[發明專利]一種高鐵低品位鋁土礦的綜合利用方法

有效

• 申請號: 201210069935.6
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102583477A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 于海燕;武建強;潘曉林;劉保偉;王波;畢詩文;顧松青
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C01F7/30
• 分類號: C01F7/30;C01F7/02;C04B7/24;C22B1/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬冶金技術領域，特別涉及一種高鐵低品位鋁土礦的綜合利用方法。

背景技術

我國擁有儲量十分豐富的高鐵鋁土礦，按鋁土礦礦床類型可分為古風化殼型鋁土礦、堆積型鋁土礦和紅土型鋁土礦三種。保有資源儲量主要為堆積型和古風化殼型兩類，其中一水堆積型占保有資源儲量的80%以上，礦石具有中鋁、高鐵、低硫等特點。堆積型鋁土礦礦石的絕大部分由一水硬鋁石或三水鋁石、針鐵礦、赤鐵礦和高嶺石組成，含量占到85%以上。對于含鐵、鋁礦石資源均比較匱乏的我國而言，綜合利用這一資源意義重大。

目前，圍繞高鐵鋁土礦綜合利用研究，主要有先選礦后冶煉、先鋁后鐵和先鐵后鋁等方案。由于鐵鋁共生礦中鐵與鋁的礦物往往鑲嵌在一起，先選礦后冶煉方案采用選礦的方法難以使鐵與鋁的礦物有效分離；先鋁后鐵方案中赤泥進高爐前要進行脫堿，工業上實現困難；先鐵后鋁方案中高爐煉鐵要采用價格昂貴的焦炭，使得該方法生產成本高，經濟效益差。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種二次提鋁一次提鐵的綜合利用高鐵鋁土礦的方法，即采用“富石灰拜耳法提鋁-赤泥直接還原—鋁渣/鐵高溫熔化分離—鋁酸鈣渣提取氧化鋁”的技術路線以實現鐵鋁高效分離。

本發明一種高鐵低品位鋁土礦的綜合利用方法，按以下步驟進行：

（1）首先將高鐵鋁土礦破碎至2～5mm，然后將礦粉磨細至粒度為-0.074mm占85%以上；加入石灰和堿液制備出原礦漿，其中石灰添加量為鋁土礦質量的15～35%，堿液為循環鋁酸鈉溶液，濃度為Na₂O?180～260?g/L，α_k=2.7～3.5，原礦漿固體含量為200～400g/L；

（2）將原礦漿進行拜耳法溶出，溶出溫度為240～300℃、溶出時間為30～120min；溶出后的料漿進行固液分離，所得固體為赤泥，所得溶出液加入氫氧化鋁晶種進行分解得到Al(OH)₃，最后焙燒得到氧化鋁；

（3）將溶出后得到的赤泥進行洗滌后加入轉動的圓盤造球機內加水造母球，連續加水加料，使母球長大后烘干制成球團；將球團置于預還原反應器中，通入還原煤氣進行預還原獲得預還原赤泥，其還原溫度為750~1050℃，還原時間為30?~180min；預還原過程中產生的尾氣進行分離，形成CO₂和煤氣，其中CO₂用于碳酸化分解，多余的CO₂收集封存；

（4）將預還原赤泥、石灰放入還原熔分爐中，以氧氣為載氣噴吹煤粉進行熔分還原，其中煤粉的用量為200~600kg/t預還原赤泥，石灰的用量為50~300kg/t預還原赤泥，氧氣的通入量為400~800Nm³/t預還原赤泥；熔分還原的溫度為1350~1650℃，時間為0.5~2h，，獲得鐵水和高溫含鋁熔渣；熔分還原過程中產生的高溫煤氣和粉塵進行煤氣富氫改質，通入水蒸氣與高溫煤氣和粉塵混合，再進入旋風分離器中分離，旋風分離器底部分離出的粉塵作為煤粉用于熔分還原，分離出的氣體作為預還原的還原煤氣，多余的煤氣用于焙燒；

????（5）將高溫含鋁熔渣冷卻至常溫并自然粉化獲得爐渣，將爐渣置于碳酸鈉溶液中浸出，碳酸鈉溶液的濃度為90~120g/L，碳酸鈉溶液與爐渣的液固比為3~5L/1kg，浸出溫度為80±10℃，浸出時間為0.5~2h，獲得浸出液和浸出渣。浸出渣用于生產水泥，一部分浸出液與步驟（2）中拜耳法溶出液合流進入拜耳法系統提取氧化鋁；

（6）將步驟（5）中剩余浸出液分別進行常壓脫硅和中壓脫硅得到精制液，其中常壓脫硅溫度為100±5℃，脫硅時間為4~8h，采用的晶種為鈉硅渣，鈉硅渣的用量為30g/L浸出液；中壓脫硅溫度為155±15℃，脫硅時間為0.5~2h，采用的晶種為鈉硅渣，鈉硅渣的用量為15g/L浸出液；所述精制液為鋁酸鈉溶液，常壓脫硅后獲得的鋁酸鈉溶液的硅量指數為400~600，中壓脫硅后的鋁酸鈉溶液的硅量指數為800~1500。

（7）向脫硅后的精制液中通入CO₂進行碳酸化分解，得到分解母液和氫氧化鋁，氫氧化鋁作為步驟（2）拜耳法過程的分解晶種；向碳酸化分解產生分解母液中加入碳酸鈉進行補堿，制成碳酸鈉溶液用于步驟（5）浸出。