[发明专利]一种含铁物料中铁化合物的还原方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铁物料中铁化合物的还原方法，属于冶金技术领域。

背景技术

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。

在冶金技术领域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℃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。Ni Xiaoming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。

发明内容

本发明的目的是提供一种含铁物料中铁化合物的还原方法，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，本发明方法包括如下步骤：

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。

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。

本发明具有如下优点：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。

具体实施方式

下面的实施例是为了更清楚地描述本发明的特点，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，但这并不对本发明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：Al₂O₃ 56.63％、SiO₂ 9.85％、Fe₂O₃18.56％、TiO₂ 2.36％)、石灰、铝酸钠溶液(100mL)和甲醛配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为：Na₂O_k 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％。所制备的原矿浆在260℃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