專利名稱：一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法
一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法
背景技術：
一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，涉及一種高鐵鋁土礦選礦生產鋁精礦過程中，特別是強磁選一陰離子反浮選生產鋁精礦過程中，綜合利用高鐵鋁土礦伴生的氧化鐵生產氧化鐵紅顏料的方法。
背景技術：
一水硬鋁石型高鐵鋁土礦，廣泛分布于我國河南、廣西、山西等地，地質儲量較大，其含鐵量高(Fe203>15%)，鋁品位較低(Al2O3含量50%左右)。由于目前的氧化鋁生產過程中，入磨的鋁土礦通常Al2O3含量>60%，一水硬鋁石型高鐵鋁土礦的利用一直是鋁冶煉行業的難題。目前，國內對一水硬鋁石型高鐵鋁土礦的應用研究已取得了一定的進展，中國長城鋁業公司自主開發的強磁選——陰離子反浮選聯合工藝。經實驗室試驗及擴大連續試驗，在原礦Al2O3含量約50%，Fe203>15%時，已取得如下技術指標鋁精礦的Al2O3含量可大于68%，Al2O3回收率大于74%;鐵精礦的品位TFe大于57% (減去結晶水后TFe>61%)，鐵的回收率大于56%。目前，采用強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的鋁精礦，已完全可以滿足氧化鋁生產的工藝要求。但選礦后的伴生的含鐵礦物作為冶煉鐵精礦利用，由于數量少，難以形成規模，綜合利用效果差。
氧化鐵紅顏料是一種非常重要的無機彩色顏料。目前，氧化鐵紅的生產工藝主要有濕法、干法和苯胺法三種。我國氧化鐵紅的生產已有40多年的歷史，工藝路線以濕法為主，生產方法有硝酸法、硫酸法及混酸法。混酸法綜合了硝酸法、硫酸法的優點，發展很快。生產的品種有氧化鐵紅、透明氧化鐵紅以及用于磁性材料的氧化鐵、包膜氧化鐵、超細氧化鐵及藥用級、飼料級、化妝品級等氧化鐵，其產品的附加值高。在目前廣泛采用的生產氧化鐵紅的濕法工藝中，通常是以鐵皮、氧肩為原料，將其進行酸溶、中和、充氣氧化來生產氧化鐵紅。其工藝成熟，產品質量穩定，但生產工藝復雜、原料來源不穩定、生產成本高，對環境的污染大。而利用選礦后的伴生的含鐵礦物生產氧化鐵紅是提高鋁土礦綜合利用效果的有效途徑，但沒有成熟的工藝借鑒，其性能和質量難以達到濕法鐵紅的水平。
發明內容
本發明的目的是針對上述已有技術存在的不足，提供一種能有效提高一水硬鋁石型高鐵鋁土礦綜合利用效果、產品性能和質量能達到濕法鐵紅顏料水平的利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其過程是將強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，經細磨、烘干、焙燒，再用氣流磨粉碎細化得到氧化鐵紅。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其強磁選一一陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，其氧化鐵含量大于80%。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其強磁選一一陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，其氧化鐵含量大于 85%。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于；其加入的表面改性劑為多聚磷酸鈉LSN-3、十二胺HAN-12、草酸鈉CSN-1中的一種或一種以上，加入量為含鐵礦物干礦重量的0.05% 1%。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，細磨至粒度小于2 u m。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，細磨至粒度小于1.5 μ m。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，磨細至粒度小于l.0um。
本發明的一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特細磨、烘干后，是在600°C 700°C溫度焙燒60分鐘 90分鐘的。
本發明的方法，其特征在于含鐵礦物是來源于高鐵鋁土礦選礦的副產品，特別是經過強磁選一一陰離子反浮選聯合工藝實現鋁/鐵分離后的含氧化鐵副產品。
本發明的方法，以高鐵鋁土礦中回收的伴生的高鐵礦物為原料，采用表面改性一細磨一烘干一焙燒一超細磨工藝，生產出氧化鐵紅顏料產品。采用超細磨礦的方法對鐵精礦進行深加工，使得鐵精礦的顆粒粒徑及分布與濕法鐵紅趨于一致，顆粒形貌也趨于球狀。從而使生產的氧化鐵紅顏料的質量性能達到濕法鐵紅的水平。在鐵精礦進行超細磨過程中，需加入表面改性劑對物料進行表面改性，其目的就是提高物料的可磨性、減輕顆粒之間的相互作用(粘連、團聚)和微細顆粒在研磨介質上的粘附，提高磨機內物料的流動性，從而提高產品細度和產量，降低粉碎極限和單位產品能耗。將細磨物料進行焙燒，可降低細磨時產生的FeO的含量，同時可使生產的氧化鐵紅更鮮艷，明度提高。
本發明的方法，使用的原料是從高鐵鋁土礦中回收的鐵精礦或者其他礦物中提取的含鐵礦物，主要化學組成為Fe203、Al2O3, SiO2, TiO2等，原料中主要的礦物為赤鐵礦、褐鐵礦，其它非鐵礦物主要有一水硬鋁石、金紅石、高嶺石、伊利石等，含量均相對較低。從原料的粒度分析結果來看，原料的粒度較為細小，99%以上小于0.074mm，90%以上小于0.037mm。
本發明的方法，使用的表面改性劑種類，表面改性劑在物料細磨過程中的助磨原理，目前主要有兩種觀點一是“吸附降低硬度”學說，認為改性劑分子在顆粒上的吸附降低了顆粒的表面能或者引起近表面層晶格的位錯迀移，產生點或線的缺陷，從而降低顆粒的強度和硬度。同時阻止新生裂紋的閉合，促進裂紋的擴展。二是“礦漿流變調節”學說，認為改性劑通過調節礦漿的流變學性質和礦粒的表面電性等，降低礦漿的粘度，促進顆粒的分散，從而提高礦漿的可流動性，阻止礦粒在研磨介質及磨機襯板上的粘附以及顆粒之間的團聚。采用HAN-12 (十二胺)、LSN-3 (多聚磷酸鈉)、CSN-1 (草酸鈉)作為原料的表面改性劑。用攪拌球磨機，以水為運輸介質時磨礦濃度75%，球料比6: 1。
本發明的方法，鐵精礦超細磨產品焙燒，鐵精礦經超細磨后，其平均粒徑可達0.6 μ m以細，由于其細磨介質為小鋼球，因此在細磨過程中小鋼球的磨損少量的有機物等雜質，也會影響鐵紅的色相。研究表明，細磨產品經過焙燒后，生產的氧化鐵紅的色相會得到改善。故本次試驗對鐵精礦細磨產品進行了焙燒。焙燒溫度應為600°C 700°C;焙燒時間應以60分鐘 90分鐘為宜。
采用本發明的方法，有效利用了采用強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，以物理過程為主，生產出的氧化鐵紅的性能達到采用濕法生產的氧化鐵紅的性能，對環境沒有污染，綜合利用效果好。
圖1為本發明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其過程是將采用強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，細磨至粒度小于2μιη，烘干，再在600°C 700°C溫度焙燒60分鐘 90分鐘，再用氣流磨粉碎、超細化；加入的表面改性劑為HAN-12 (十二胺)、LSN-3 (多聚磷酸鈉)、CSN-1 (草酸鈉)中的一種或復合使用，加入量為含鐵礦物干礦重量的0.05 1%。
實施例1
將含三氧化二鐵80%的選礦副產品通過攬拌球磨機，采用CSN-1為表面改性劑，用量為干礦重量的0.05%;將表面改性劑加入含鐵礦，球磨機中進行細磨，磨礦濃度25%，球料比6: 1，磨礦時間4小時，磨至粒度小于2um，固液分離、烘干后，在600°C溫度下焙燒90分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例2
將含三氧化二鐵85%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入HAN-12為表面改性劑，用量為干礦重量的0.15%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6·· 1，磨礦4小時，磨至粒度小于2μιη，固液分離、烘干后，在700°C溫度下焙燒60分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例3
將含三氧化二鐵80%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入CSN-1為表面改性劑，用量為干礦重量的0.15%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6 1，磨礦5小時，磨至粒度小于1.5 μ m，固液分離、烘千后，在650°C溫度實施例4
將含三氧化二鐵90%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入CSN-1為表面改性劑，用量為干礦重量的0.15%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75°/。，球料比6 1,磨礦6小時，磨至粒度小于1μ m，固液分離、烘干后，在680°C溫度下焙燒70分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例5
將含三氧化二鐵85%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入CSN-1為表面改性劑，用量為干礦重量的0.8%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6 1，磨礦4小時，磨至粒度小于1.5μπι，固液分離、烘干后，在650 溫度下焙燒80分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例6
將含三氧化二鐵80%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入LSN-3 (多聚磷酸鈉)為表面改性劑，用量為干礦重量的1%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%,球料比6: 1，磨礦6小時，磨至粒度小于lum，固液分離、烘干后，在650°C溫度下焙燒80分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例7
將含三氧化二鐵90%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入LSN-3 (多聚磷酸鈉)和CSN-1為表面改性劑，用量為干礦重量的0.08%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6: 1，磨礦6小時，磨至粒度小于Ιμηι，固液分離、烘干后，在650°C溫度下焙燒80分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例8
將含三氧化二鐵85%的選礦副產品通過攪拌球磨機，加入LSN-3 (多聚磷酸鈉)和HAN-12 (十二胺)為表面改性劑，用量為干礦重量的0.08%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6: 1,磨礦4小時，磨至粒度小于2μηι，固液分離、烘干后，在650°C溫度下焙燒80分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例9酸鈉)和HAN-12 (十二胺)為表面改性劑，用量為干礦重量的0.5%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6: 1，磨礦5小時，磨至粒度小于1.5Um,固液分離、烘干后，在650°C溫度下焙燒80分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
實施例10
將含三氧化二鐵80%的選礦副產品通過攪拌球磨機，HAN-12 (十二胺)為表面改性劑，用量為干礦重量的0.15%;通過攪拌球磨機球磨，磨礦濃度75%，球料比6: 1，磨礦6小時，磨至粒度小于Ium,固液分離、烘干后，在680°C溫度下焙燒70分鐘，經氣流粉碎獲取合格的氧化鐵紅，其性能與濕法相同。
權利要求
1.一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其過程是將強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，經細磨、烘干、焙燒，再用氣流磨粉碎細化得到氧化鐵紅。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，其氧化鐵含量大于80%。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，其氧化鐵含量大于85%。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于；其加入的表面改性劑為多聚磷酸鈉LSN-3、十二胺HAN-12、草酸鈉CSN-I中的一種或一種以上，加入量為含鐵礦物干礦重量的0.05% 1%。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，細磨至粒度小于2 μ m。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，細磨至粒度小于1.5 μ m。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，磨細至粒度小于Ι.Ομηι。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，細磨、烘干后，是在600°C 700°C溫度焙燒60分鐘 90分鐘的。
9.根據權利要求I所述的方法，其特征在于其強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物是經過強磁選一一陰離子反浮選聯合工藝實現鋁/鐵分離后的含氧化鐵副產品。
全文摘要
本發明涉及一種利用高鐵鋁土礦選礦副產品生產氧化鐵紅顏料的方法，其特征在于其過程是將強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，加入表面改性劑，經細磨、烘干、焙燒，再用氣流磨粉碎細化得到氧化鐵紅。采用本發明的方法，有效利用了采用強磁選——陰離子反浮選聯合工藝獲得的含鐵礦物，以物理過程為主，生產出的氧化鐵紅的性能達到采用濕法生產的氧化鐵紅的性能，對環境沒有污染，綜合利用效果好。
文檔編號C09C1/22GK101020790SQ200710090379
公開日2007年8月22日 申請日期2007年4月9日 優先權日2007年4月9日
發明者李天庚, 王霄楠, 魏黨生, 吳一峰 申請人:中國長城鋁業公司