CN109465094A - 一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，包括如下步骤：原料烘干、干磨制粉、混匀、球团物料烘干、焙烧、冷却、一段磨矿、一段磁选、二段磨矿和二段磁选。本发明可用于尾矿二次资源综合利用，尤其适用于氧化铝生产过程产生的含铁赤泥，能够高效提取分离赤泥中的有价金属铁，并且能得到铁品位＞80%，铁回收率大于85%的铁精粉产品指标，提铁效果显著。

Description

一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁精粉制备方法，尤其是一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法。
背景技术
赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物，具有强碱性，按生产工艺可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥及联合法赤泥。因矿石品位、生产方法、技术水平不同，每生产1 t氧化铝约有0.6~1.8t的赤泥产生，我国每年产生的赤泥高达数千万吨，利用率却很低，致使赤泥堆放已达几亿吨。随着赤泥产出量的日益增加，以及人们对环境问题的不断重视，最大限度地综合利用赤泥，限制赤泥的危害，已迫在眉睫。
赤泥的物质组成包括化学组成和矿物组成。赤泥的化学组成主要包括Fe2O3、CaO、SiO2、Al2O3、Na2O等有价金属和非金属成分。其中，氧化铁（Fe2O3）在赤泥中属含量较高的组分之一，现阶段国内外对赤泥中铁的提炼方法主要有磁选法、火法冶金、湿法冶金和生物冶金法。
现有从赤泥中提取有价金属铁的主要技术有：
1）从赤泥中提取铝、铁、稀土、钪的方法，将赤泥与适量浓硫酸混合均匀、熟化后，与还原剂在一定温度下进行快速还原焙烧脱硫，含SO2烟气通过制酸实现硫酸再生循环利用。还原焙砂采用水浸提稀土、钪，对水浸液用湿法冶金富集、分离和提纯，得到Sc2O3产品和稀土富集物。水浸渣进行磁选，得到铁精矿和磁选尾矿，磁选尾矿碱浸制备氧化铝。
2）利用高铁赤泥回收铁的方法，将高铁赤泥、还原剂、添加剂均匀混合制成10～30mm赤泥团块；配料组成中添加剂质量百分比为3#10wt%，合理搭配高铁赤泥与还原剂配比，使赤泥团块中碳与铁氧化物满足摩尔比为C/O＝1.2～1.5；所述还原剂为煤粉、焦粉、焦化除尘灰中的一种；所述添加剂为铁酸钙粉；将赤泥团块提前加入到渣罐空罐中，然后在出渣时再将高温熔渣注入，反应10～30min后采用通用的熔渣处理工艺进行后处理，再对冷却渣进行磁选处理将渣铁分离。
3）一种赤泥综合回收有用金属的方法，该方法是将赤泥与增碱剂及还原剂进行还原焙烧后，浸出铝，渣相经过磁选分离回收铁，再采用酸溶液浸出钪，钪浸出液通过由苦杏仁酸和硼酸组成的复合沉钪剂进行沉淀钪，即得含钪产品。
4）一种对赤泥进行磁化焙烧—磁选的方法，该方法包括如下步骤：将赤泥烘干、破碎、磨矿至粒径为0.25mm以下，与一定量的碱木质素还原剂均匀混合；将赤泥与碱木质素还原剂的混合物料加入微波反应装置内，进行微波磁化焙烧，得到焙砂；将得到的焙砂自然冷却后进行球磨，将球磨矿浆在磁选机中进行磁选，得到铁精矿。
可见，现有赤泥处理主要集中在焙烧和湿法浸出两种手段，所得铁精矿产品的铁品位仍然比较低，产品质量不够高，仍然有较大的提升空间。
发明内容
为合理有效的利用我国氧化铝生产企业在生产过程中产生的大量赤泥尾矿二次资源，提取分离赤泥中的有价金属铁。本发明提出一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，本发明采用离析焙烧-弱磁选工艺处理赤泥，实现赤泥中有价金属铁的综合回收，获得高品质铁精粉产品，为钢铁冶炼企业提供优质含铁原料。本发明的技术方案具体如下：
一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，包括如下步骤：
（1）原料烘干：赤泥经过自然晾晒后进行烘干脱水，控制外在水分低于3%；
（2）干磨制粉：将水分低于3%的赤泥磨至粒度小于0.1mm；
（3）混匀：将质量百分比为3-9%的还原剂、10-20%的调整剂和20-30%的氯化剂与上述粒度小于0.1mm的赤泥混匀；将混匀后的物料制备成为-3+8mm的球团物料；
（4）球团物料烘干：将-3+8mm的球团烘干，控制外在水分低于5%；
（5）焙烧、冷却：将外在水分低于5%的球团物料进行离析焙烧，温度为900℃～1100℃，焙烧时间为1h～2h；焙烧后的物料进行水淬冷却，使冷却物料温度低于40℃；
（6）一段磨矿：将水淬冷却后的物料进行磨矿，控制出料粒度小于0.1mm；
（7）一段磁选：将步骤（6）的物料进行一段磁选，得到第一磁性产品和第一非磁性产品，其中，第一非磁性产品进入尾矿；
（8）二段磨矿：将第一磁性产品进行磨矿，控制出料粒度小于0.037mm；
（9）二段磁选：将步骤（8）的物料进行二段磁选，得到第二磁性产品和第二非磁性产品，其中，第二非磁性产品进入尾矿，第二磁性产品即为铁精矿。
进一步地，步骤（2）中，采用雷蒙磨干磨设备进行干磨制粉。
进一步地，步骤（3）中，还原剂为粒度小于0.5mm的焦炭，调整剂为石灰，氯化剂为氯化钙。
进一步地，步骤（7）中，采用永磁湿式磁选机进行一段磁选，磁场强度H1=0.2～0.3T。
进一步地，步骤（9）中，采用永磁湿式磁选机进行二段磁选，磁场强度H2=0.08～0.12T。
进一步地，步骤（9）后还包括过滤脱水：将第二非磁性产品置入过滤机中进行过滤脱水，控制外在水分低于8%，得到最终的铁精粉产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明可用于尾矿二次资源综合利用，尤其适用于氧化铝生产过程产生的含铁赤泥，能够高效提取分离赤泥中的有价金属铁，并且能得到铁品位＞80%，铁回收率大于85%的铁精粉产品指标，提铁效果显著。
（2）本发明按一定的比例添加石灰作为调整剂，氯化钙作为氯化剂，焦炭作为还原剂，强化铁的提取效率。
（3）与现有技术还不同的是，本发明焙烧物料采用两段磨矿两段磁选工艺，显著降低物料过磨程度，一段磁选作为预选，二段磁选作为精选，显著提高铁精粉的铁品位及铁综合回收率。
（4）本发明工艺流程短、环境污染小、产品质量高、可操作性强，将为赤泥二次资源的处理，回收有价金属铁提供了新思路。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其中，赤泥试样来自云南文山地区，试样含铁31.22%，硅、镁、钙、铝的含量也较高，水分较高。该方法具体包括如下步骤：
（1）原料烘干：将赤泥经过自然晾晒后置入烘干窑中烘干脱水，控制试样外在水分低于3%。
（2）干磨制粉：采用雷蒙磨干磨设备将水分低于3%的赤泥磨至粒度小于0.1mm。
（3）混匀：将质量百分比为3%的粒度小于0.5mm的焦炭、15%的石灰和20%的氯化钙与粒度小于0.1mm赤泥混匀，用球团机将混匀后的物料制备成为-3+8mm的球团物料。
（4）球团物料烘干：将-3+8mm是球团物料置入烘干窑中烘干，控制外在水分低于5%。
（5）焙烧、冷却：将外在水分低于5%的球团物料置入焙烧炉中进行离析焙烧，温度控制的范围为900℃，焙烧时间的范围为1h；焙烧后的物料置入水淬冷却装置，使冷却物料温度低于40℃。
（6）一段磨矿：将水淬冷却后的物料置入球磨机中，控制磨矿物料出料粒度小于0.1mm。
（7）一段磁选：将步骤（6）的粒度小于0.1mm的物料置入永磁湿式磁选机中磁选，磁场强度H1=0.2T，得到磁性产品1和非磁性产品1，磁性产品1进入二段磨矿阶段，非磁性产品1进入尾矿。
（8）二段磨矿：将磁性产品1置入球磨机中，控制磨矿物料出料粒度小于0.037mm。
（9）二段磁选：将步骤（8）的粒度小于0.037mm的物料置入永磁湿式磁选机中磁选，磁场强度H2=0.1T，得到磁性产品2和非磁性产品2，磁性产品2进入过滤脱水阶段，非磁性产品2进入尾矿。
（10）过滤脱水：将磁性产品2置入过滤机中进行过滤脱水，控制外在水分低于8%，得到最终的铁精粉产品。
本实施例的赤泥试样主要化学成分分析结果见表1，流程选矿指标见表2。
表1 赤泥试样主要化学成分分析结果
成分 Fe TiO<sub>2</sub> Na<sub>2</sub>O MgO CaO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量（%） 31.22 3.65 5.63 7.88 4.67 18.55 10.78
表2 流程选矿指标
产品 产率（%） 铁品位（%） 铁回收率（%）
铁精粉 31.22 85.11 85.11
尾矿 66.78 6.96 14.89
给矿 100.00 31.22 100.00
实施例2
本实施例的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其中，赤泥试样来自广西平果铝工业区，试样含铁29.68%。该方法具体包括如下步骤：
（1）原料烘干：将赤泥经过自然晾晒后置入烘干窑中烘干脱水，控制试样外在水分低于3%。
（2）干磨制粉：采用雷蒙磨干磨设备将水分低于3%的赤泥磨至粒度小于0.1mm。
（3）混匀：将质量百分比为9%的粒度小于0.5mm的焦炭、20%的石灰和30%的氯化钙与粒度小于0.1mm赤泥混匀，用球团机将混匀后的物料制备成为-3+8mm的球团物料。
（4）球团物料烘干：将-3+8mm是球团物料置入烘干窑中烘干，控制外在水分低于5%。
（5）焙烧、冷却：将外在水分低于5%的球团物料置入焙烧炉中进行离析焙烧，温度控制的范围为1100℃，焙烧时间的范围为2h；焙烧后的物料置入水淬冷却装置，使冷却物料温度低于40℃。
（6）一段磨矿：将水淬冷却后的物料置入球磨机中，控制磨矿物料出料粒度小于0.1mm。
（7）一段磁选：将步骤（6）的粒度小于0.1mm的物料置入永磁湿式磁选机中磁选，磁场强度H1=0.3T，得到磁性产品1和非磁性产品1，磁性产品1进入二段磨矿阶段，非磁性产品1进入尾矿。
（8）二段磨矿：将磁性产品1置入球磨机中，控制磨矿物料出料粒度小于0.037mm。
（9）二段磁选：将步骤（8）的粒度小于0.037mm的物料置入永磁湿式磁选机中磁选，磁场强度H2=0.12T，得到磁性产品2和非磁性产品2，磁性产品2进入过滤脱水阶段，非磁性产品2进入尾矿。
（10）过滤脱水：将磁性产品2置入过滤机中进行过滤脱水，控制外在水分低于8%，得到最终的铁精粉产品。
本实施例的赤泥试样主要化学成分分析结果见表3，流程选矿指标见表4。
表3 赤泥试样主要化学成分分析结果
成分 Fe TiO<sub>2</sub> Na<sub>2</sub>O MgO CaO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量（%） 29.68 4.26 6.63 7.05 2.36 21.11 12.57
表4 流程选矿指标
产品 产率（%） 铁品位（%） 铁回收率（%）
铁精粉 30.94 81.55 85.01
尾矿 69.06 6.44 14.99
给矿 100.00 29.68 100.00
实施例3
本实施例的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其中，赤泥试样来自贵阳铝工业基地地区，试样含铁26.77%。该方法具体包括如下步骤：
（1）原料烘干：将赤泥经过自然晾晒后置入烘干窑中烘干脱水，控制试样外在水分低于3%。
（2）干磨制粉：采用雷蒙磨干磨设备将水分低于3%的赤泥磨至粒度小于0.1mm。
（3）混匀：将质量百分比为8%的粒度小于0.5mm的焦炭、10%的石灰和25%的氯化钙与粒度小于0.1mm赤泥混匀，用球团机将混匀后的物料制备成为-3+8mm的球团物料。
（4）球团物料烘干：将-3+8mm是球团物料置入烘干窑中烘干，控制外在水分低于5%。
（5）焙烧、冷却：将外在水分低于5%的球团物料置入焙烧炉中进行离析焙烧，温度控制的范围为1060℃，焙烧时间的范围为1.5h；焙烧后的物料置入水淬冷却装置，使冷却物料温度低于40℃。
（6）一段磨矿：将水淬冷却后的物料置入球磨机中，控制磨矿物料出料粒度小于0.1mm。
（7）一段磁选：将步骤（6）的粒度小于0.1mm的物料置入永磁湿式磁选机中磁选，磁场强度H1=0.25T，得到磁性产品1和非磁性产品1，磁性产品1进入二段磨矿阶段，非磁性产品1进入尾矿。
（8）二段磨矿：将磁性产品1置入球磨机中，控制磨矿物料出料粒度小于0.037mm。
（9）二段磁选：将步骤（8）的粒度小于0.037mm的物料置入永磁湿式磁选机中磁选，磁场强度H2=0.1T，得到磁性产品2和非磁性产品2，磁性产品2进入过滤脱水阶段，非磁性产品2进入尾矿。
（10）过滤脱水：将磁性产品2置入过滤机中进行过滤脱水，控制外在水分低于8%，得到最终的铁精粉产品。
本实施例的赤泥试样主要化学成分分析结果见表5，流程选矿指标见表6。
表5 赤泥试样主要化学成分分析结果
成分 Fe TiO<sub>2</sub> Na<sub>2</sub>O MgO CaO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量（%） 26.77 5.52 4.88 5.75 6.23 17.33 9.87
表6 流程选矿指标
产品 产率（%） 铁品位（%） 铁回收率（%）
铁精粉 28.04 82.11 85.99
尾矿 71.96 5.21 14.01
给矿 100.00 26.77 100.00
由表1-6可以看出的是，本发明的方法能够高效提取分离赤泥中的有价金属铁，并且能得到铁品位＞80%，铁回收率大于85%的铁精粉产品指标，提铁效果显著。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）原料烘干：赤泥经过自然晾晒后进行烘干脱水，控制外在水分低于3%；
（2）干磨制粉：将水分低于3%的赤泥磨至粒度小于0.1mm；
（3）混匀：将质量百分比为3-9%的还原剂、10-20%的调整剂和20-30%的氯化剂与上述粒度小于0.1mm的赤泥混匀；将混匀后的物料制备成为-3+8mm的球团物料；
（4）球团物料烘干：将-3+8mm的球团烘干，控制外在水分低于5%；
（5）焙烧、冷却：将外在水分低于5%的球团物料进行离析焙烧，温度为900℃～1100℃，焙烧时间为1h～2h；焙烧后的物料进行水淬冷却，使冷却物料温度低于40℃；
（6）一段磨矿：将水淬冷却后的物料进行磨矿，控制出料粒度小于0.1mm；
（7）一段磁选：将步骤（6）的物料进行一段磁选，得到第一磁性产品和第一非磁性产品，其中，第一非磁性产品进入尾矿；
（8）二段磨矿：将第一磁性产品进行磨矿，控制出料粒度小于0.037mm；
（9）二段磁选：将步骤（8）的物料进行二段磁选，得到第二磁性产品和第二非磁性产品，其中，第二非磁性产品进入尾矿，第二磁性产品即为铁精矿。
2.根据权利要求1所述的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其特征在于：步骤（2）中，采用雷蒙磨干磨设备进行干磨制粉。
3.根据权利要求1所述的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其特征在于：步骤（3）中，还原剂为粒度小于0.5mm的焦炭，调整剂为石灰，氯化剂为氯化钙。
4.根据权利要求1所述的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其特征在于：步骤（7）中，采用永磁湿式磁选机进行一段磁选，磁场强度H1=0.2～0.3T。
5.根据权利要求1所述的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其特征在于：步骤（9）中，采用永磁湿式磁选机进行二段磁选，磁场强度H2=0.08～0.12T。
6.根据权利要求1所述的基于赤泥提取物的铁精粉制备方法，其特征在于：步骤（9）后还包括过滤脱水：将第二非磁性产品置入过滤机中进行过滤脱水，控制外在水分低于8%，得到最终的铁精粉产品。
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CN113832298A (zh) * 2021-10-19 2021-12-24 北京科技大学 一种利用赤泥与不锈钢酸洗污泥制备的复合铁酸钙及其制备方法和应用

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