[發明專利]一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑及應用

有效

• 申請號: 201310236322.1
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103290206A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 朱德慶;潘建;春鐵軍;李啟厚;楊聰聰;郭正啟
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;B03C1/015
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明公開了一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑及應用；具體是指赤泥在直接還原—磁選—堿溶出工藝中高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑及在所述工藝中的應用；屬于冶金、工業廢渣資源化利用技術領域。

背景技術

赤泥是以鋁土礦為原料生產氧化鋁過程中產生的極細顆粒強堿性固體廢物，每生產一噸氧化鋁，大約產生赤泥0.8—1.5噸。赤泥的主要組分包括以下：氧化鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、二氧化硅等;我國是氧化鋁生產大國，2009年生產氧化鋁2378萬噸，約占世界總產量的30%，產生的赤泥近3000萬噸，累積堆存量達到2億噸。目前我國赤泥綜合利用率僅為4%，遠低于全國工業固體廢物65％的平均利用水平。隨著我國氧化鋁產量的逐年增長和鋁土礦品位的逐漸降低，赤泥的年產生量還將不斷增加，預計到2015年，赤泥累計堆存量將達到3.5億噸，不僅占用大量土地，赤泥中的堿性物質還將污染環境。進行赤泥綜合利用已成為氧化鋁行業發展循環經濟，建設“資源節約型”和“環境友好型”社會的必然要求。

國內外對采用直接還原-磁選回收赤泥中的鐵進行了大量研究，開發出硫酸鈉，碳酸鈉，硼酸鈉，氟化鈣等單一添加劑強化赤泥直接還原-磁選分離。上述添加劑均能提高精礦鐵品位及鐵回收率，但所有添加劑用量太高，硫酸鈉和氟化鈣會導致鐵精礦中硫和氟含量較高，煙氣中硫氧化物和氟化物含量超標，污染環境，同時導致直接還原鐵粉質量變差。

發明目的

本發明的第一個目的在于克服現有技術之不足而提供一種組分配比合理、生產工藝簡單、使用方便、在赤泥直接還原—磁選—堿溶出工藝中，有效促進赤泥中鐵晶粒長大，使赤泥中的鋁礦物轉化為鋁酸鈉或鋁酸鈣，實現赤泥中鐵和鋁的高效分離和回收的高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑。

本發明的另一個目的在于提供一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑在赤泥直接還原—磁選—堿溶出工藝中的應用。

本發明一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑，由下述組分按質量百分比組成：

石灰石30-50%，

硼砂10-15%，

碳酸鈉30-50%，

腐殖酸鈉5-10%。

本發明一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑，由下述組分按質量百分比組成：

石灰石35-45%，

硼砂12-14%，

碳酸鈉35-45%，

腐殖酸鈉7-9%。

本發明一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑，由下述組分按質量百分比組成：

石灰石38-42%，

硼砂12-14%，

碳酸鈉38-42%，

腐殖酸鈉7-9%。

本發明一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑的制備工藝過程為：將碳酸鈉、硼砂、石灰石和腐殖酸鈉按上述質量配比進行稱量、混勻，然后采用球磨機干式細磨到粒度≤0.074mm的質量占各組分總質量的60%，即得到復合添加劑。

一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑的應用，是在赤泥直接還原—磁選—堿溶出工藝中，按赤泥質量的8-20%，添加所述復合添加劑。

一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑的應用，赤泥直接還原—磁選—堿溶出工藝的工藝參數為：還原溫度1000－1200℃，還原時間60－180min的條件下，按C/Fe比0.4－1.0添加還原煤。

一種高效分離赤泥中鐵和鋁的復合添加劑的應用，在赤泥直接還原—磁選—堿溶出工藝中，鐵精礦品位達到88-93%，鐵回收率達到85-96%，磁選尾礦中鋁的溶出率達到70-80%。

本發明的優點和積極效果

本發明復合添加劑由于采用上述組分配比利用硼砂的低熔點特性、碳酸鈉和石灰石在直接還原過程中與鋁礦物和硅礦物反應形成鋁酸鈉或鋁酸鈣、硅酸鈣等，改善鋁鐵分離效果，提高產品鐵品位和回收率，同時使磁選尾礦中鋁得到富集，并易于溶出的特點。該添加劑在促進鐵氧化物還原、金屬鐵晶粒長大，鋁酸鈉、鋁酸鈣和硅酸鈣形成的同時，顯著抑制鐵橄欖石及鋁硅酸鈉的生成，有利于鋁鐵分離。

本發明發明的機理簡述于下：