一种铝土矿选矿尾矿基铁矿球团粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝土矿选矿尾矿基铁矿球团粘结剂，由以下重量百分比的原料制成：铝土矿选矿尾矿70-85%、促进剂10-20%、聚合氯化铁3-5%、Na2CO32-5%；该粘结剂制备方法包括以下步骤：将各原料混合均匀后再采用球磨机械活化处理即得。本发明专利技术以难处理二次资源的高效利用为目标，开发出的铝土矿选矿尾矿基改性粘结剂可作为铁矿球团工业中传统粘结剂（膨润土）的替代品，同时可以大幅度降低选矿尾矿对土地的占用以及对环境的危害，不仅解决了大量堆存的选矿尾矿的资源化问题，还降低了球团生产成本，具有显著的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种铝土矿选矿尾矿基铁矿球团粘结剂，由以下重量百分比的原料制成：铝土矿选矿尾矿70-85%、促进剂10-20%、聚合氯化铁3-5%、Na2CO32-5%；该粘结剂制备方法包括以下步骤：将各原料混合均匀后再采用球磨机械活化处理即得。本专利技术以难处理二次资源的高效利用为目标，开发出的铝土矿选矿尾矿基改性粘结剂可作为铁矿球团工业中传统粘结剂（膨润土）的替代品，同时可以大幅度降低选矿尾矿对土地的占用以及对环境的危害，不仅解决了大量堆存的选矿尾矿的资源化问题，还降低了球团生产成本，具有显著的经济和社会效益。【专利说明】
本专利技术属于矿物加工
，具体涉及一种铝土矿选矿尾矿基铁矿球团粘结剂 及其制备方法。
技术介绍
我国铝土矿资源丰富，但优质铝土矿资源短缺，主要以高铝、高硅的难溶一水硬铝 石型铝土矿为主，铝硅比低，难以满足较为经济的常规拜耳法生产氧化铝工艺的要求。为了 合理利用中低品位铝土矿资源，我国科研工作者开始采用选矿方法对低品质铝土矿进行选 矿预处理，取得了良好的铝硅分离效果，为拜耳法工艺提供了优质的原料，形成了选矿拜耳 法生产氧化铝的新工艺，并已得到工业化实施。但是，采用选矿拜耳法工艺生产氧化铝的过 程中产生了大量废弃物--错土矿选矿尾矿，产出量占原矿25%左右。以60万吨氧化铝产 量计，消耗铝土矿150万吨，将产生33万吨尾矿。铝土矿选矿尾矿的堆存导致大面积土地 的浪费，并对环境造成了污染。此外，铝土矿选矿尾矿的铝硅比在1.5左右，颗粒平均粒径 约8. 5um，-74um粒级大于90%，-10um微细粒级含量大于50%，是一种极细的具有开发利用 价值的二次资源。因此，尾矿处理成为选矿拜耳法生产氧化铝可持续发展的难点，尾矿的再 利用已是铝工业发展和资源循环利用的关键。 近年来，人们针对铝土矿选矿尾矿对土地占用、环境危害等问题更加重视，特别是 在铝土矿选矿尾矿的堆存方面开展了大量的研究。例如，中南大学、中国铝业公司等单位 就铝土矿选矿尾矿的堆存申请了相关专利技术专利，如"一种铝土矿选矿洗矿尾矿堆存的方法" (ZL200610156329. 2)、"一种铝土矿选矿尾矿的堆存方法"（CN200910236342. 2)以及"一种 絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法"（CN200910312319. 7)等。这些方法可以有效的解决选 矿尾矿不易沉降等问题，有利于尾矿的高效堆存。但是尾矿的堆存依然占用大量土地，而且 未能使选矿尾矿得到资源化利用。 针对铝土矿选矿尾矿的资源化利用问题，中南大学、中国铝业有限公司、北京科 技大学等先后进行了大量研究，并申请了一系列相关专利。曹慧君等在"一种铝土矿选矿 尾矿综合利用方法"（CN200710118669.0)中，采用强磁选-微生物-光化学联合法分离 铁质矿物，残渣用于生产耐火材料。杨华明、卢清华等采用铝土矿选矿尾矿制备填料或颜 料，如"一种改性尾矿粉体的制备及该粉体用作聚合物填料的方法"（CN200710034335. 5)、 "一种铝土矿选矿尾矿制备塑料填料的方法"（CN200910237586. 2)和"一种利用铝土 矿选矿尾矿制备白色防腐颜填料的方法"（ZL201010183153. 6)等，这些方法虽然可以 促进选矿尾矿的利用，但是使用量小，不能有效的降低尾矿的堆存量。此外，一些研究 者申请了采用选矿尾矿制备耐火材料或耐火砖的专利，如"一种铝土矿浮选尾矿制备粘 土耐火砖的方法"（CN200810115447. 8)、"一种用铝土矿尾矿合成刚玉-莫来石复相材 料的方法"（ZL201210461103. 9)以及"黄金尾矿及铝矿尾矿制作耐火透气砖的方法" (CN201310696568. 7)等。张文生等采用煅烧后的选矿尾矿和粉煤灰制备复合硅酸盐水泥的 高活性混合材（ZL201010178839. 6)，娄东民等采用铝土矿选矿尾矿制备复合仿瓷木材（ZL 200910236344. 1)，韩敏等采用铝土矿浮选尾矿制备人造石（ZL201110237163. 8)。然而，制 备耐火材料工艺对选矿尾矿的化学成分要求较高，通常要对原料进行预处理才能满足生产 要求，同时耐火材料生产能耗较高，不能有效地发挥尾矿的附加价值。同时，以铝土矿尾矿 为原料生产水泥或陶瓷材料，必须考虑到尾矿的放射性问题，在工业应用前需要进一步处 理。东北大学王耀武等（CN200910013204. 8)以铝土矿浮选尾矿为原料，制备高铝含量的一 次铝硅合金，在生产过程中不产生二次污染。但是，选矿尾矿中通常含有10%以上的铁元 素，因此使用前必须脱除尾矿中的铁，生产成本高，难以实现工业化。总之，上述专利虽然为 铝土矿选矿尾矿的有效利用提供了技术支持，但是现有方法或者技术尚不能大规模的利用 尾矿，使得尾矿的资源化问题长期未得到有效解决。 铁矿球团具有TFe品位高、冶金性能良好以及改善高炉料柱透气性等优点，被认 为是实现高炉炉料结构优化所必需的优质炉料。近年来国内各大钢铁企业都在大力发展 铁矿球团的生产。粘结剂是生产铁矿球团的关键性辅助原料，其性能优劣直接关系着球 团矿的质量好坏。目前，国内外绝大多数球团厂都采用膨润土作粘结剂，其用量一般为 2%?3%，高者达5%。2010年，我国球团矿产量约1. 3亿吨，需要消耗粘结剂在260万吨/ 年以上（以膨润土用量2%计)，可见球团工业对粘结剂的需求量巨大。针对铁矿选矿尾矿 的特点，国内部分学者开展了铁矿选矿尾矿制备球团粘结剂的相关研究，如申请了 "一种 氧化球团用赤泥复合粘结剂"（CN201210277680. 2)、"一种球团用粘结剂及其生产方法" (CN201310404554. 3)、"一种铁矿球团用粘结剂及其制备方法"（CN101215632A)、"一种铁矿 球团用钠基膨润土基粘结剂及其制备方法"（CN100562589C)等专利。然而，上述方法仅限 于含铁尾矿，现今尚无有关利用铝土矿选矿尾矿制备铁矿球团粘结剂方面的报道。 膨润土的主要成分是蒙脱石，是一种高岭土类天然矿物。而铝土矿选矿尾矿主要 以高岭土类层状硅酸盐矿物形式存在，矿物表面活性官能团多，且具有较强的吸附性、复水 性能、膨胀性能、可塑性能和离子交换性能。此外，铝土矿选矿尾矿颗粒细小，比表面积大， 具有良好的胶体特性，这一性质与膨润土的化学性质基本相似。因此，利用大量闲置的铝土 矿选矿尾矿制备球团粘结剂，替代目前传统的无机膨润土粘结剂，具有巨大的优势和广阔 的市场应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种价格低廉、粘结性强的以铝土矿选矿尾矿为主要原料 制备的铁矿球团粘结剂；本专利技术的另一个目的是提供该粘结剂的制备方法。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种铁矿球团粘结剂，由以下重量百分比的原料制成：铝土矿选矿尾矿70-85%、促进 齐[J 10-20%、聚合氯化铁3-5%、Na2C032-5% ;其中所述促进剂为羧甲基纤维素钠或腐植酸。 所述铝土矿选矿尾矿铝硅比< 1. 5,颗粒粒度-0. 074mm目>95%，吸水性强，吸水后 具有胶体特性，10%质量浓度的铝土矿选矿尾矿矿浆电位&g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝土矿选矿尾矿基铁矿球团粘结剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：铝土矿选矿尾矿70‑85%、促进剂10‑20%、聚合氯化铁3‑5%、Na2CO32‑5%；其中所述促进剂为羧甲基纤维素钠或腐植酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄艳芳，韩桂洪，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41