[发明专利]一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂及应用

说明书

技术领域

本发明公开了一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂及应用；具体是指赤泥在直接还原—磁选—碱溶出工艺中高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂及在所述工艺中的应用；属于冶金、工业废渣资源化利用技术领域。

背景技术

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物，每生产一吨氧化铝，大约产生赤泥0.8—1.5吨。赤泥的主要组分包括以下：氧化铝、三氧化二铁、氧化钙、二氧化硅等;我国是氧化铝生产大国，2009年生产氧化铝2378万吨，约占世界总产量的30%，产生的赤泥近3000万吨，累积堆存量达到2亿吨。目前我国赤泥综合利用率仅为4%，远低于全国工业固体废物65％的平均利用水平。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，预计到2015年，赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨，不仅占用大量土地，赤泥中的碱性物质还将污染环境。进行赤泥综合利用已成为氧化铝行业发展循环经济，建设“资源节约型”和“环境友好型”社会的必然要求。

国内外对采用直接还原-磁选回收赤泥中的铁进行了大量研究，开发出硫酸钠，碳酸钠，硼酸钠，氟化钙等单一添加剂强化赤泥直接还原-磁选分离。上述添加剂均能提高精矿铁品位及铁回收率，但所有添加剂用量太高，硫酸钠和氟化钙会导致铁精矿中硫和氟含量较高，烟气中硫氧化物和氟化物含量超标，污染环境，同时导致直接还原铁粉质量变差。

发明目的

本发明的第一个目的在于克服现有技术之不足而提供一种组分配比合理、生产工艺简单、使用方便、在赤泥直接还原—磁选—碱溶出工艺中，有效促进赤泥中铁晶粒长大，使赤泥中的铝矿物转化为铝酸钠或铝酸钙，实现赤泥中铁和铝的高效分离和回收的高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂。

本发明的另一个目的在于提供一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂在赤泥直接还原—磁选—碱溶出工艺中的应用。

本发明一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂，由下述组分按质量百分比组成：

石灰石30-50%，

硼砂10-15%，

碳酸钠30-50%，

腐殖酸钠5-10%。

本发明一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂，由下述组分按质量百分比组成：

石灰石35-45%，

硼砂12-14%，

碳酸钠35-45%，

腐殖酸钠7-9%。

本发明一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂，由下述组分按质量百分比组成：

石灰石38-42%，

硼砂12-14%，

碳酸钠38-42%，

腐殖酸钠7-9%。

本发明一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂的制备工艺过程为：将碳酸钠、硼砂、石灰石和腐殖酸钠按上述质量配比进行称量、混匀，然后采用球磨机干式细磨到粒度≤0.074mm的质量占各组分总质量的60%，即得到复合添加剂。

一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂的应用，是在赤泥直接还原—磁选—碱溶出工艺中，按赤泥质量的8-20%，添加所述复合添加剂。

一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂的应用，赤泥直接还原—磁选—碱溶出工艺的工艺参数为：还原温度1000－1200℃，还原时间60－180min的条件下，按C/Fe比0.4－1.0添加还原煤。

一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂的应用，在赤泥直接还原—磁选—碱溶出工艺中，铁精矿品位达到88-93%，铁回收率达到85-96%，磁选尾矿中铝的溶出率达到70-80%。

本发明的优点和积极效果

本发明复合添加剂由于采用上述组分配比利用硼砂的低熔点特性、碳酸钠和石灰石在直接还原过程中与铝矿物和硅矿物反应形成铝酸钠或铝酸钙、硅酸钙等，改善铝铁分离效果，提高产品铁品位和回收率，同时使磁选尾矿中铝得到富集，并易于溶出的特点。该添加剂在促进铁氧化物还原、金属铁晶粒长大，铝酸钠、铝酸钙和硅酸钙形成的同时，显著抑制铁橄榄石及铝硅酸钠的生成，有利于铝铁分离。

本发明发明的机理简述于下：