CN101293220B - 一种用于高铝铁矿石铁铝分离的添加剂 - Google Patents

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一种用于高铝铁矿石铝铁分离的添加剂。添加剂由Na2SO4、Na2B4O7和Na2CO3组成，使用时将添加剂磨细至粒度小于0.074mm，与铝铁矿石混匀、造球，以煤为还原剂，干球团在一定温度下还原焙烧，还原球团经冷却、破碎、磨矿，采用磁选分选，可获得TFe品位大于90％、Al2O3含量1.0％左右、SiO2含量小于1％的金属铁粉，铁的回收率大于90％。所用添加剂能破坏高铝铁矿石的结构，为铝铁分离创造条件，特别适合于铁矿物和铝矿物以微细粒嵌布，或铝以类质同象形式存在于铁矿物中的高铝铁矿石的铝铁分离。

Description

一种用于高铝铁矿石铁铝分离的添加剂
技术领域  本发明涉及一种添加剂，特别是涉及一种用于高铝铁矿石铝铁分离的添加剂。
背景技术  随着我国经济的快速发展，拉动了钢铁工业持续高速增长，铁矿石需求量迅猛增加，铁矿石供求矛盾日益突出。而我国铁矿资源的特点是贫矿多、富矿少，97％的铁矿石铁品位在30％以下，高品质和易选的铁矿资源逐渐减少，国内很多钢铁厂不得不大量进口铁矿以满足工业生产的需求。在铁矿石资源日益紧张的环境下，低品位、难处理铁矿的开采日益受到重视。高炉冶炼要求入炉原料中Al2O3含量一般不能超过3％，因为Al2O3含量高，将引起炉渣熔点升高，粘度增大，流动性能变差，导致炉缸透气性变差，渣铁分离困难，高炉利用系数降低。一些进口矿如澳矿、印度矿虽然铁品位高，可是由于矿石中Al2O3含量较高使得其应用受到限制；同时，在我国安徽、广西等地以及毗邻的东南亚国家储有丰富的含铝铁矿石尚未有效开发利用。随着现有可利用的优质铁矿资源逐渐减少，充分开发这类资源，实现含铝铁矿石铁铝的高效分离，对缓解我国铁矿资源严重短缺的压力，实现资源的综合利用具有重要现实意义。
近年来，国内外对含铝铁矿的选矿研究较多，也取得了一定的进展，主要工艺有磁化焙烧、强磁选、重选、浮选及其联合工艺等。国内有人曾用磁化焙烧-弱磁选的方法对这类高铝铁矿石进行过铁铝分离研究，但由于铝矿物与铁矿物呈紧密包裹镶嵌状，单体难以其解离，铝铁分离效果并不理想。也有人进行了高铝铁矿石焙烧-化学选矿的研究，可获得铁品位大于60％，Al2O3含量低于3％的铁精矿，不过铁精矿须经过传统的造块、高炉冶炼后再送去炼钢。还有人对含铝15.32％、铁品位38.9％的赤泥进行内配煤还原研究，将赤泥、还原煤及A型催化剂按83.6∶13.9∶2.5的比例混匀后压团，在1150℃下还原，再经过磁选分离-冷固成型后可得到铁品位91.79％的海绵铁，但是催化剂并未公开，且还原温度高，难以实现工业化；国外也有学者将含铝赤泥在高炉或电炉内熔炼直接炼铁，取得了初步成果。
发明内容  本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效实现高铝铁矿石铁铝硅高效分离的添加剂。
为了解决上述技术问题，本发明提供的用于高铝铁矿石铝铁分离的添加剂，由Na2SO4、Na2B4O7和Na2CO3组成，使用时将其磨细至粒度小于0.074mm，Na2SO4、Na2B4O7和Na2CO3按质量百分比分别为8％～20％、1％～2.5％、0％～20％与铝铁矿石配加。按上述比例将添加剂与高铝铁矿石混匀、造球，干球团在一定温度下以烟煤作还原剂进行还原焙烧，还原球团经冷却、破碎、磨矿，采用磁选分选，可获得TFe品位大于90％、Al2O3含量1.0％左右、SiO2含量小于1％的金属铁粉，铁的回收率达90％以上。
本发明适合于铁矿物、铝矿物和硅矿物以微细粒嵌布，或铝以类质同象形式存在于铁矿物中的高铝铁矿石的铁与铝、硅的分离。
本发明中添加剂的作用原理在于：能破坏矿石结构，并与铝、硅矿物发生化学反应生成可溶性或非磁性物质，为铁铝硅分离创造条件。含铝铁矿石与经过细磨的硫酸钠、硼酸钠、碳酸钠的混合物在高温下煤基直接还原，铁氧化物被还原为金属铁，铝、硅矿物与添加剂中的Na2O反应分别生成不溶于水的硅铝酸盐和可溶于水的铝酸钠，后者在磨选过程中进入溶液或非磁性部分与铁分离，磁性部分即是金属铁粉；添加剂硼酸钠在还原过程中能强化固相扩散，促进铁晶粒长大，改善磁选分离效果。
本发明的优点主要在于：本发明中的添加剂能有效实现各类高铝铁矿石，特别是铁矿物和铝、硅矿物以类质同象形式存在，或者铝、硅矿物以微细颗粒嵌布在铁矿物中的铁矿石的分离。添加剂来源广泛，价格低廉，配加该添加剂还原温度低，还原时间短，有利于提高分离效率，降低能耗。获得的金属铁粉是电炉炼钢的优质炉料，工艺流程短，生产成本低，环境污染小，具有广泛的应用前景。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1：采用本发明处理高铝铁矿石的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：TFe含量47.69％，Al2O3含量8.96％，SiO2含量4.30％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占70％，将矿与碳酸钠按质量比为5∶1的比例混匀造球，以烟煤为还原剂，在1050℃的温度下焙烧120min，还原产物置于球磨机内按50％的浓度磨至-200目占88％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，所得铁精矿TFe含量为78.16％，Al2O3含量4.37％，SiO2含量为2.42％，回收率为90.35％。
实施例2：TFe含量47.69％，Al2O3含量8.96％，SiO2含量4.30％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占70％，将矿石与硫酸钠按质量比为4∶1的比例混匀造球，以烟煤为还原剂，在1050℃的温度下焙烧90min，待还原球团冷却后置于球磨机内按50％的磨矿浓度磨至-200目占95％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，铁精矿TFe含量为82.31％、Al2O3含量为1.93％，SiO2含量1.15％回收率75.36％。
实施例3：TFe含量47.69％，Al2O3含量8.96％，SiO2含量4.30％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占70％，按质量百分比为14％、3％的比例分别配入碳酸钠、硼酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1020℃的温度下焙烧90min，待还原球团冷却后置于球磨机内按50％的磨矿浓度磨至-200目占98％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，可获得铁品位85.69％，Al2O3含量2.97％，SiO2含量1.96％的金属铁粉，铁的回收率为90.34％。
实施例4：TFe含量57.35％，Al2O3含量5.43％，SiO2含量3.52％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占85％，按质量百分比为10％、2％的比例分别配入硫酸钠、硼酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1000℃的温度下焙烧60min，待还原球团冷却后置于球磨机内按50％的磨矿浓度磨至-200目占90％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，可获得铁品位93.3％，Al2O3含量0.78％，SiO2含量0.23％的金属铁粉，铁的回收率为93.6％。
实施例5：TFe含量47.69％，Al2O3含量8.96％，SiO2含量4.30％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占75％，按质量百分比为12％、2.5％的比例分别配入硫酸钠、硼酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1050℃的温度下焙烧60min，待还原球团冷却后置于球磨机内按60％的磨矿浓度磨至-200目占90％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，可获得铁品位90.27％，Al2O3含量1.36％，SiO2含量0.53％的金属铁粉，铁的回收率为90.33％。
实施例6：TFe含量47.69％，Al2O3含量8.96％，SiO2含量4.30％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占80％，按质量百分比为15％、2.5％的比例分别配入硫酸钠、硼酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1050℃的温度下焙烧60min，待还原球团冷却后置于球磨机内按50％的磨矿浓度磨至-200目占88％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，可获得铁品位90.78％，Al2O3含量0.98％，SiO2含量0.45％的金属铁粉，铁的回收率为93.85％。
实施例7：TFe含量48.85％，Al2O3含量7.86％，SiO2含量2.99％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占80％，按质量百分比为18％、1.5％的比例分别配入硫酸钠、硼酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1050℃的温度下焙烧90min，待还原球团冷却后置于球磨机内按50％的磨矿浓度磨至-200目占90％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，可获得铁品位90.67％，Al2O3含量1.08％，SiO2含量0.34％的金属铁粉，铁的回收率为91.15％。
实施例8：TFe含量48.85％，Al2O3含量7.86％，SiO2含量2.99％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占70％，按质量比为15％、2.5％、5％的比例分别配入硫酸钠、硼酸钠、碳酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1000℃的温度下焙烧45min，待还原球团冷却后置于球磨机内按50％的磨矿浓度磨至-200目占95％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，铁精矿TFe品位达91.29％、Al2O3含量为0.92％，SiO2为含量0.25％，铁的回收率达95.56％。
实施例9：TFe含量31.22％，Al2O3含量26.35％，SiO2含量8.32％的铁矿石，破碎、磨矿至-200目占85％，按质量比为20％、2％、20％的比例分别配入硫酸钠、硼酸钠、碳酸钠造球，以烟煤为还原剂，在1050℃的温度下焙烧60min，待还原球团冷却后置于球磨机内按60％的磨矿浓度磨至-200目占96％，矿浆在0.1T的磁场强度下磁选，铁精矿TFe品位达90.03％、Al2O3含量为1.06％，SiO2含量为0.53％，铁的回收率为90.36％。

Claims (2)

1.一种用于高铝铁矿石铁铝硅分离的添加剂，其特征在于：所述添加剂由Na2SO4、Na2B4O7和Na2CO3组成，使用时将其磨细至粒度小于0.074mm，Na2SO4、Na2B4O7和Na2CO3按质量百分比分别为8％～20％、1％～2.5％、0％～20％与经预磨的高铝铁矿石配加，经过造球、还原焙烧、磨选后实现铁与铝、硅的分离。
2.根据权利要求1所述的用于铁矿石铁铝硅分离的添加剂，其特征在于：适合于铁矿物、铝矿物和硅矿物以微细粒嵌布，或铝以类质同象形式存在于铁矿物中的高铝铁矿石的铁与铝、硅的分离。
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