处理和综合利用提供了技术支持.