[發明專利]一種基于低鈣還原焙燒分離鐵鋁共生資源的方法

有效

• 申請號: 202110912077.6
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113604663B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 于海燕;潘曉林;畢詩文
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B1/24
• 分類號: C22B1/24;C22B1/02;C22B3/12;C22B7/00;C22B21/00;B03C1/015
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種基于低鈣還原焙燒分離鐵鋁共生資源的方法，按以下步驟進行：(1)將鐵鋁共生資源、石灰和煤分別破碎后，與純堿混合磨細；(2)制成球團，預熱烘干；(3)還原焙燒；(4)1000～1200℃高溫焙燒，然后氮氣氣氛冷卻；(5)加入堿液濕磨浸出；(6)液固分離；(7)浸出渣水洗后制成礦漿，進行磁選。本發明方法能夠高效處理鐵鋁共生礦和高鐵赤泥，配堿量、石灰配入量和尾渣量較傳統燒結法大幅降低，鐵鋁有價元素高效分離且鐵鋁回收率高，鐵精礦中氧化鋁含量在3％以下；尾渣經水熱轉化后得到可廣泛用于建筑、保溫和裝修材料具有疏松多孔結構的硅酸鈣粉體材料。

技術領域

本發明屬冶金技術領域，特別涉及一種基于低鈣還原焙燒分離鐵鋁共生資源的方法。

背景技術

針對鐵鋁共生資源的鐵鋁分離技術，大致可以分為“先選后冶”、“先鋁后鐵”、“先鐵后鋁”三種基本方法。先選后冶采用選礦的方法完成鐵鋁礦相的分離，之后采用冶金的方法分別從鐵和鋁的礦物中提取鐵和鋁；由于鐵鋁礦物共生伴生、結構復雜，解離性能極差，難以獲得理想的鐵鋁選礦分離效果。先鋁后鐵先采用拜耳法提取氧化鋁，產生的高鐵赤泥進行脫堿和提鐵；該方法從技術上是可行的，但存在鋁回收率低、赤泥煉鐵時脫鈉困難等問題。先鐵后鋁先采用還原焙燒或還原熔煉的方法提取鐵，產生的尾渣提取氧化鋁，根據所得鐵產品的不同又可分為兩大類：第一類為熔分還原提鐵-鋁酸鈣渣提鋁技術，即在1450～1600℃高溫下通過配入大量石灰進行熔分還原，在得到鐵水的同時構造生成鋁酸鈣渣的礦物條件，鐵水分離后得到的鋁酸鈣渣進一步通過堿法提取其中的氧化鋁；第二類為還原焙燒選鐵-尾渣提鋁技術，即在較低溫度下進行磁化焙燒或直接還原，通過磁選獲得鐵精礦或粗鐵粉，然后磁選尾渣采用酸法或堿法提取其中的氧化鋁。采用第一類技術雖然可以實現鐵鋁的有效分離，但需要配入大量的石灰，并產生大量的提鋁尾渣，配鈣量大、渣量大限制了其推廣應用；采用第二類技術，鐵的回收率比較低，同時鐵產品中氧化鋁含量仍然很高，通常達到6～10％以上，無法達到高爐提鐵的要求，限制了鐵產品的進一步應用，此外后續尾渣提鋁過程也比較復雜。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于低鈣還原焙燒分離鐵鋁共生資源的方法，即先通過低溫還原焙燒完成磁性鐵礦相的生成和富集，后通過高溫焙燒完成鋁礦相和硅礦相的精準調控，在配鈣量和渣量降低的基礎上，提高鐵鋁的回收率，有效降低鐵產品中的氧化鋁含量。

本發明的方法按以下步驟進行：

1、將鐵鋁共生資源、石灰和煤分別破碎后，共同與純堿混合，再磨細制成混合粉料；

2、將混合粉料制成球團，預熱烘干去除水分，制成預熱球團；

3、將預熱球團進行還原焙燒，制成焙燒球團；

4、將焙燒球團加熱至1000～1200℃后進行高溫焙燒，高溫焙燒時焙燒球團中的煤受熱反應形成還原氣氛；高溫焙燒結束后，在氮氣氣氛條件下冷卻至100～200℃，制成焙燒熟料；

5、將焙燒熟料加入堿液進行濕磨浸出，獲得浸出料漿；

6、將浸出漿料進行液固分離，獲得的液相為鋁酸鈉溶液，獲得的固相為浸出渣；

7、將浸出渣水洗后，加水制成礦漿，然后進行磁選，獲得磁性產品鐵精礦和非磁性產品尾渣。

上述的步驟1中，鐵鋁共生資源為鐵鋁共生礦或拜耳法高鐵赤泥，按質量百分比含Al₂O₃15～30％，Fe₂O₃ 30～60％，SiO₂ 5～25％。

上述的步驟1中，當鐵鋁共生資源為拜耳法高鐵赤泥時，按質量分數含Na₂O 2～12％。

上述的步驟1中，磨細后的混合粉料中粒徑≤0.074mm的部分占總質量≥85％。