一种含铁物料中铁化合物的还原方法技术

本发明专利技术公开了一种含铁物料中铁化合物的还原方法。在碱性水热条件下，采用还原剂将含铁物料中的高价铁还原为低价铁，以利于含铁多金属矿或冶金废渣中铁的综合利用。本发明专利技术具有适用性广、还原剂廉价易得、易与冶金过程相结合等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于冶金

技术介绍
在含铁多金属矿或冶金废渣综合利用过程中，需要将其中的赤铁矿、针铁矿等非磁性铁矿物还原为磁铁矿或金属铁，以便于 其中铁的分离富集。因此，铁矿物的还原在含铁物料的综合利用方面具有重要的作用。在冶金
铁矿物还原主要采用火法过程，而火法过程对含铁物料中铁的综合利用而言，存在过程比较复杂、能耗高等问题。虽然湿法还原过程易与冶金过程相结合，流程简单、能耗低，但是未见该方面的研究报道。而可供借鉴的是，在材料制备领域中，有水热体系中还原铁化合物的相关报道。中国专利CN 101885512A提出了一种在120 180°C的水热体系中，采用还原铁粉将胶体Fe (OH)3还原以制备四氧化三铁超细颗粒的方法；中国专利CN101323466A提出了一种在有机醇溶液中将三氯化铁和氢氧化钠的混合物经水热处理以制备纳米四氧化三铁的方法。NiXiaoming等(Journal of CrystalGrowth, 2005)提出了一种在碱性水热条件下，采用水合肼将Fe (OH) 3、Fe2O3还原至纳米Fe或Fe3O4的方法；Glavee等提出了一种在水热条件下利用硼氢化物还原铁盐化合物以制备纳米金属铁的方法。但上述方法中水合肼、硼氢化物成本高，且其处理对象是纯的铁化合物，需专门制备。因此，在处理含铁多金属矿或冶金废渣综合利用铁过程中，上述方法难以直接应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，经济实现含铁多金属矿或冶金废渣中铁的综合利用。为了达到上述目的，本专利技术方法包括如下步骤I)将含铁物料、还原剂加入到碱溶液中，配制成浆液，其中碱溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或铝酸钠溶液，碱浓度以Na2O计为10 300g/L，含铁物料的配入量按碱溶液的体积计为50 500g/L，还原剂为醇类、糖类、醛类、烷烃类、活性碳、石墨、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物，还原剂用量按碱溶液的体积计为O. 2 200g/L ；2)所制备的浆液在90 350°C下水热处理20 600min。优选地，上述方法中，还原剂为甲醇、丙三醇、葡萄糖、淀粉、甲醛、煤油、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物。本专利技术具有如下优点1)适用性广，不仅可用于含铁物料中铁矿物的转化，而且可用于含铁功能材料的制备；2)还原剂廉价易得；3)易与冶金过程相结合，简单易行。附图说明图1实施例12中所用氧化铁的XRD图谱；图2实施例12中水热处理渣的XRD图谱。具体实施例方式下面的实施例是为了更清楚地描述本专利技术的特点，选取氧化铝生产过程中的铝土矿和赤泥作为范例性的含铁物料，但这并不对本专利技术的适用对象构成任何限制。实施例1将一水硬铝石型铝土矿(主要成分A120356. 63%, SiO2 9. 85%, Fe20318. 56%,TiO2 2. 36% )、石灰、铝酸钠溶液(IOOmL)和甲醛配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为Na2Ok 220. 34g/L，Al2O3 120. 58g/L ;按铝酸钠溶液体积计，配矿量为255g/L、甲醛添加量为5g/L ;石灰添加量为干矿石重量的7 %。所制备的原矿衆在260 °C下溶出60min,所得溶出浆液经固液分离获得溶出液和溶出渣。溶出渣在场强为120kA/m下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为56. 30%和48. 74% ;而在未添加甲醛、其它 条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为30. 52%和17. 37%。实施例2将高铁三水铝石矿(Fe2O3 42%, Al2O3 30% )、铝酸钠溶液(IOOmL)和甲醇混合配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为=Na2Ok 160. 23g/L, Al20382. 72g/L ;按铝酸钠溶液体积计，配矿量为200g/L、甲醇添加量为5g/L ;所制备的原矿浆在90°C下溶出120min，所得溶出浆液经固液分离获得溶出液和溶出渣。溶出渣在场强为120kA/m下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为55. 12%和35. 32% ;而在未添加甲醇、其它条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为41. 50%和7. 67%。实施例3将赤泥(Fe2O3 54%, Al2O3 14% )、丙三醇、氢氧化钠溶液(IOOmL)混合配制成衆液。其中氢氧化钠溶液浓度为10g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计,赤泥配量为50g/L、丙三醇添加量为0.2g/L。所配制的浆液在350°C的水热条件下处理20min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为58. 42%、铁的回收率为55. 31%。而未添加丙三醇、其它处理条件相同时,磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为42. 50%和16. 87%。实施例4将赤泥(Fe2O3 54%, Al2O3 14% )、葡萄糖、碳酸钠溶液(IOOmL)混合配制成浆液。其中碳酸钠溶液浓度为50g/L(以Na2O计，下同)；按碳酸钠溶液体积计，赤泥配量为300g/L、葡萄糖添加量为5g/L。所配制的浆液在280°C的水热条件下处理600min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为62. 42%、铁的回收率为75. 68%。而未添加葡萄糖、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为41. 35%和18. 87%。实施例5将赤泥(Fe2O3 54%, Al2O3 14% )、淀粉、氢氧化溶液(IOOmL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为150g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计,赤泥配量为500g/L、淀粉添加量为10g/L。所配制的浆液在260°C的水热条件下处理180min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为60. 42%、铁的回收率为70. 24%。而未添加淀粉、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为42. 4%和15. 87%。实施例6将赤泥(Fe2O3 54%, Al2O3 14% )、煤粉、氢氧化溶液(IOOmL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为300g/L(以Na2O计,下同)；按氢氧化钠溶液体积计,赤泥配量为300g/L、煤粉添加量为200g/L。所配制的浆液在350°C的水热条件下处理180min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为57. 32%、铁的回收率为55. 02%。而未添加煤粉、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为43. 65%和20. 87%。实施例7将赤泥(Fe2O3 54%, Al2O3 14% )、麦麸、氢氧化溶液(IOOmL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为50g/L(以Na2O计,下同)；按氢氧化钠溶液体积计,赤泥配量为 300g/L、麦麸添加量为50g/L。所配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铁物料中铁化合物的还原方法，其特征是，包括以下步骤：1)将含铁物料、还原剂加入到碱溶液中，配制成浆液，其中碱溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或铝酸钠溶液，碱浓度以Na2O计为10～300g/L，含铁物料的配入量按碱溶液的体积计为50～500g/L，还原剂为醇类、糖类、醛类、烷烃类、活性碳、石墨、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物，还原剂用量按碱溶液的体积计为0.2～200g/L；2)所制备的浆液在90～350℃下水热处理20～600min。

【技术特征摘要】
1.一种含铁物料中铁化合物的还原方法，其特征是，包括以下步骤 1)将含铁物料、还原剂加入到碱溶液中，配制成浆液，其中碱溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或铝酸钠溶液，碱浓度以Na2O计为10 300g/L，含铁物料的配入量按碱溶液的体积计为50 500g/L，还原剂为醇类、糖类、醛类、烷烃类、活性碳、石墨、煤、煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小斌，刘楠，余顺文，彭志宏，刘桂华，周秋生，齐天贵，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：