[发明专利]一种高铁铝土矿生产金属粒铁和氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明属于低品位难选铁铝复合矿综合利用和矿石分离技术领域，特别是涉及一种高铁铝土矿生产金属粒铁和氧化铝的方法，适用于高铁铝土矿的低碱度配碳还原熔分-破碎-弱磁选分离-拜耳法制备氧化铝。

背景技术

我国高铁铝土矿资源非常丰富，主要分布在广西、山西、河南、福建等省，高铁铝土矿的远景储量可达15亿吨。其中，桂西平果、田东、田阳、德保、靖西、那坡等地的铝土矿为高铁一水硬铝石型铝土矿，是目前广西已开发利用的铝土矿。而广西桂中的贵港、横县、宾阳、武鸣和南宁等地的红土型高铁三水铝土矿仍未得到很好的利用，闲置高铁铝土矿资源达10亿t，山西地区的高铁铝土矿资源储量在1亿t以上，也未得到有效利用，海南和福建铝土矿也有近3000万t的高铁铝土矿资源，目前仍属于民采，采矿模式相对比较凌乱。造成这种现象的主要原因是由于我国的高铁铝土矿矿物嵌布复杂，很难利用选矿方式实现铁铝分离，其次，铝土矿中的氧化铝和全铁含量较低，达不到各自的工业指标要求，不能成为铝土矿或铁矿的独立矿产，很难用传统的方法来生产氧化铝或铁。在用拜耳法生产氧化铝的过程中，由于铝土矿中铁含量过高，将降低设备的单机生产能力，增加生产能耗，导致赤泥沉降困难，同时赤泥回收铁的经济效益难以保证；若将高铁铝土矿直接作为炼铁原料，由于过高的Al₂O₃含量则会导致炉渣流动性变差、脱硫能力下降、焦比升高、高炉操作困难。目前，针对广西高铁三水铝土矿铁铝分离的研究很多，但都没能在生产中得到大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铁铝土矿生产金属粒铁和氧化铝的方法，采用高铁铝土矿的低碱度配碳还原熔分-破碎-弱磁选分离-拜耳法制备氧化铝，能够有效处理铝硅比小于3.0的高铁铝土矿，能够冶炼出优质的金属粒铁产品，得到高品位的氧化铝炉渣，并通过拜耳法制备生产氧化铝，实现了高铁铝土矿中的铁铝综合利用，降低了生产能耗。

本发明的处理对象是高铁低品位铝土矿，包括高铁一水铝石型铝土矿和高铁三水铝石型铝土矿，能够处理A/S≤3和A/S＞3的高铁铝土矿，高铁铝土矿的原料成分为TFe：15～68%，Al₂O₃：24～45%，SiO₂：2～21%；工艺步骤如下：

（1）高铁铝土矿和煤粉的破碎-磨矿以及筛分：破碎是将高铁铝土矿和煤粉破碎至粒度为5～25mm，所述磨矿-筛分是将高铁铝土矿和煤粉磨至粒度为120目（0.125mm)占矿石含量占总重量的60～85%，大于120目粒度的铝土矿和煤粉，返回磨粉机重新磨矿。

（2）还原剂、熔剂、添加剂的准备；

所述还原剂、熔剂和添加剂的准备是称取一定比例的还原剂煤粉、消石灰熔剂、添加剂糖浆和萤石，其中，煤粉含量按C/O为1.4折算称量，熔剂消石灰按碱度为0.5～1.5进行折算称量（CaO/SiO₂=0.5～1.5)，添加剂糖浆和萤石分别按高铁铝土矿矿粉、煤粉、消石灰总重量的6%～8%和2%～6%进行称量，优选的碱度为1.0；优选的糖浆用量为6%，萤石用量为2%。

（3）混料；将称量好的高铁铝土矿矿粉、煤粉、熔剂、添加剂进行搅拌混匀，其中，高铁铝土矿比例为72.51～81.71%、还原剂煤粉比例为11.96～13.47%、消石灰熔剂4.81～15.54%。

（4）球团制备：将混匀的物料在对辊压球机上进行压球，压球压力为10～12MPa，所得球团尺寸为20×20×30mm³。

（5）高铁铝土矿含碳球团的低碱度还原熔分：将高铁铝土矿含碳球团加入到环形转底炉中进行还原熔分，还原区温度为1200～1300℃，还原时间为15～20分钟，熔分区温度为1350～1400℃，熔分时间为5～10分钟，炉内气氛控制为还原性气氛，空燃比为0.8～0.85，炉内压力为－5～3 Pa，排料区温度控制在700~900℃，最后对还原熔分后的炉料进行空冷。

（6）熔分后球团的破碎、磁选分离：破碎是将球团破碎至2～8mm，磁选分离是将破碎后的渣铁在110千安/米～160千安/米的磁场下进行磁选，优选的弱磁选强度是在130千安/米的磁场强度下磁选分离。

（7）拜耳法制备氧化铝：将磁选分离后的高品位氧化铝渣进行传统的拜耳法处理，制备出氧化铝。