CN102409160A - 一种去除低品位铝土矿中钛铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除低品位铝土矿中金属钛、铁的方法。将破碎后的铝土矿细磨到物料颗粒尺寸小于0.074mm，与硫酸铵按一定比例混和均匀，在不同温度下进行两段焙烧。焙烧后的产物在稀硫酸中浸出，固液分离后，固体产物经水洗3～5次、在100℃～150℃条件下烘干后，获得适用于生产铝硅合金的原料。采用该工艺，处理原含，Fe2O31.44～11.36wt%，TiO21.68～8.32wt%的铝土矿，可使处理后的铝土矿中铁、钛的含量分别降至0.73wt.%以下和0.75wt.%以下。本发明工艺简单、原料来源广泛、加工成本低廉、废酸综合利用合理，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用低品位铝土矿生产铝硅合金的过程中铝土矿的除钛铁的方法，属于冶金技术领域。
技术背景
地壳中的铝主要以三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石等氧化铝水合物存在，除氧化铝水合物外，还含有很多杂质，主要是二氧化硅、氧化铁、其次是二氧化钛，少量钙鎂的碳酸盐以及钠、钾、钒、镓、锌等。其中二氧化硅主要是以高岭石（Al2O3·2SiO·2H2O）、绿泥石、水白云母等硅酸盐矿物存在；铁主要是以赤铁矿（α–Fe2O3）存在有时含有针铁矿（FeOOH）；二氧化钛多以锐钛矿和金红石存在，它们在铝土矿中的分散程度有很大差别。全世界铝约25%都用于铸造合金，铸造合金主要是铝硅系。由于铝硅合金具有良好的机械性能，硬度大、比重低，耐腐蚀性好等优点，广泛应用于航空、航天、汽车汽缸、焊丝、空调转子等领域。
目前生产铝硅合金的主流方法是纯铝纯硅熔配法。先生产出电解铝、镍、铜等金属，然后熔配各种铝基中间合金，再根据合金成分要求将电解铝以及各种中间合金按照比例加入熔炉内熔清，浇注铸件。这些纯金属的生产过程复杂，对原料要求严格，例如氧化铝的生产过程中铝硅比过低，则能耗上升，成本增加。而且多在不同冶金厂生产，中间合金需要多次熔配。所以生产环节多，周期长，运输量大，投资规模大，能耗高，成本增加，而且环境污染严重。
电热法生产铝硅合金以含有氧化铝和二氧化硅的矿物为原料，以碳质原料为还原剂，经电炉直接还原熔炼制得，省去了先制备氧化铝和纯金属配熔的过程。但是在还原熔炼过程中，所有的金属氧化物均被还原成金属，除镁全部挥发外，其余金属均进入合金中。铁能与铝、硅结合成为金属化合物，如
；钛与铝生成
，并增大合金的黏度，为合金的进一步处理带来困难。
本发明提供一种除去铝土矿中的钛，铁的方法，可以提高铝土矿中铝硅品位，在源头上控制金属杂质的含量。
发明内容
本发明的目的是提出一种除去低品位铝土矿中钛、铁的工艺，该工艺能够有效的降低铝土矿中的金属杂质钛、铁，从而减少利用低品位铝土矿生产铝硅合金中钛、铁的含量，提高一次铝硅合金的质量。
本发明的技术方案通过以下步骤来完成：（如图1所示）
（1）将破碎后的铝土矿细磨到物料颗粒尺寸小于0.074mm，与硫酸铵按铝土矿：硫酸铵=1：0.2～1的质量比均匀混和，然后将物料升温至250℃～500℃条件下进行一段焙烧，焙烧时间30min～180min后，再继续升温至700℃～1200℃进行二段焙烧，焙烧时间30min～180min，焙烧后产物自然冷却；
（2）常温条件下，将步骤（1）获得的焙烧产物加入浓度为1mol/L～6mol/L的硫酸溶液中，液固比为2～10：1，浸出30min～240min，浸出矿浆经固液过滤分离，得到固体产物和滤液，固体产物经3～5次水洗后，在100℃～150℃条件下烘干，得到产品。
所述铝土矿中的化学成分重量百分比：Al2O3 20～60wt%，SiO2 10～60wt%，Fe2O3 1.44～11.36wt%，TiO2 1.68～8.32wt%，余量为杂质。
所述步骤（2）中得到的滤液可按硫酸溶液循环使用，当硫酸浓度低于1mol/L时，加入浓度为1mol/L～6mol/L的硫酸调整到硫酸溶液至浓度为1mol/L～6mol/L范围内。
本发明的优点和有益效果：
（1）本发明采用低品位铝土矿、硫酸铵和硫酸为原料，工艺简单，废酸便于回收利用。
（2）依据本发明的工艺路线，铝土矿的除钛铁效果好，成本低，同时还可以除去其他的金属杂质。
（3）本发明制备的产品中钛的质量≤1.2wt.%，铁的含量≤1.3wt.%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
（1）将破碎后的铝土矿（所述铝土矿中的化学成分重量百分比：Al2O3 20wt%，SiO2 20wt%，Fe2O3 1.44wt%，TiO2 8.32wt%，余量为杂质）细磨到物料颗粒尺寸小于0.074mm，与硫酸铵按铝土矿：硫酸铵=1：0.2的质量比均匀混和，然后将物料升温至300℃条件下进行一段焙烧，焙烧时间90min后，再继续升温至1000℃进行二段焙烧，焙烧时间70min，焙烧后产物自然冷却；
（2）常温条件下，将步骤（1）获得的焙烧产物加入浓度为6mol/L的硫酸溶液中，液固比为2：1，浸出80min，浸出矿浆经固液过滤分离，得到固体产物和滤液，固体产物经4次水洗后，在120℃条件下烘干，得到产品中钛的质量为1.2wt.%，铁的含量为1.3wt.%。
实施例2
（1）将破碎后的铝土矿（所述铝土矿中的化学成分重量百分比：Al2O3 40wt%、SiO2 10wt%、Fe2O3 8.44wt%、TiO21.68wt%、余量为杂质）细磨到物料颗粒尺寸小于0.06mm，与硫酸铵按铝土矿：硫酸铵=1：0.8的质量比均匀混和，然后将物料升温至250℃条件下进行一段焙烧，焙烧时间30min后，再继续升温至700℃进行二段焙烧，焙烧时间180min，焙烧后产物自然冷却；
（2）常温条件下，将步骤（1）获得的焙烧产物加入浓度为1mol/L的硫酸溶液中，液固比为8：1，浸出30min，浸出矿浆经固液过滤分离，得到固体产物和滤液，固体产物经3次水洗后，在100℃条件下烘干，得到产品中钛的质量为1.1wt.%，铁的含量为1 wt.%。
实施例3
（1）将破碎后的铝土矿（所述铝土矿中的化学成分重量百分比：Al2O3 60wt%、SiO2 60wt%、Fe2O3 11.36wt%、TiO2 6.1wt%、余量为杂质）细磨到物料颗粒尺寸小于0.074mm，与硫酸铵按铝土矿：硫酸铵=1： 1的质量比均匀混和，然后将物料升温至500℃条件下进行一段焙烧，焙烧时间180min后，再继续升温至1200℃进行二段焙烧，焙烧时间30min，焙烧后产物自然冷却；
（2）常温条件下，将步骤（1）获得的焙烧产物加入实施例2所使用的硫酸溶液，浓度为0.8 mol/L，加入浓度为1mol/L～6mol/L的硫酸调整到硫酸溶液至浓度为3 mol/L，浸出液固比为10：1，时间240min，浸出矿浆经固液过滤分离，得到固体产物和滤液，固体产物经5次水洗后，在150℃条件下烘干，得到产品中钛的质量为0.75wt.%，铁的含量为0.73wt.%。
Claims (3)
1.一种去除低品位铝土矿中钛铁的方法，其特征在于具体制备步骤包括如下：
（1）将破碎后的铝土矿细磨到物料颗粒尺寸小于0.074mm，与硫酸铵按铝土矿：硫酸铵=1：0.2～1的质量比均匀混和，然后将物料升温至250℃～500℃条件下进行一段焙烧，焙烧时间30min～180min后，再继续升温至700℃～1200℃进行二段焙烧，焙烧时间30min～180min，焙烧后产物自然冷却；
（2）常温条件下，将步骤（1）获得的焙烧产物加入浓度为1mol/L～6mol/L的硫酸溶液中，液固比为2～10：1g/L，浸出30min～240min，浸出矿浆经固液过滤分离，得到固体产物和滤液，固体产物经3～5次水洗后，在100℃～150℃条件下烘干，得到产品。
2.根据权利要求书1所述的去除低品位铝土矿中钛铁的方法，其特征在于： 所述铝土矿中的化学成分重量百分比：Al2O3 20～60wt%，SiO2 10～60wt%，Fe2O3 1.44～11.36wt%，TiO2 1.68～8.32wt%，余量为杂质。
3.根据权利要求书1所述的去除低品位铝土矿中钛铁的方法，其特征在于：所述步骤（2）中得到的滤液可按硫酸溶液循环使用，当硫酸浓度低于1mol/L时，加入浓度为1mol/L～6mol/L的硫酸调整到硫酸溶液至浓度为1mol/L～6mol/L范围内。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102703692A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-10-03 | 昆明理工大学 | 一种硫酸熟化去除低品位铝土矿中钛铁的方法 |
| CN106336233A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-18 | 中南大学 | 一种分离铝土矿中钛、铁的方法 |
| CN108339516A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-07-31 | 中国矿业大学(北京) | 一种蛋白土的除铁增白方法 |
Citations (2)
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| CN101734698A (zh) * | 2009-09-08 | 2010-06-16 | 东北大学 | 一种由含铝物料制备氧化铝的方法 |
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2011
- 2011-10-26 CN CN2011103289397A patent/CN102409160A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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