專利名稱：一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁鐵分離技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，對鐵礦石的需求日益增加?，F(xiàn)已探明國內(nèi)鐵礦石主要特點是貧、細、雜，致使很多鐵礦石不能直接進入冶煉。特別是在我國湖北、湖南、貴州、 云南、廣西等地均有豐富的鮞狀赤鐵礦，但鮞狀赤鐵礦中Al2O3含量從百分之幾到十幾不等。而高鋁鐵礦對冶煉又會產(chǎn)生一系列不良影響煉鐵原料Al2O3含量過高，會導(dǎo)致燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度下降、低溫還原粉化率升高、高爐爐渣熔點升高、流動性變差和脫硫能力下降，使得高爐焦比升高、操作困難。因此，對于Al2O3含量較高的鐵礦石必須經(jīng)過預(yù)先處理，降低其 Al2O3含量，以滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。對于難選鮞狀赤鐵礦，采用常規(guī)的選礦方法難以將這類鐵礦石中的鋁降至合格要求，原因是鋁的嵌布粒度比較細，且與鐵的地球化學(xué)及晶體化學(xué)行為相近，易形成類質(zhì)同像替代，導(dǎo)致礦石內(nèi)部鋁鐵賦存關(guān)系復(fù)雜。目前，鋁鐵分離比較有效的方法是通過添加催化劑的直接還原法，催化劑是碳酸鈉、硫酸鈉、硼砂、氟化鈣等堿金屬鹽類中的一種或多種，破壞礦石結(jié)構(gòu)的同時將鋁轉(zhuǎn)化為其它化合物，然后磨礦濕式磁選將鋁鐵分離開。但是該方法存在很多不足之處(1)催化劑或用量大、或價格高，導(dǎo)致經(jīng)濟成本高。(2)磁選之前必須細磨，磨礦成本高。(3 )濕式磁選產(chǎn)品需要過濾烘干，尾礦量大且粒度細，過濾脫水困難，給尾礦壩建設(shè)增加困難的同時也降低了安全性。(4)磁選過程產(chǎn)生了大量堿性廢水，對環(huán)境有一定污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服已有的技術(shù)缺陷，目的是提供一種還原周期短、工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低、對環(huán)境污染小、效果明顯和可對資源進行綜合利用的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，該方法能實現(xiàn)尾礦無公害化。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進行
(1)將鮞狀赤鐵礦、添加劑、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100 (5 23) (15 30) (5 10)混合均勻，壓制成直徑為36 50mm的團塊，烘干；
(2)將烘干的團塊置于高溫爐內(nèi)，在1350 1450°C條件下進行還原反應(yīng)，保溫20 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，還原產(chǎn)物為金屬鐵與鋁渣的混合物；
(3)對所述金屬鐵與鋁渣的混合物進行破碎，干式磁選，即得金屬鐵粉和鋁渣；
(4)將分離后的金屬鐵粉冷壓成密度大于4.Ot/m3的鐵塊。在上述技術(shù)方案中所述鮞狀赤鐵礦的鐵品位為36. 33 49. 08wt%，鋁品位為 6. 24 12. 30wt%，粒徑小于IOmm ；所述添加劑為生石灰、消石灰、石灰石中的一種，使用生石灰時須預(yù)先進行消化處理；所述碳質(zhì)還原劑為普通碳粉，其主要化學(xué)成分是固定碳為64 68wt%，揮發(fā)份為8 15wt%，灰份為15 25wt% ；所述高溫爐為電阻爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、固定床爐、流態(tài)化床爐和工業(yè)微波爐中的一種；所述破碎為兩段破碎，一段破碎至小于 5mm, 二段破碎至小于2mm ；所述干式磁選為兩段，一段為粗選，粗選的磁場強度為159. 2 238. 8kA/m，二段為精選，精選的磁場強度為79. 6 159. 2kA/m。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下積極效果
1、本發(fā)明壓制團塊的原料粒度粗，無需添加粘結(jié)劑，故工藝簡單，生產(chǎn)成本低。2、本發(fā)明用CaO基添加劑代替碳酸鈉、硫酸鈉、硼砂、氟化鈣等堿金屬鹽類催化劑，在1350 1450°C條件下進行還原反應(yīng)只需保溫20 40min，故還原周期短，生產(chǎn)成本低和對環(huán)境污染小。3、本發(fā)明由于鐵晶體顆粒聚集長大明顯，還原物料無需磨礦，只需破碎至小于 2mm，磁選即可獲得鋁鐵分離的高品位鐵粉及高鋁渣，故工藝簡單和生產(chǎn)成本低。4、本發(fā)明的干式磁選過程無需過濾脫水、烘干，也不會產(chǎn)生堿性廢水，同時尾礦可通過干堆法實現(xiàn)零風(fēng)險，進一步處理或用作水泥熟料、或造磚、或做硅鋁合金、或做微晶玻璃等，真正實現(xiàn)了“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”生產(chǎn)，故工藝流程簡單，生產(chǎn)成本低，對環(huán)境污染小，對資源綜合利用并且實現(xiàn)尾礦的無公害化。5、本發(fā)明分離得到的鐵粉品位為85. 86 93. 56wt%,鐵回收率為88. 45 96. 93wt%，其中鋁含量為0. 49 2. 02wt%，故鋁鐵分離效果明顯。因此，本發(fā)明具有還原周期短、工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低、對環(huán)境污染小、鋁鐵分離效果明顯和資源綜合利用的特點；同時實現(xiàn)了尾礦的無公害化。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制 在本具體實施方式
中碳質(zhì)還原劑為普通碳粉，其主要化學(xué)成分是固定碳為64
68wt%,揮發(fā)份為8 15wt%，灰份為15 25wt% ；破碎為兩段破碎，一段破碎至小于5mm，二段破碎至小于2mm ；干式磁選為兩段，一段為粗選，粗選的磁場強度為159. 2 238. 8kA/m, 二段為精選，精選的磁場強度為79. 6 159. 2kA/m。實施例中不再贅述。實施例1
一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。該鮞狀赤鐵礦的鐵品位為36. 33 39. 66wt%，鋁品位為6. 30 11. 87wt%，粒徑小于IOmm ；其方法是
(1)將鮞狀赤鐵礦、消石灰、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100 (5 13) (15 21) (5 7)混合均勻，壓制成直徑為36 50mm的團塊，烘干；
(2)將烘干的團塊置于轉(zhuǎn)底爐爐內(nèi)，在1350 1400°C條件下進行還原反應(yīng)，保溫20 30min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，還原產(chǎn)物為金屬鐵與鋁渣的混合物；
(3)對所述金屬鐵與鋁渣的混合物進行破碎，干式磁選，即得金屬鐵粉和鋁渣；
(4)將分離后的金屬鐵粉冷壓成密度大于4.Ot/m3的鐵塊。本實施例分離得到的鐵粉品位為90. 49 91. 93wt%,鐵回收率為88. 57 91. 22wt%，其中鋁含量為0. 49 0. 75wt%。實施例2一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。該鮞狀赤鐵礦的鐵品位為38. 96 42. 56wt%，鋁品位為6. 40 12. 20wt%，粒徑小于IOmm ；其方法是
(1)將鮞狀赤鐵礦、生石灰、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100 (7 16) (17 (6 8)混合均勻，壓制成直徑為36 50mm的團塊，烘干；
(2)將烘干的團塊置于電阻爐內(nèi)，在1350 1450°C條件下進行還原反應(yīng)，保溫30 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，還原產(chǎn)物為金屬鐵與鋁渣的混合物；
(3)對所述金屬鐵與鋁渣的混合物進行破碎，干式磁選，即得金屬鐵粉和鋁渣；
(4)將分離后的金屬鐵粉冷壓成密度大于4.Ot/m3的鐵。本實施例分離得到的鐵粉品位為85. 86 93. 16wt%,鐵回收率為88. 45 96. 12wt%，其中鋁含量為0. 61 2. 02wt%。實施例3
一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。該鮞狀赤鐵礦的鐵品位為41. 65 46. 17wt%，鋁品位為6. 65 12. 30wt%，粒徑小于IOmm ；其方法是
(1)將鮞狀赤鐵礦、生石灰、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100 (9 20) (19 27) (7 9)混合均勻，壓制成直徑為36 50mm的團塊，烘干；
(2)將烘干的團塊置于流態(tài)化爐內(nèi)，在1350 1450°C條件下進行還原反應(yīng)，保溫30 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，還原產(chǎn)物為金屬鐵與鋁渣的混合物；
(3)對所述金屬鐵與鋁渣的混合物進行破碎，干式磁選，即得金屬鐵粉和鋁渣；
(4)將分離后的金屬鐵粉冷壓成密度大于4.Ot/m3的鐵。本實施例分離得到的鐵粉品位為85. 86 93. 16wt%,鐵回收率為88. 45 96. 12wt%，其中鋁含量為0. 95 2. 02wt%。實施例4
一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。該鮞狀赤鐵礦的鐵品位為45. 87 49. 08wt%，鋁品位為6. 24 10. 52wt%，粒徑小于IOmm ；其方法是
(1)將鮞狀赤鐵礦、石灰石、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100 (11 23) (21 30) (8 10)混合均勻，壓制成直徑為36 50mm的團塊，烘干；
(2)將烘干的團塊置于回轉(zhuǎn)窯爐內(nèi)，在1400 1450°C條件下進行還原反應(yīng)，保溫30 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，還原產(chǎn)物為金屬鐵與鋁渣的混合物；
(3)對所述金屬鐵與鋁渣的混合物進行破碎，干式磁選，即得金屬鐵粉和鋁渣；
(4)將分離后的金屬鐵粉冷壓成密度大于4.Ot/m3的鐵。 本實施例分離得到的鐵粉品位為91. 51 93. 56wt%,鐵回收率為91. 62 96. 93wt%，其中鋁含量為0. 82 1. 57wt%。本具體實施方式
具有以下積極效果
1、本具體實施方式
壓制團塊的原料粒度粗，無需添加粘結(jié)劑，故工藝簡單，生產(chǎn)成本低。2、本具體實施方式
用CaO基添加劑代替碳酸鈉、硫酸鈉、硼砂、氟化鈣等堿金屬鹽類催化劑，在1350 1450°C條件下進行還原反應(yīng)只需保溫20 40min，故還原周期短，生產(chǎn)成本低和對環(huán)境污染小。3、本具體實施方式
由于鐵晶體顆粒聚集長大明顯，還原物料無需磨礦，只需破碎至小于2mm，磁選即可獲得鋁鐵分離的高品位鐵粉及高鋁渣，故工藝簡單和生產(chǎn)成本低。4、本具體實施方式
的干式磁選過程無需過濾脫水、烘干，也不會產(chǎn)生堿性廢水，同時尾礦可通過干堆法實現(xiàn)零風(fēng)險，進一步處理或用作水泥熟料、或造磚、或做硅鋁合金、或做微晶玻璃等，真正實現(xiàn)了 “資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”生產(chǎn)，故工藝流程簡單，生產(chǎn)成本低， 對環(huán)境污染小，對資源綜合利用并且實現(xiàn)尾礦的無公害化。5、本具體實施方式
分離得到的鐵粉品位為85. 86 93. 56wt%,鐵回收率為 88. 45 96. 93wt%，其中鋁含量為0. 49 2. 02wt%，故鋁鐵分離效果明顯。因此，本具體實施方式
具有還原周期短、工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低、對環(huán)境污染小、鋁鐵分離效果明顯和資源綜合利用的特點；同時實現(xiàn)了尾礦的無公害化。
權(quán)利要求
1.一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于按照以下步驟進行(1)將鮞狀赤鐵礦、添加劑、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100 (5 23) (15 30) (5 10)混合均勻，壓制成直徑為36 50mm的團塊，烘干；(2)將烘干的團塊置于高溫爐內(nèi)，在1350 1450°C條件下進行還原反應(yīng)，保溫20 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，還原產(chǎn)物為金屬鐵與鋁渣的混合物；(3)對所述金屬鐵與鋁渣的混合物進行破碎，干式磁選，即得金屬鐵粉和鋁渣；(4)將分離后的金屬鐵粉冷壓成密度大于4.Ot/m3的鐵塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于所述鮞狀赤鐵礦的鐵品位為36. 33 49. 08wt%，鋁品位為6. 24 12. 30wt%，粒徑小于10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于所述添加劑為生石灰、消石灰、石灰石中的一種，使用生石灰時須預(yù)先進行消化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于所述碳質(zhì)還原劑為普通碳粉，其主要化學(xué)成分是固定為碳64 68wt%，揮發(fā)份為8 15wt%，灰份為15 25wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于所述高溫爐為電阻爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、固定床爐、流態(tài)化床爐和工業(yè)微波爐中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于所述破碎為兩段破碎，一段破碎至小于5mm，二段破碎至小于2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法，其特征在于所述干式磁選為兩段，一段為粗選，粗選的磁場強度為159. 2 238. 8kA/m，二段為精選，精選的磁場強度為 79.6 159. 2kA/m。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。其技術(shù)方案是先將鮞狀赤鐵礦、添加劑、碳質(zhì)還原劑和水按照質(zhì)量比100︰(5～23)︰(15～30)︰(5～10)混勻，壓制成直徑為36～50mm的團塊，烘干；再在高溫爐內(nèi)于1350～1450℃條件下進行還原反應(yīng)，保溫20～40min；隨爐冷卻至800～900℃，將還原產(chǎn)物取出后自然冷卻，然后破碎，干式磁選，即可得到鋁鐵分離產(chǎn)品；最后將金屬鐵粉冷壓成密度大于4.0t/m3的鐵塊。本發(fā)明具有還原周期短、工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低、對環(huán)境污染小、鋁鐵分離效果明顯和資源綜合利用的特點，同時實現(xiàn)了尾礦的無公害化。
文檔編號B03C1/00GK102424874SQ20111039792
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者丁寶成, 徐佳鑫, 楊大兵, 江劍, 沈進杰, 王永剛, 許光, 陳萱 申請人:武漢科技大學(xué)