一种铁铝共生矿的综合利用方法技术

一种铁铝共生矿的综合利用方法，属冶金技术领域。按照以下步骤进行：将铁铝共生矿破碎制成球团，通入还原煤气预还原获得预还原矿；将预还原矿和石灰放入还原熔分炉中，以氧气为载气喷吹煤粉进行熔分还原，获得铁水和高温含铝熔渣；将高温含铝熔渣冷却至常温并自然粉化获得炉渣，置于碳酸钠溶液中浸出，获得浸出液和浸出渣；将浸出液进行常压脱硅和中压脱硅，获得精制液；向精制液中通入CO2进行碳酸化分解，得到分解母液和氢氧化铝，氢氧化铝焙烧制成氧化铝；向分解母液中加入碳酸钠进行补碱，制成碳酸钠溶液用于浸出。本发明专利技术既能保证铁铝的高效解离提取，又能在技术上和经济效益上可行，有效综合利用我国的铁铝共生矿资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属冶金
，特别涉及。
技术介绍
我国拥有储量十分丰富的铁铝共生矿，其属于共生多金属复合矿，有用矿物主要为三水铝石或一水铝石、针铁矿、赤铁矿，三者占矿石的70 80%，次要矿物为伊利石、锐钛矿、蛋白石硬锰矿等。严格来说，此类矿石含铁品位从钢铁冶金角度不具有经济提取的价值；同时由于其A/S比较低，从有色冶金角度也不具有提取Al2O3的价值。然而，对于含铁、 铝矿石资源均比较匮乏的我国而言，综合利用这一资源意义重大。目前，围绕铁铝共生矿综合利用研究，前人做了很多的研究工作，提出了不同的综合利用方案，如先选矿后冶炼、先铝后铁和先铁后铝等。先选矿后冶炼方案采用选矿的方法使铁与铝的矿物分离，但许多铁铝共生矿中铁与铝的矿物镶嵌在一起，难以有效分离；先铝后铁方案采用先用拜耳法浸出生产氧化铝，所得富铁赤泥进入高炉炼铁，但赤泥进高炉前要进行脱碱，工业上实现困难；先铁后铝方案中采用高炉炼铁，高炉渣用于提取氧化铝，但高炉炼铁要采用价格昂贵的焦炭，使得该方法技术上可行，但生产成本高，无经济效益。
技术实现思路
针对现有铁铝共生矿在铁、铝资源利用上存在的上述问题，本专利技术提供以实现铁铝高效分离的方法。，按照以下步骤进行Cl)首先将铁铝共生矿破碎至2 5mm，然后将矿粉磨细至粒度为-O. 074mm占85%以上；将矿粉加入转动的圆盘造球机内加水造母球，然后连续加水加料，使母球长大后烘干制成球团；将球团置于预还原反应器中，通入还原煤气进行预还原获得预还原矿，其中还原温度为85(Tl050°C，还原时间为3(Tl80min ;预还原过程中产生的尾气进行分离，形成CO2和煤气。其中CO2用于碳酸化分解，多余的CO2收集封存；煤气用于焙烧工序。(2)将预还原矿和石灰放入还原熔分炉中，以氧气为载气喷吹煤粉进行熔分还原，熔分还原的温度为145(Tl650°C，时间为O. 5 2h，获得铁水和高温含铝熔渣；其中煤粉的用量为30(T700kg/t预还原矿，石灰的用量为40(T800kg/t预还原矿，氧气的通入量为 50(T900Nm3/t预还原矿；熔分还原过程中产生的高温煤气和粉尘进行煤气富氢改质，通入水蒸气与高温煤气和粉尘混合，再进入旋风分离器中分离，旋风分离器底部分离出的粉尘作为煤粉用于熔分还原，分离出的气体作为预还原的还原煤气，多余的煤气用于焙烧。(3)将高温含铝熔渣冷却至常温并自然粉化获得炉渣，然后置于碳酸钠溶液中浸出，碳酸钠溶液的浓度为9(Tl20g/L，碳酸钠溶液与炉渣的液固比为3 5L碳酸钠溶液/kg 炉渣，浸出温度为80±10°C，浸出时间为O. 5 2h，获得浸出液和浸出渣；浸出渣用于生产水泥。(4)将浸出液进行常压脱硅和中压脱硅，获得精制液；常压脱硅的温度为100±5°C，脱硅时间为4 8h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的用量为15 30g/L浸出液；中压脱硅的温度为160±15°C，脱硅时间为O. 5 2h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的用量为 l(Tl5g/L浸出液。(5)向精制液中通入CO2进行碳酸化分解，得到分解母液和氢氧化铝，氢氧化铝焙烧制成氧化铝；向碳酸化分解产生的母液中加入碳酸钠进行补碱，制成碳酸钠溶液用于浸出。所述铁铝共生矿化学成分按重量百分比含Al2O3 20^40%, Fe2O3 30^50%, SiO2 5 15%，其余为杂质。 所述的还原煤气成分按体积比含CO 70 90%，H2 30 10%。所述方法获得的预还原矿的中Fe2O3的重量含量为5 10%，FeO的重量含量为 40 60%，金属铁的重量含量为2 8%。所述方法获得的铁水的成分按重量百分比含Fe 90^95%,C 3 5%，Si I 2%，其余为杂质。所述方法中常压脱硅后获得的铝酸钠溶液的硅量指数> 400，中压脱硅后的铝酸钠溶液的硅量指数> 800。本专利技术的方法不采用价格昂贵的焦炭，生产成本较低；熔分还原过程中以煤为热源，并产生大量高质量煤气，可供预还原或氢氧化铝焙烧时使用，同时预还原过程中产生的 CO2气体可供碳酸化分解使用，能够实现无废气排出；熔分还原过程中配料采用低配钙比配方，从而降低焦(煤)比，降低渣量；浸出过程中出采用高浓度碳酸钠溶出技术，提高氧化铝溶出率；浸出渣主要成份为2Ca0 · SiO2，其氧化钠、氧化铝、氧化铁含量低，完全适合于生产水泥。本专利技术，既能保证铁铝的高效解离提取，又能在技术上和经济效益上可行，有效综合利用我国的铁铝共生矿资源。附图说明图I为本专利技术的综合利用铁铝共生矿的方法流程示意图。具体实施例方式下面将通过不同实施例来描述本专利技术。本专利技术不局限于这些实施例中，可以在前述化学成分与制造方法范围内加以调整实施。本专利技术实施例中球团预还原反应器采用转底炉或竖炉。本专利技术实施例中采用的还原熔分炉为HIsmelt铁浴炉。本专利技术实施例中碳酸化分解采用的设备为分解槽。实施例II、首先将重量百分比含Al2O3 20%, Fe2O3 50%, SiO2 5%，其余为杂质的铁铝共生矿破碎至2 5mm，然后将矿粉磨细至粒度为-O. 074mm占85%以上。将矿粉加入转动的圆盘造球机内加水造母球，然后连续加水加料，使母球长大后烘干制成球团。将球团置于预还原反应器中，通入还原煤气进行预还原获得预还原矿，还原煤气成分按体积比含CO 70%, H2 30%其中还原温度为850°C,还原时间为180min,预还原反应器选用转底炉或竖炉；预还原矿的中Fe2O3的重量含量为5%, FeO的重量含量为60%,金属铁的重量含量为8%。预还原过程中产生的尾气进行分离，形成CO2和煤气。其中CO2用于碳酸化分解，多余的CO2收集封存；煤气用于焙烧工序。2、将预还原矿和石灰放入HIsmelt铁浴炉中，以氧气为载气喷吹煤粉进行熔分还原，熔分还原的温度为1450°C，时间为2h，获得铁水和高温含铝熔渣；其中煤粉的用量为 700kg/t预还原矿,石灰的用量为400kg/t预还原矿,氧气的通入量为900Nm3/t预还原矿； 上述铁水的成分按重量百分比含Fe 95%，C 3%，Si 1%，其余为杂质。熔分还原过程中产生的高温煤气和粉尘进行煤气富氢改质，通入水蒸气与高温煤气和粉尘混合，再进入旋风分离器中分离，旋风分离器底部分离出的粉尘作为煤粉用于熔分还原，分离出的气体作为预还原的还原煤气，多余的煤气用于焙烧。3、将高温含铝熔渣冷却至常温并自然粉化获得炉渣，然后置于碳酸钠溶液中浸出，碳酸钠溶液的浓度为90g/L，碳酸钠溶液与炉渣的液固比为3L碳酸钠溶液/kg炉渣，浸出温度为70°C，浸出时间为2h，获得浸出液和浸出渣；浸出渣用于生产水泥。、将浸出液分别进行常压脱硅和中压脱硅，获得精制液。常压脱硅的温度为95°C， 脱娃时间为8h,米用的晶种为钠娃洛,钠娃洛的用量为30g/L浸出液；中压脱娃的温度为 145°C，脱硅时间为2h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的用量为10g/L浸出液；铁水的成分按重量百分比含Fe 95%，C 3%, Si 1%，其余为杂质。5、向精制液中通入CO2进行碳酸化分解，得到分解母液和氢氧化铝，氢氧化铝焙烧制成氧化铝。向碳酸化分解产生的母液中加入碳酸钠进行补碱，制成碳酸钠溶液用于浸出。实施例2I、首先将成分按重量百分比含Al2O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于海燕，武建强，潘晓林，刘保伟，王波，毕诗文，顾松青，
申请(专利权)人：东北大学，中国铝业股份有限公司广西分公司，
类型：发明
国别省市：