CN100336921C - 从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，将高铁三水铝土矿磨细、溶出之后，进行粗细赤泥分离洗涤，精液送分解车间析出氢氧化铝，再焙烧得到氧化铝；赤泥配入还原煤和燃烧煤，进行成型干燥、还原焙烧，随后磨细并进行磁选，得到海绵铁粉，铁粉经过滤、配料成型、干燥，得海绵铁球块产品。采用本发明提供的方法，氧化铝回收率53～58%，铁的回收率≥80%，达到了矿石中有用成分铝和铁综合回收的目的，实现了对高铁三水铝土矿的综合利用。

Description

从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法
技术领域：
本发明涉及一种从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法。
背景技术：
我国高铁三水铝土矿储量非常丰富，据地质勘查部门的资料分析，其远景储量达10亿吨以上，由于多种原因，目前这种类型的铝土矿还未开发利用，它是我国铝工业和钢铁工业潜在的矿产资源。
高铁三水铝土矿主要由三水铝石、针铁矿、赤铁矿和高岭石组成，次要矿物有伊利石、锐钛矿、一水硬铝石、蛋白石等。矿石中含Al2O3 20～27％，平均27％，Fe2O3 35～48％，平均27％，SiO2 4～13％，平均9％，铝硅比平均2～3.5，按其类型划分，属于高铁三水铝土矿。
若按铝土矿、铁矿的标准来考虑，高铁三水铝土矿的氧化铝和氧化铁含量均较低，都达不到各自工业利用品位的要求，但矿石中的主要有用矿物三水铝石、针铁矿和赤铁矿之和占矿物总量的70％左右。因此，该矿具有较好的综合开发利用价值。目前国内外铝工业还没有利用这种类型铝土矿的工艺方法。
发明内容：
本发明的目的在于：采用一种新的工艺方法来处理高铁三水铝土矿，先用拜尔法提取矿石中的氧化铝，然后从氧化铝生产过程中得到的赤泥中回收铁，以达到综合利用矿产资源的目的。
本发明是这样实现的：高铁三水铝土矿送到氧化铝厂原料车间，经原料磨磨细至20目后，送到常压溶出槽中进行溶出，溶出料浆进行粗细赤泥分级，粗赤泥用过滤机分离洗涤，细赤泥用沉降槽进行分离及洗涤，再用压滤机压滤。过滤机滤液和分离沉降槽溢流进行脱硅、叶滤后，送往分解车间析出氢氧化铝，氢氧化铝经分离洗涤后去焙烧车间，焙烧后得到氧化铝产品。分解母液送蒸发车间，蒸发后得到的蒸发母液返回溶出车间去溶出铝土矿，形成氧化铝生产的拜尔闭路循环。从氧化铝沉降车间过滤机和压滤机来的粗、细赤泥，每100kg配入35～45kg还原煤和燃烧煤，进行成型干燥，再用回转窑还原焙烧，从回转窑出来的物料，经球磨机磨细到200目细度，用2～3级磁选，得到海绵铁粉，此铁粉经过滤、配料成型、干燥后，得到海绵铁球块产品。
高铁三水铝土矿系低品位矿石，由于矿石中的三水铝石易溶，采用常压溶出技术，使用平底机械搅拌槽进行溶出，溶出条件为：苛性碱Na2OK130～150g/l，温度100～105℃，溶出时间15～20min，矿石中的Al2O3溶出率可达58～60％。
溶出高铁三水铝土矿配碱量少，赤泥量大。将赤泥进行粗细分流，粗赤泥过滤性能较好，细赤泥沉降性能较好而过滤性能较差，利用粗细赤泥的不同特性，粗赤泥用过滤机分离洗涤，细赤泥用沉降槽洗涤，解决了赤泥分离洗涤的难题。粗细赤泥分离洗涤时，粗赤泥比例占赤泥总量的58～63％，过滤后滤饼含水率≤25％。细赤泥分离沉降槽底流液固比L/S 3.0～4.0，沉降槽进行5～6次反向洗涤，洗涤槽底流液固比L/S 2.5～3.0，压滤后滤饼含水率≤30％。
分离洗涤后的赤泥在回转窑中进行还原焙烧，用煤做还原剂，还原焙烧温度1100～1200℃，物料在回转窑内停留时间4～6小时，出窑温度1000℃。赤泥中的氧化铁在高温焙烧过程中被C还原为金属铁，铁还原金属化率≥80％。
经磁选得到的海绵铁粉，配入石灰、糖浆废液做粘结剂，采用高压对辊成球机进行成型，制成体积6cm3的蛋型形状，然后进烘干室中用蒸汽加热干燥，成型压力为400kg/cm2，成球率≥90％，干燥温度100℃，干燥时间2～3小时。
采用本发明提供的方法，氧化铝回收率53～58％，铁的回收率≥80％，达到了矿石中有用成分铝和铁综合回收的目的，实现了对高铁三水铝土矿的综合利用，对开发利用我国储量丰富的潜在矿产资源具有重要意义。
本发明的产品为冶金级氧化铝和海绵铁，这两种产品均是铝工业和钢铁工业的重要原料。因本发明中赤泥不脱钠直接还原焙烧，可获得质量符合炼钢要求的海绵铁，简化了流程。海绵铁粉加粘结剂混合成型、干燥后，得到的海绵铁团块强度也可满足炼钢的要求。
附图说明：
图1是从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的工艺流程图。
具体实施方式：
本发明的实施例：从矿山来的高铁三水铝土矿，送到氧化铝厂原料车间，经原料磨磨细至20目后，送到平底机械搅拌槽中进行常压溶出，溶出条件为苛性碱Na2OKl40g/l，温度103℃，溶出时间18min，Al2O3溶出率达59％。溶出料浆进行粗细赤泥分级，粗赤泥用过滤机分离洗涤，过滤后滤饼含水率≤25％；细赤泥用沉降槽进行分离及洗涤，沉降槽底流液固比L/S为3.0～4.0，沉降槽进行5～6次反向洗涤，洗涤槽底流液固比L/S为2.5～3.0，再用压滤机压滤，压滤后滤饼含水率≤30％。过滤机滤液和分离沉降槽溢流进行脱硅、叶滤后，送往分解车间析出氢氧化铝，氢氧化铝经分离洗涤后去焙烧车间，焙烧后得到氧化铝产品。分解母液送蒸发车间，蒸发后得到的蒸发母液返回溶出车间去溶出铝土矿，形成氧化铝生产的拜尔闭路循环。
从氧化铝沉降车间过滤机和压滤机来的粗、细赤泥，每100kg配入40kg还原煤和燃烧煤，进行成型干燥，再用回转窑在1150℃条件下还原焙烧，物料在回转窑内停留时间为5小时，出窑温度1000℃。赤泥中的氧化铁在高温焙烧过程中被C还原为金属铁，铁还原金属化率≥80％。从回转窑出来的物料，主要为金属铁与渣，经球磨机磨细到200目细度，用2～3级磁选，得到海绵铁粉，然后配入石灰、糖浆废液做粘结剂，采用高压对辊成球机进行成型，制成体积为6cm3的蛋型形状，随后进烘干室中用蒸汽加热干燥，其成型压力为400kg/cm2，成球率≥90％，干燥温度100℃，干燥时间2小时，即得到海绵铁球块产品。炼铁后废渣送往堆场堆存，或送建材厂制取建筑材料。

Claims (5)

1.一种从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，其特征在于：高铁三水铝土矿经原料磨磨细至20目后，送到常压溶出槽中进行溶出，溶出条件为：苛性碱Na2OK130～150g/l，温度100～105℃，溶出时间15～20min，溶出料浆进行粗细赤泥分级，粗赤泥用过滤机分离洗涤，细赤泥用沉降槽进行分离及洗涤，再用压滤机压滤，过滤机滤液和分离沉降槽溢流进行脱硅、叶滤后，送往分解车间析出氢氧化铝，氢氧化铝经分离洗涤后去焙烧车间，焙烧后得到氧化铝产品；分解母液送蒸发车间，蒸发后得到的蒸发母液返回溶出车间去溶出铝土矿，形成氧化铝生产的拜尔闭路循环；从氧化铝沉降车间过滤机和压滤机来的粗、细赤泥，每100kg配入35～45kg还原煤和燃烧煤，进行成型干燥，再用回转窑进行还原焙烧，从回转窑出来的物料，经球磨机磨细到200目细度，用2～3级磁选，得到海绵铁粉，铁粉经过滤、配料成型、干燥后，得到海绵铁球块产品。
2.根据权利要求1所述的从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，其特征在于：高铁三水铝土矿经原料磨磨细后，使用平底机械搅拌槽进行溶出。
3.根据权利要求1所述的从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，其特征在于：粗细赤泥分离洗涤时，粗赤泥比例占赤泥总量的58～63％，过滤后滤饼含水率≤25％；细赤泥分离沉降槽底流液固比L/S为3～4，沉降槽进行5～6次反向洗涤，洗涤槽底流液固比L/S为2.5～3.0，压滤后滤饼含水率≤30％。
4.根据权利要求1所述的从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，其特征在于：分离洗涤后的赤泥在回转窑中进行还原焙烧，用煤做还原剂，还原焙烧温度1100～1200℃，物料在回转窑内停留时间4～6小时，出窑温度1000℃。
5.根据权利要求1所述的从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，其特征在于：经磁选得到的海绵铁粉，配入石灰、糖浆废液做粘结剂，采用高压对辊成球机进行成型，制成体积6cm3的蛋型形状，然后进烘干室中用蒸汽加热干燥，成型压力为400kg/cm2，干燥温度100℃，干燥时间2～3小时。
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