赤泥、粉煤灰、磷石膏協(xié)同高溫燒結(jié)回收鐵鋁實驗研究

雷二帥，金會心、王尚杰夫，王正興，顧煒

貴州大學材料與冶金學院

[摘要]本文針對赤泥、粉煤灰、磷石膏三種工業(yè)固廢對環(huán)境污染的問題，提出用磷石膏代替堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝中CaO的添加。消耗固廢的同時提取有價金屬，減少環(huán)境污染，開拓固體廢物剩余價值。通過對該三種固體廢渣的物相分析，結(jié)合熱力學計算，設(shè)計了不同燒結(jié)溫度、保溫時間、鈣比條件進行燒結(jié)實驗，實驗表明，800℃時主要含鐵物相為Fe3O4、Ca8Fe7.18Al0.82O20、Fe2(SO4)3,溫度升高含鐵物相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殍F精礦。保溫時間過長，燒結(jié)物料會形成沾粘結(jié)構(gòu)不利于鋁物相的溶出。鈣比增加促使更多CaO的生成，與硅酸鹽生成不溶性硅酸鈣促進鋁物相溶出，鈣比增加有助于鐵物相團聚。實驗表明最佳工藝條件下：鋁回收率為75.9%、鐵回收率為79.29%，鐵品位為74.5%。本研究為赤泥、粉煤灰、磷石膏三大工業(yè)固廢的協(xié)同利用提供一定參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]赤泥；磷石膏；粉煤灰；工業(yè)固廢；金屬回收

赤泥（RM）、粉煤灰（FA）、磷石膏（PG）分別是生產(chǎn)氧化鋁、燃煤火力發(fā)電及生產(chǎn)磷酸過程中產(chǎn)生的固體廢渣，這三種固廢均存在產(chǎn)生量大、利用量低的特點，且主要以堆存的形式處理，對水資源、土壤、空氣等環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響[1-4]。目前關(guān)于三種固廢綜合回收利用方面的研究主要集中在建筑材料、路基填充、土壤改良、陶瓷、吸附劑和金屬回收領(lǐng)域[5-18]，但大多都是單一固廢利用或兩種固廢聯(lián)合利用[19,20]，關(guān)于三種固廢協(xié)同利用的研究報道較少。

赤泥是堿性渣，主要化學成分有Fe2O3、Al2O3、SiO2、Na2O、TiO2、CaO等，其特點是鋁硅比較低（A/S=1.4）。粉煤灰的主要化學成分與赤泥有一定相似性，也含有Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO等，高鋁粉煤灰的A/S可達到1以上。磷石膏是酸性渣，主要化學成分含有CaO和SO3。因此本研究利用赤泥的堿性、粉煤灰與赤泥組分的相似性以及磷石膏的酸性，將三種固廢協(xié)同利用回收其主要組分Fe2O3、Al2O3。目前針對于鋁硅比較低的鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁有成熟的堿石灰燒結(jié)法工藝，在該工藝中需要加入大量CaO，而磷石膏在高溫下可分解生成CaO。因此赤泥、粉煤灰采用高溫燒結(jié)法回收鋁鐵過程，可用磷石膏代替CaO的添加，即可實現(xiàn)三種固廢的大宗消耗，又可達到以廢治廢的目的，同時可實現(xiàn)三種工業(yè)固廢綜合回收鋁鐵?；诖?，本文針對赤泥、粉煤灰、磷石膏三種固廢協(xié)同利用，提出了高溫燒結(jié)-堿浸提鋁-磁選提鐵的研究方案。研究了燒結(jié)溫度、鈣比、保溫時間因素對鋁、鐵回收效果的影響，并針對燒結(jié)熟料、浸出渣、磁選產(chǎn)物進行了物相組成、微觀形貌分析，解釋了影響鋁鐵回收效果的主要原因。

1實驗原料和研究方法

1.1實驗原料

本實驗所用赤泥與磷石膏來自于我國貴州省遵義市，粉煤灰來自于我國內(nèi)蒙古地區(qū)的高鋁粉煤灰。原料用X射線熒光光譜儀（XRF）測定化學成分及含量如下數(shù)據(jù)表1所示。由表1可知赤泥中鐵含量較高，為37.70%，鋁含量為23.89%，硅含量為19.81%。粉煤灰主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、Al2O3含量為60.68%。用X射線衍射（XRD）分析測定三種原料物相組成如圖1所示。

1.2實驗儀器及設(shè)備

實驗儀器有SHB-IIIS循環(huán)水式多用真空泵、ZNCL-GS130*70油浴鍋、XCGS-Q50磁選機、3MZ-100密封式制樣盤磨粉碎機、恒溫鼓風干燥箱、YFX12/13Q-YC馬弗爐、FA6103CⅡ級電子天平等。KSS-1700℃型真空管式爐（洛陽魯威窯爐）對配比物料進行氮氣保護高溫燒結(jié)、X熒光光譜儀器（荷蘭Zetium）對各種原物料進行化學成分及含量測定、X射線衍射分析儀（德國D8Advance）對產(chǎn)物進行物相組成分析、掃描電鏡(德國ZEISSGemini)觀察目標產(chǎn)物的外觀形貌特征。

1.3實驗方法

本實驗整體分為物料配比、高溫焙燒、堿浸提鋁、磁選提鐵四個階段，首先進行原料預處理：將赤泥、粉煤灰、磷石膏進行80℃烘干12h脫去表面水分，再用盤磨機研磨后進行200目網(wǎng)篩篩選，最后存入干燥皿中干燥保存?zhèn)溆谩＠肵RF測定三種原料的化學組分含量。通過計算，取RM與FA的質(zhì)量比為2:1作為固定值，固定實驗樣品中Fe2O3的總含量。根據(jù)堿石灰燒結(jié)法理論體系Fe2O3+3C=2Fe+3CO(g)反應中Fe2O3與C的摩爾比1：3、Al2O3+Na2CO3=Na2O·Al2O3+CO2(g)反應中Na2O與Al2O3的摩爾比1：1、2CaO+SiO2=2CaO·SiO2中CaO與SiO2的摩爾比為2：1為理論值。為了保證本研究整個反應體系能夠充分生成Fe物相同時考慮磷石膏的碳熱分解對C的消耗和工藝流程中堿的損耗。則碳比以1.5倍理論值設(shè)置為4.5作固定值固定碳質(zhì)還原劑的添加量；堿比以1.4為固定值固定堿性調(diào)控劑的添加量；設(shè)置鈣比(1.8、1.9、2.0、2.1、2.2)為梯度考察對鋁、鐵回收影響效果。

鈣的比值為CaSO4的加入量；添加CaSO4的目是在燒結(jié)過程中取代CaO，使其與硅質(zhì)礦物反應生成不溶性硅酸鈣，從而在堿浸過程中實現(xiàn)可溶性物質(zhì)和不溶性物質(zhì)的有效分離。鈣的比例也影響PG的使用量。將計算后所有樣品和添加劑混合均勻，裝入100mm*40mm*20mm的剛玉坩堝中，放入真空管式爐預先以600ml/min的速率通入氮氣10min充分排出爐管內(nèi)空氣，再啟動燒結(jié)控制程序并持續(xù)通入氮氣直至燒結(jié)結(jié)束。通過控制單一變量研究最佳實驗條件。

控制真空管爐燒結(jié)溫度以3℃/min升溫至500℃，再以5℃/min升溫至預定溫度(800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃)，經(jīng)過一系列不同保溫時間(10min、20min、30min、40min、50min)，再以5℃/min降溫到500℃，冷卻至室溫，然后取出燒結(jié)后樣品用盤磨機研磨1min。隨后加入堿液60g/L(碳堿12g/L，苛堿48g/L)，90℃恒溫浸出20min，過濾干燥浸出渣，進行磁選。最后對熟料、浸出渣和磁選渣進行Al和Fe的化學檢測、物相分析、形貌分析。本研究探討了不同條件對RM、FA、PG三種不同類型固體廢物綜合回收Al、Fe的影響，并通過溫度、保溫時間、鈣比梯度實驗，確定了理想工藝條件。具體如下流程圖2所示。

2定義與計算方法

（1）鈣比定義是：混合生料中CaO和SiO2的摩爾量之比，即

式中：nCaO-需要的CaO摩爾量/mol；

nSiO2-赤泥和粉煤灰中SiO2的摩爾量/mol；

（2）碳比定義是：添加的碳質(zhì)還原劑與赤泥和粉煤灰中的Fe2O3的摩爾量之比，即

式中：nFe2O3-赤泥和粉煤灰中的總Fe2O3的摩爾量/mol；

nC-需要添加碳質(zhì)還原劑的摩爾量/mol；

（3）堿比定義是：配備原料過程添加無水Na2CO3后所有生料中含有的Na2O與所有生料中Al2O3+Fe2O3的摩爾量之比，即

式中：nNa2O-加入無水Na2CO3后總Na2O的摩爾量/mol；

nAl2O3-赤泥和粉煤灰中總Al2O3的摩爾量/mol；

nFe2O3-赤泥和粉煤灰中總Fe2O3的摩爾量/mol；

（4）鐵回收率定義是：第二次磁選后得到的磁性樣品全鐵質(zhì)量分數(shù)與燒結(jié)后所有熟料中全鐵質(zhì)量分數(shù)的比值，即

式中：M2-第二次磁選得到的磁性物料質(zhì)量/g；

ω2-得到磁性物料的全鐵質(zhì)量分數(shù)/%；

Ms-焙燒后所有熟料的質(zhì)量/g；

ωs-焙燒后熟料的全鐵質(zhì)量分數(shù)/%；

（5）鋁溶出率定義是：焙燒后的熟料經(jīng)過堿液浸出溶于液體的Al2O3質(zhì)量分數(shù)與焙燒后熟料中Al2O3的質(zhì)量分數(shù)的比值，即

式中：Ms-焙燒后熟料的質(zhì)量/g；

Mj-堿液浸出后得到浸出渣的質(zhì)量/g；

ωs-焙燒后熟料中Al2O3的全鋁質(zhì)量分數(shù)/%；

ωj-堿液浸出后得到浸出渣中Al2O3的全鋁質(zhì)量分數(shù)/%；

3結(jié)果與討論

3.1熱力學分析

磷石膏主要由CaSO4·nH2O物相組成具有穩(wěn)定的化學性質(zhì)，純磷石膏只有在1400℃以上的高溫環(huán)境下才有可能發(fā)生分解反應。碳質(zhì)還原劑可以大大降低磷石膏分解溫度。如圖3(a)，500℃時CaSO4開始分解生成CaS；800℃時CaSO4在還原劑的作用下生成CaO；當溫度持續(xù)升高至1100℃時CaS與CaSO4也可生成CaO[21,22]，為堿石灰燒結(jié)法過程中提供足量的CaO。涉及的反應見(6)~(9)。

赤泥、粉煤灰中的主要含鐵物相是Fe2O3，在碳質(zhì)還原劑的調(diào)控下，含鐵物相會隨溫度變化，如下圖3(b)。600℃以上Fe2O3與碳質(zhì)還原劑開始生成Fe和CO，同時有一部分Fe2O3與CO反應生成Fe3O4；高于700℃時Fe3O4與CO反應生成FeO，F(xiàn)eO又與還原劑生成Fe。

物料中的Al2O3和SiO2會搶占FeO生成FeO·Al2O3、FeO·SiO2，抑制FeO與CO生成Fe。而Na2CO3的加入使FeO·Al2O3、FeO·SiO2與Na2O發(fā)生置換反應，分別生成Na2O·Al2O3和Na2O·SiO2，可將FeO釋放出來繼續(xù)與還原劑生成Fe，如圖3(c)所示。鈣硅酸鹽燒結(jié)反應見(10)~(16)。同時Fe2O3會極易與堿性調(diào)控劑形成Na2O·Fe2O3相，Na2O·Fe2O3與C再次反應生成Na2O。由于Na2O·Fe2O3更容易被C還原[23]，所以高溫過程持續(xù)一段時間后大量的Fe2O3被還原?？刂撇煌瑴囟群蜌夥湛梢钥刂七€原后的產(chǎn)物類型[19]。含鐵相還原涉及反應見(17)~(23)。

3.2溫度對鋁鐵回收的影響

在三種固廢綜合回收利用的體系當中，溫度具有至關(guān)重要的作用。燒結(jié)過程中還原劑C會形成氣態(tài)、堿性調(diào)控劑Na2CO3會轉(zhuǎn)化成液態(tài)與固廢中的礦物發(fā)生反應。燒結(jié)溫度過低時不能使鐵氧化物還原生成Fe，影響鐵回收率及鐵品位；焙燒溫度過高時，反應過程中會形成大量的液相填充礦物之間的空隙最終形成致密的堅硬塊狀形態(tài)，鋁相會被堅硬的鈣硅渣包覆，在堿浸提鋁過程中抑制鋁相的溶出。

為了探求溫度變化對鋁鐵回收的影響，對得到的所有過程產(chǎn)物進行化學分析，實驗結(jié)果如下曲線圖4(a)所示?？梢钥闯鲨F回收率、鐵品位和鋁溶出率整體呈先增后降的趨勢，800℃時鋁溶出率為51.83%，1100℃時達到75.46%，在1200℃時又大幅度下降到46.6%；

800℃時鐵回收率為30.28%,從800℃到1100℃提升47.03%，在1200℃時有小幅度下降，綜合考慮選用1100℃為最佳燒結(jié)溫度條件。為了探求溫度影響鋁鐵回收的原因，對各個溫度下的燒結(jié)熟料、浸出樣品進行XRD圖譜分析如下圖4(b)、(d)所示。赤泥、磷石膏中富含SiO2，高鋁粉煤灰中的鋁大多是活性低的莫來石(Al2O3·2SiO2),Na2CO3作為堿性調(diào)控劑的加入可以促進莫來石的分解[24]，在800℃-900℃時形成NaAlSiO4。

800℃時由于溫度過低反應式(24)不能充分反應，隨著溫度的升高大量的NaAlSiO4生成，從圖4(b)可以看出：隨著溫度的升高鋁相峰逐漸增強，結(jié)合熱力學計算可知，在反應體系中赤泥和粉煤灰中的Fe2O3與Na2CO3先反應生成鐵酸鈉相，如圖3(a)所示。在高溫狀態(tài)下，鐵酸鈉與Al2O3置換出鋁酸鈉相，因此導致溫度升高鋁溶出率有所上升。固-固反應的速度會隨著溫度的升高而加快，Na2CO3在851℃下會形成液相，為離子的轉(zhuǎn)移提供更快捷的通道；當溫度升高至1200℃時有大量的液相出現(xiàn)堵塞物料間的孔隙，物料燒結(jié)完成冷卻后會形成質(zhì)地堅硬的結(jié)塊狀態(tài)，阻止了堿液浸出過程中鋁物相溶解，導致1200℃時鋁的回收率明顯下降，結(jié)果如圖4(a)、(d)對比所示。

鐵還原體系當中反應(18)在300℃-400℃發(fā)生反應，大于800℃時反應(19)、(22)才會發(fā)生，在800℃時最終含鐵物相以Fe3O4為主，由圖4(b)的方框局部放大圖圖(c)所示，在800℃時含鐵物相主要由Fe3O4和鐵鈣氧化物組成，強度峰較低，導致鐵回收，鐵品位較低。

隨著溫度的不斷升高反應(19)、(22)更加充分，F(xiàn)e3O4及鐵和鈣的氧化物逐漸消失，同時出現(xiàn)了一定量的鐵和硫的氧化物。隨著Fe3O4相的逐漸消失，F(xiàn)e相出現(xiàn)并逐漸增強。鐵物相在不同溫度下的XRD變化如圖4(b)所示。

800°C和1100°C下磁性樣品的SEM圖譜如圖5所示。在800℃時，磁性樣品的磁性顆粒凝聚較少，形狀不規(guī)則(見圖5(a))。大多數(shù)磁性樣品以小顆粒的形式分散，導致鐵品位較低。從局部放大(圖5(b))所示，由嵌入大量不規(guī)則小顆粒的磁性顆粒聚集而成，結(jié)合EDS(圖5(c))可知還細小顆粒為鈣硅氧化物，導致含鐵相難以與其他渣相分離，使鐵回收率低。也表明在800°C時，堿性浸出過程只能溶解少量鋁，鋁的回收率很低。從1100℃的磁性樣品的圖5(d)可以看出，生成的磁性顆粒大均等，具有良好的聚集性，幾乎沒有分散的小磁性顆粒。從圖5(e)中可以清楚地看到，鐵顆粒尺寸大，表面光滑，鈣氧化合物以附著的形式在磁性顆粒上，易于與非磁性樣品分離。因此鐵品位和鐵回收率明顯提高。

3.3保溫時間對鋁鐵回收的影響

保溫時間是保證高溫環(huán)境下物料能否充分反應的重要因素，保溫時間過短會使物料之間反應不完全，保溫時間過長會使大量液相出現(xiàn)，導致物料過度沾粘形成質(zhì)地堅硬的塊狀難以研磨，影響回收指標。由曲線圖6(a)可以看出，隨著保溫時間的延長鐵品位持續(xù)升高，在保溫時間50min時鐵品位出現(xiàn)1.18%的微量下降；鋁和鐵的回收率呈規(guī)律性先增后降，在保溫時間30min時鋁、鐵回收指標分別為74.49%、76.4%達到最優(yōu)效果。保溫50min后，鐵和鋁的回收率均有明顯下降。較長的保溫時間減少了鋁和鐵的回收，同時也消耗了更多的能源。因此，確定30min為最佳保溫時間。為了探求保溫時間對鋁鐵回收的影響，對不同保溫時間下的燒結(jié)熟料進行XRD圖譜分析如下圖6所示。

從圖6(b)可以明顯看出，不同保溫時間的最終產(chǎn)物都為CaTiO3、CaS、Na1.55Al1.55Si0.45O4、Ca2SiO4、Fe，只是物相峰強不同，證明整個體系在1100℃時保溫10~50min都可以充分反應。保溫時間增加含鋁相Na1.55Al1.55Si0.45O4峰逐漸增強，保溫50min鋁相峰有少量降低。下圖7為五種保溫時間的熟料樣品圖和30min與50min下的熟料、浸出樣品SEM對比圖，從圖7(a)~(e)可以明顯看出隨著保溫時間的增加，形成過燒結(jié)狀態(tài)，此時熟料的體積逐漸縮小，樣品收縮強度增加、質(zhì)地緊實、密度變大。保溫40min和50min時的熟料尤為明顯。通過圖7(f)和(g)對比可見：保溫50min的熟料表面顆粒光滑圓潤、似物質(zhì)熔化冷卻后形成的沾粘凝結(jié)成塊狀態(tài)；保溫30min的熟料顆粒棱角分明，以不同大小塊狀相貼合分布，大顆粒表面明顯由較多小顆粒附著。對該兩種熟料樣品進行相同時間的研磨破碎，與保溫30min的熟料相比保溫50min的熟料不能充分破壞沾粘凝結(jié)成塊狀態(tài)。導致保溫50min比30min的熟料在堿液浸出過程中鋁相的溶解度減弱，最終使得鋁回收率下降。同樣對比圖7(h)和(i)可知保溫50min浸出樣品顆粒體積遠大于30min浸出樣品，在磁選過程中非磁性物質(zhì)會過多的與鐵相沾粘被磁極吸附，最終使得鐵品位、鐵回收率下降。

3.4鈣比對鋁鐵回收的影響

從圖8(a)以看出,鈣比為1.8和2.0時，鋁的回收率分別為53.42%和75.9%。主要原因是磷石膏添加量過少時，高溫狀態(tài)下不能生成足量的CaO與硅酸鹽生成硅酸鈣[25,26]，隨著鈣比增加生成足夠CaO可以促進物料中鈣硅元素的結(jié)合形成不溶于堿液的硅酸鈣，使得在堿液浸出過程當中有效分離鈣硅渣，提高鋁回收率。而鐵回收率、鐵品位隨著鈣比的增加而呈先增后降的趨勢。如下圖8(b)為不同鈣比的熟料XRD結(jié)果表明，不同鈣比燒結(jié)后熟料含鋁物相均為Na1.55Al1.55Si0.45O4。在鈣比為2.1、2.2時磷石膏的添加量增大，高溫下鐵物相主要是Fe3Ti3O10、Ca3Fe15O25導致鐵品位和鐵回收率降低。

下圖9為鈣比1.8和2.0的磁性物料SEM-EDS對比圖，可見鈣比1.8圖(a)熟料團聚不均勻，因為磷石膏的添加量不足以生成足夠的CaO，大量的硅酸鹽保持原狀。隨著鈣比的增加足量的CaO與硅酸鹽生成不溶于堿液的硅酸鈣，冷卻后呈現(xiàn)均勻分布的顆粒狀。如鈣比2.0圖(e)所示。對比浸出渣SEM圖(b)、圖(f)可知鈣比過低鋁物相與鈣硅渣鑲嵌形成大塊團聚不利于鋁物相的溶出；對比磁性物料圖(c)、圖(g)結(jié)合EDS圖譜可以明顯看出，鈣比的增加有助于鐵的團聚提高鐵品位、鐵回收率。

3.5RM+PG與RM+FA+PG綜合利用效果對比

本節(jié)在前期YuanDanXiao等[19]人協(xié)同利用RM和PG兩種固體廢物回收鋁、鐵的研究成果基礎(chǔ)上，引入FA研究鋁、鐵回收效果，指標對比結(jié)果如下表2所示。可以看出粉煤灰的加入，鋁、鐵回收率有1%~2%的提升，但鐵品位下降了9.3%。圖10為三種固體廢物(RM+FA+PG)與前人兩種固體廢物(RM+PG)綜合利用的熟料、浸出渣、磁選渣XRD物相對比圖譜，從圖10(a)可以看出RM+FA+PG組的鋁相Na1.55Al1.55Si0.45O4峰更強。對比熟料物相圖(a)、浸出渣(b)可知RM+FA+PG組仍有未完全溶出鋁相，結(jié)合圖1(b)可知粉煤灰的主要鋁物相存在于莫來石和鋁硅玻璃相，莫來石活性極低，鋁硅玻璃相在1100℃為液態(tài)呈介穩(wěn)結(jié)構(gòu)，而磷石膏碳熱分解產(chǎn)生的CaO和配比物料中加入的Na2CO3只能在一定程度上促進激發(fā)部分粉煤灰活性、降低晶相轉(zhuǎn)變溫度的作用。所以RM+FA+PG組鋁溶出率相對RM+PG組鋁溶出率只有少量提升。圖10(b)可以看出RM+FA+PG組中鐵相峰較強，這直接導致鐵回收率有所提升。從圖10(c)磁選渣可以看出RM+FA+PG組中含有CaTiO3非磁性物相，導致鐵品位下降，原因可能是粉煤灰的加入引入了更多的非磁雜質(zhì)附著在磁性顆粒表面，在浸出渣中不能完全破壞附著結(jié)構(gòu)導致鐵品位有所降低。

整個工藝過程中Na2CO3的加入能夠與物料中的Al2O3反應生成可溶鋁相，通過堿液浸出可實現(xiàn)鋁的回收，在分離浸出渣和浸出液過程中有93%以上的堿溶于浸出液，如下表3所示。因此浸出液可以被用于二次浸出過程，可在浸出過程中實現(xiàn)堿循環(huán)；磷石膏主要成分CaSO4，在燒結(jié)過程中有20%的硫以SO2氣體排除，聯(lián)用尾氣收集裝置可制硫酸；同時80%的硫以CaS形式存在，實現(xiàn)硫元素的固定，在工藝過程中可生成2CaO·SiO2，2CaO·SiO2是制作硫鋁酸鹽水泥的原料之一，因此后續(xù)可以實現(xiàn)制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥[27]。該工藝最佳配比條件下消耗10g赤泥、6.5g粉煤灰、15g磷石膏可產(chǎn)出3g鐵精礦、回收75.9%的鋁。

4結(jié)論

赤泥、粉煤灰、磷石膏是中國三大工業(yè)支柱生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢渣，特點是產(chǎn)生量巨大，利用率低。赤泥呈堿性、磷石膏呈酸性等的特點，限制了對其綜合利用的方法，目前主要以堆存的形式存放，且對環(huán)境造成嚴重污染。因此本文針對該問題對赤泥、粉煤灰、磷石膏進行物料配比-高溫燒結(jié)-堿浸提鋁-磁選提鐵綜合回收有價金屬進行了不同條件的實驗研究，研究消耗固廢的有效方法。得出以下結(jié)論:

（1）通過多組實驗證明赤泥、粉煤灰、磷石膏綜合回收鋁、鐵最佳實驗條件：燒結(jié)溫度為1100℃、保溫時間30min、鈣比為2.0，最終鐵回收率為79.2%、鐵品位可為74.5%、鋁溶出率為75.9%。

（2）燒結(jié)溫度升高有利于鐵、鋁回收，溫度高于1100℃熟料會出現(xiàn)沾粘結(jié)構(gòu)阻礙鋁的溶出；保溫時間對鋁鐵回收影響較少；CaO與Na2CO3有助于激活粉煤灰中莫來石的活性提高鋁回收率，磷石膏添加過量高溫下會生成Fe3Ti3O10、Ca3Fe15O25導致鐵品位和鐵回收率降低。

（3）在整個工藝流程中使用1噸赤泥、0.5噸粉煤灰、1.5噸磷石膏可回收75.9%的鋁和0.3噸鐵精礦，在工藝生產(chǎn)中可實現(xiàn)堿循環(huán)，同時為制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥提供一定的原料，有效的消耗工業(yè)固廢。