[發明專利]一種從一水硬鋁石型鋁土礦中分離鐵鋁硅的方法

有效

• 申請號: 201310613820.3
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103614547A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 李光輝;姜濤;曾精華;張元波;范曉慧;饒明軍;楊永斌;郭宇峰;許斌;劉明霞;羅駿;李卓宣;黃柱成;李騫;陳許玲;朱忠平;徐斌;甘敏;李帥軍
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于礦物加工領域，涉及一種從一水硬鋁石型鋁土礦中分離鐵鋁硅的方法。?

背景技術

鋼鐵和鋁是國民經濟發展最重要的物質基礎。隨著我國鋼鐵工業和氧化鋁工業的迅猛發展，對資源的需求快速增長，鐵、鋁礦石短缺的矛盾日益突出，國內優質鐵礦、鋁土礦資源的數量與質量均急劇下降。在優質資源供不應求的緊迫形勢下，迫切需要依靠技術進步，充分開發和合理利用國內低品位復雜難選礦石資源，以保障我國鋼鐵工業和氧化鋁工業的持續穩定發展。?

目前，在中國及東南亞地區國家，儲有豐富的低品位高鐵高硅鋁土礦。在我國國內，此類資源主要分布在廣西、福建、海南、云南、山西等地。該類礦石鋁品位低，鐵、硅含量高，鋁硅比低。若將該類礦石直接用于拜耳法生產，氧化鋁的實際溶出率低，赤泥產量大，嚴重降低氧化鋁生產的經濟效益。由于高鐵赤泥難以利用，導致目前無法回收鋁土礦中的鐵，造成鐵資源的大量浪費。因此，高效分離鋁土礦中的雜質硅、鐵，提高氧化鋁品位，提高鋁硅比，并將鐵礦物回收利用，為氧化鋁工業和鋼鐵工業提供優質的原料，對緩解我國鋁土礦和鐵礦資源嚴重短缺的壓力，提高礦產資源的綜合利用率，具有重要的現實意義。?

國內外對鋁土礦的選礦研究較多，在脫硅和除鐵方面都有廣泛的研究。在高硅鋁土礦的脫硅方面，主要方法有正浮選、反浮選、化學法等。采用正浮選法，藥劑成本低，但精礦上浮量大，藥劑用量高；且精礦中藥劑殘余量高，對后續拜耳溶出工藝產生有害影響；浮選精礦過濾脫水困難，不利于降低拜耳法溶出過程的能耗；對于礦物組成復雜、嵌布粒度細的鋁土礦要求細磨，磨礦能耗高，同時也容易導致可磨性好的鋁硅酸鹽礦物過粉碎和泥化，對浮選過程產生不利的影響。正浮選所得氧化鋁精礦的鋁硅比可提高至11以上，Al₂O₃回收率為85~90%。采用反浮選，由于鋁硅酸鹽礦物硬度低、易磨，而一水硬鋁石硬度高，易于實現粗磨礦，有利于降低磨礦能耗和精礦含水量；上浮產品產率小，藥劑用量小；且精礦易過濾，也將有利于降低水分含量；機械夾帶少，有利于改善產品質量。目前，采用反浮選方法可將鋁硅比提高至9左右，而Al₂O₃回收率大約為80%左右。熱活化脫硅法，是將鋁土礦在一定的溫度下進行焙燒處理，使礦石中的鋁硅酸鹽礦物分解生成無定形SiO₂，水鋁礦物分解為α-Al₂O₃，然后利用無定形SiO₂與α-Al₂O₃在NaOH溶液中溶解性的差異，實現鋁、硅分離。熱活化脫硅法，有高溫焙燒工序，能耗相對較高，但該法技術指標較高，氧化鋁精礦的鋁硅比可提高至11~15，Al₂O₃回收率達98%以上。?

在高鐵鋁土礦的鋁鐵分離方面，正在廣泛開展研究。近年來，提出了許多種處理方法，大致可分為以下8類：選礦法、磁化焙燒法、金屬化焙燒法、還原燒結法、熔融冶煉法、酸法和高濃度堿法。?

選礦法主要包括重選、磁選、浮選、電選、絮凝以及強磁選-陰離子反浮選等聯合選礦工藝。對于鐵、鋁嵌布關系簡單的礦石，這些方法能在一定程度上實現鋁鐵分離。但是，一般高鐵鋁土礦中鐵礦物粒度較細，鋁、鐵礦物賦存關系復雜，嵌布緊密，且由于鋁鐵的地球化學和晶體化學行為相近，常出現類質同象替代，選礦法對此類礦石的鋁鐵分離效果則較差。?

酸法是利用鐵、鋁在不同的條件下溶于酸的能力的差異，將鐵和鋁分別溶于酸中，得到的鐵和鋁的鹽溶液經濃縮結晶，再經熱分解得到氧化鋁和氧化鐵。酸法存在的問題和缺點是：從鋁鹽溶液中除鐵困難；耗酸量大，酸的再生過程復雜，回收和循環使用難度很大，故對環境構成破壞而且成本高；對設備的腐蝕嚴重，需要價格昂貴的耐酸設備。這些都阻止其應用于工業生產。?

磁化焙燒法，是以還原性氣體或煤作為還原劑，將鐵礦物還原為強磁性的磁鐵礦，再通過磁選將磁鐵礦分離出來，得到鐵精礦和高品位的鋁精礦。或者在磁化焙燒后，進行拜耳法溶出，再通過磁選從赤泥中回收鐵。對于鐵礦物嵌布粒度細的礦石，采用該法鐵的分離效果不佳，鐵的回收率較低。?