[NAK80]高鋁鐵礦石的鋁鐵分離技術工藝研究

 

 

 高鋁褐鐵礦是一類典型的復雜難處理鐵礦石，在我國廣西以及毗鄰的東南亞等均有較大儲量，因其Al2O3含量較高，若直接作為煉鐵原料，會導致爐渣流動性變差、脫硫能力下降、焦比升高、高爐操作困難。但褐鐵礦儲量豐富，價格相對低廉，仍是一種比較重要的鐵礦資源。

 

研究高鋁褐鐵礦石的工藝礦物學特性及其對鋁鐵分離的影響。研究結果表明，鐵礦物主要為針鐵礦和赤鐵礦；鋁的載體礦物主要是以微細顆粒集合體被針鐵礦包裹的三水鋁石和以類質同象存在于針鐵礦中的鋁；鋁硅酸鹽礦物呈分散狀或浸染狀與針鐵礦共生，鐵鋁賦存關系十分復雜。強磁選、磁化焙燒-磁選不能有效破壞礦石中鋁、鐵細粒嵌布和類質同象結構，鋁鐵分離效果不明顯；鈉鹽焙燒－浸出工藝能有效實現高鋁褐鐵礦的鋁鐵分離，當原礦全鐵含量為48.92%，Al2O3含量為8.16%，SiO2含量為4.24%時，可獲得全鐵品位為62.84%，Al2O3含量為2.33%，SiO2含量為0.45%的鐵精礦，鐵的回收率為98.56%。

 

為有效降低褐鐵礦中Al2O3的含量，國內外就高鋁鐵礦的鋁鐵分離開展研究，已基本形成3種典型工藝：

 

1)先選別，后冶煉，即先采用物理選礦方法選出高品位的鋁精礦和鐵精礦，然后從各自的精礦中提取鋁和鐵。這種方法適用于處理結構簡單的含鋁鐵礦石，對于鋁鐵嵌布關系復雜，單體解離性能差的礦石作用不明顯；

2)先鋁后鐵，郎拜耳法溶出鋁一赤泥回收鐵工藝，該工藝要求礦中有效氧化鋁(AAl2O3)/活性氧化硅(RSiO2)高，同時赤泥回收鐵的經濟效益難以保證；

3)先鐵后鋁，即高爐或者電爐冶煉-爐渣浸出提鋁工藝，該工藝可有效實現鋁鐵分離，但存在能耗高、造渣困難、爐渣溶出困難等問題。

由此可見，由于高鋁褐鐵礦石內礦物嵌布關系復雜，目前又缺少系統(tǒng)地研究，因而尚未得到合理有效利用，基本屬于呆滯礦產資源。

 

隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鐵礦供求矛盾日趨突出，低品位、難處理鐵礦的開發(fā)利用日益受到重視。我國鐵礦資源儲量豐富，但大部分屬低品位礦，雜質Al2O3，S和P含量高，必須經過選礦除雜后才能有效地利用。眾所周知，鐵礦石中Al2O3含量超過3%[7]，在煉鐵過程中將引起爐渣熔點升高，黏度增大，渣鐵分離困難，高爐利用系數降低，因此，我國廣西、安徽等地以及毗鄰的東南亞儲量豐富的含鋁鐵礦石尚未得到有效利用。隨著現有可利用的優(yōu)質鐵礦資源逐漸減少，充分開發(fā)利用這類資源，實現鐵鋁的分離，對緩解我國鐵礦資源嚴重短缺的壓力具有重要現實意義。目前，國內外針對鋁鐵分離的研究基本以鋁土礦和赤泥為對象，主要方法分為選礦法和冶煉法。選礦法包括物理選礦、化學選礦和生物選礦。國內外對高鋁黏土、鋁土礦和赤泥開展的磁選、浮選等物理選礦分離鋁鐵的研究取得了一定的進展，但是，物理法用于鋁鐵嵌布關系復雜的礦石鋁鐵分離，效率低；化學法中，以鹽酸法及氯化法研究多，鋁鐵分離效果好，如能開發(fā)廉價的分離劑，解決環(huán)境污染問題，將具有廣闊的應用前景；生物法造成的環(huán)境污染小，但是，也存在反應時間較長，礦漿濃度過低，不利于大批量處理等問題。冶煉法基本以赤泥為對象，主要有熔煉法和直接還原法，將含鋁赤泥在高爐或電爐內熔煉制備生鐵，或者進行煤基直接還原—磨選獲得直接還原鐵粉

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