[发明专利]一种从一水硬铝石型铝土矿中分离铁铝硅的方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物加工领域，涉及一种从一水硬铝石型铝土矿中分离铁铝硅的方法。 

背景技术

钢铁和铝是国民经济发展最重要的物质基础。随着我国钢铁工业和氧化铝工业的迅猛发展，对资源的需求快速增长，铁、铝矿石短缺的矛盾日益突出，国内优质铁矿、铝土矿资源的数量与质量均急剧下降。在优质资源供不应求的紧迫形势下，迫切需要依靠技术进步，充分开发和合理利用国内低品位复杂难选矿石资源，以保障我国钢铁工业和氧化铝工业的持续稳定发展。 

目前，在中国及东南亚地区国家，储有丰富的低品位高铁高硅铝土矿。在我国国内，此类资源主要分布在广西、福建、海南、云南、山西等地。该类矿石铝品位低，铁、硅含量高，铝硅比低。若将该类矿石直接用于拜耳法生产，氧化铝的实际溶出率低，赤泥产量大，严重降低氧化铝生产的经济效益。由于高铁赤泥难以利用，导致目前无法回收铝土矿中的铁，造成铁资源的大量浪费。因此，高效分离铝土矿中的杂质硅、铁，提高氧化铝品位，提高铝硅比，并将铁矿物回收利用，为氧化铝工业和钢铁工业提供优质的原料，对缓解我国铝土矿和铁矿资源严重短缺的压力，提高矿产资源的综合利用率，具有重要的现实意义。 

国内外对铝土矿的选矿研究较多，在脱硅和除铁方面都有广泛的研究。在高硅铝土矿的脱硅方面，主要方法有正浮选、反浮选、化学法等。采用正浮选法，药剂成本低，但精矿上浮量大，药剂用量高；且精矿中药剂残余量高，对后续拜耳溶出工艺产生有害影响；浮选精矿过滤脱水困难，不利于降低拜耳法溶出过程的能耗；对于矿物组成复杂、嵌布粒度细的铝土矿要求细磨，磨矿能耗高，同时也容易导致可磨性好的铝硅酸盐矿物过粉碎和泥化，对浮选过程产生不利的影响。正浮选所得氧化铝精矿的铝硅比可提高至11以上，Al₂O₃回收率为85~90%。采用反浮选，由于铝硅酸盐矿物硬度低、易磨，而一水硬铝石硬度高，易于实现粗磨矿，有利于降低磨矿能耗和精矿含水量；上浮产品产率小，药剂用量小；且精矿易过滤，也将有利于降低水分含量；机械夹带少，有利于改善产品质量。目前，采用反浮选方法可将铝硅比提高至9左右，而Al₂O₃回收率大约为80%左右。热活化脱硅法，是将铝土矿在一定的温度下进行焙烧处理，使矿石中的铝硅酸盐矿物分解生成无定形SiO₂，水铝矿物分解为α-Al₂O₃，然后利用无定形SiO₂与α-Al₂O₃在NaOH溶液中溶解性的差异，实现铝、硅分离。热活化脱硅法，有高温焙烧工序，能耗相对较高，但该法技术指标较高，氧化铝精矿的铝硅比可提高至11~15，Al₂O₃回收率达98%以上。 

在高铁铝土矿的铝铁分离方面，正在广泛开展研究。近年来，提出了许多种处理方法，大致可分为以下8类：选矿法、磁化焙烧法、金属化焙烧法、还原烧结法、熔融冶炼法、酸法和高浓度碱法。 

选矿法主要包括重选、磁选、浮选、电选、絮凝以及强磁选-阴离子反浮选等联合选矿工艺。对于铁、铝嵌布关系简单的矿石，这些方法能在一定程度上实现铝铁分离。但是，一般高铁铝土矿中铁矿物粒度较细，铝、铁矿物赋存关系复杂，嵌布紧密，且由于铝铁的地球化学和晶体化学行为相近，常出现类质同象替代，选矿法对此类矿石的铝铁分离效果则较差。 

酸法是利用铁、铝在不同的条件下溶于酸的能力的差异，将铁和铝分别溶于酸中，得到的铁和铝的盐溶液经浓缩结晶，再经热分解得到氧化铝和氧化铁。酸法存在的问题和缺点是：从铝盐溶液中除铁困难；耗酸量大，酸的再生过程复杂，回收和循环使用难度很大，故对环境构成破坏而且成本高；对设备的腐蚀严重，需要价格昂贵的耐酸设备。这些都阻止其应用于工业生产。 

磁化焙烧法，是以还原性气体或煤作为还原剂，将铁矿物还原为强磁性的磁铁矿，再通过磁选将磁铁矿分离出来，得到铁精矿和高品位的铝精矿。或者在磁化焙烧后，进行拜耳法溶出，再通过磁选从赤泥中回收铁。对于铁矿物嵌布粒度细的矿石，采用该法铁的分离效果不佳，铁的回收率较低。