[发明专利]一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法

权利要求书

1.一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）首先将高铁铝土矿破碎至2～5mm，然后将矿粉磨细至粒度为-0.074mm占85%以上；加入石灰和碱液制备出原矿浆，其中石灰添加量为铝土矿质量的15～35%，碱液为循环铝酸钠溶液，浓度为Na₂O 180～260 g/L，α_k=2.7～3.5，原矿浆固体含量为200～400g/L；

（2）将原矿浆进行拜耳法溶出，溶出温度为240～300℃、溶出时间为30～120min；溶出后的料浆进行固液分离，所得固体为赤泥，所得溶出液加入氢氧化铝晶种进行分解得到Al(OH)₃，最后焙烧得到氧化铝；

（3）将溶出后得到的赤泥进行洗涤后加入转动的圆盘造球机内加水造母球，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赤泥，其还原温度为750~1050℃，还原时间为30~180min；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；

（4）将预还原赤泥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，其中煤粉的用量为200~600kg/t预还原赤泥，石灰的用量为50~300kg/t预还原赤泥，氧气的通入量为400~800Nm³/t预还原赤泥；熔分还原的温度为1350~1650℃，时间为0.5~2h，获得铁水和高温含铝熔渣；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；

（5）将高温含铝熔渣冷却至常温并自然粉化获得炉渣，将炉渣置于碳酸钠溶液中浸出，碳酸钠溶液的浓度为90~120g/L，碳酸钠溶液与炉渣的液固比为3~5L/1kg，浸出温度为80±10℃，浸出时间为0.5~2h，获得浸出液和浸出渣；浸出渣用于生产水泥，一部分浸出液与步骤（2）中拜耳法溶出液合流进入拜耳法系统提取氧化铝；

（6）将步骤（5）中剩余浸出液分别进行常压脱硅和中压脱硅得到精制液，其中常压脱硅温度为100±5℃，脱硅时间为4~8h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的用量为30g/L浸出液；中压脱硅温度为155±15℃，脱硅时间为0.5~2h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的用量为15g/L浸出液；所述精制液为铝酸钠溶液，常压脱硅后获得的铝酸钠溶液的硅量指数为400~600，中压脱硅后的铝酸钠溶液的硅量指数为800~1500；

（7）向脱硅后的精制液中通入CO₂进行碳酸化分解，得到分解母液和氢氧化铝，氢氧化铝作为步骤（2）拜耳法过程的分解晶种；向碳酸化分解产生分解母液中加入碳酸钠进行补碱，制成碳酸钠溶液用于步骤（5）浸出。

2.根据权利要求1所述的一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法，其特征在于所述高铁铝土矿的化学成分按质量百分比为：Al₂O₃40~60%，Fe₂O₃ 15~40%，SiO₂ 10~20%，其余为杂质。

3.根据权利要求1所述的一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法，其特征在于所述的还原煤气化学成分按体积比含CO 70~90%，H₂ 30~10%。

4.根据权利要求1所述的一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法，其特征在于所述预还原赤泥的中Fe₂O₃ 的重量含量为5~10%，FeO的重量含量为40~50%，金属铁的重量含量为2~5%。

5.根据权利要求1所述的一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法，其特征在于所述步铁水的化学成分按重量百分比含Fe 90~94%，C 4~5%，Si 1~2%，其余为杂质 。