專利名稱：一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法
技術領域：
本發明屬于鋁鐵分離技術領域。具體涉及一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。
背景技術：
隨著我國鋼鐵工業的迅速發展，對鐵礦石的需求日益增加。現已探明國內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生一系列不良影響煉鐵原料Al2O3含量過高，會導致燒結礦轉鼓強度下降、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過預先處理，降低其 Al2O3含量，以滿足工業生產要求。對于難選鮞狀赤鐵礦，采用常規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，且與鐵的地球化學及晶體化學行為相近，易形成類質同像替代，導致礦石內部鋁鐵賦存關系復雜。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，破壞礦石結構的同時將鋁轉化為其它化合物，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，導致經濟成本高。(2)磁選之前必須細磨，磨礦成本高。(3 )濕式磁選產品需要過濾烘干，尾礦量大且粒度細，過濾脫水困難，給尾礦壩建設增加困難的同時也降低了安全性。(4)磁選過程產生了大量堿性廢水，對環境有一定污染。
發明內容
本發明旨在克服已有的技術缺陷，目的是提供一種還原周期短、工藝流程簡單、生產成本低、對環境污染小、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，該方法能實現尾礦無公害化。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是按照以下步驟進行
(1)將鮞狀赤鐵礦、添加劑、碳質還原劑和水按照質量比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，在1350 1450°C條件下進行還原反應，保溫20 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產物取出后自然冷卻，還原產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，使用生石灰時須預先進行消化處理；所述碳質還原劑為普通碳粉，其主要化學成分是固定碳為64 68wt%，揮發份為8 15wt%，灰份為15 25wt% ；所述高溫爐為電阻爐、回轉窯、轉底爐、固定床爐、流態化床爐和工業微波爐中的一種；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。由于采用上述技術方案，本發明具有以下積極效果
1、本發明壓制團塊的原料粒度粗，無需添加粘結劑，故工藝簡單，生產成本低。2、本發明用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只需保溫20 40min，故還原周期短，生產成本低和對環境污染小。3、本發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，故工藝簡單和生產成本低。4、本發明的干式磁選過程無需過濾脫水、烘干，也不會產生堿性廢水，同時尾礦可通過干堆法實現零風險，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，真正實現了“資源節約型，環境友好型”生產，故工藝流程簡單，生產成本低，對環境污染小，對資源綜合利用并且實現尾礦的無公害化。5、本發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，本發明具有還原周期短、工藝流程簡單、生產成本低、對環境污染小、鋁鐵分離效果明顯和資源綜合利用的特點；同時實現了尾礦的無公害化。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制 在本具體實施方式
中碳質還原劑為普通碳粉，其主要化學成分是固定碳為64
68wt%,揮發份為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、碳質還原劑和水按照質量比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底爐爐內，在1350 1400°C條件下進行還原反應，保溫20 30min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產物取出后自然冷卻，還原產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、碳質還原劑和水按照質量比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，在1350 1450°C條件下進行還原反應，保溫30 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產物取出后自然冷卻，還原產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、碳質還原劑和水按照質量比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化爐內，在1350 1450°C條件下進行還原反應，保溫30 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產物取出后自然冷卻，還原產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、碳質還原劑和水按照質量比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窯爐內，在1400 1450°C條件下進行還原反應，保溫30 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產物取出后自然冷卻，還原產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，無需添加粘結劑，故工藝簡單，生產成本低。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只需保溫20 40min，故還原周期短，生產成本低和對環境污染小。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，也不會產生堿性廢水，同時尾礦可通過干堆法實現零風險，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，真正實現了 “資源節約型，環境友好型”生產，故工藝流程簡單，生產成本低， 對環境污染小，對資源綜合利用并且實現尾礦的無公害化。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、生產成本低、對環境污染小、鋁鐵分離效果明顯和資源綜合利用的特點；同時實現了尾礦的無公害化。
權利要求
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、碳質還原劑和水按照質量比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，在1350 1450°C條件下進行還原反應，保溫20 40min ；隨爐冷卻至800 900°C，再將還原產物取出后自然冷卻，還原產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.根據權利要求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.根據權利要求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，使用生石灰時須預先進行消化處理。
4.根據權利要求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還原劑為普通碳粉，其主要化學成分是固定為碳64 68wt%，揮發份為8 15wt%，灰份為15 25wt%。
5.根據權利要求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、回轉窯、轉底爐、固定床爐、流態化床爐和工業微波爐中的一種。
6.根據權利要求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.根據權利要求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
本發明具體涉及一種鮞狀赤鐵礦鋁鐵分離的方法。其技術方案是先將鮞狀赤鐵礦、添加劑、碳質還原劑和水按照質量比100︰(5～23)︰(15～30)︰(5～10)混勻，壓制成直徑為36～50mm的團塊，烘干；再在高溫爐內于1350～1450℃條件下進行還原反應，保溫20～40min；隨爐冷卻至800～900℃，將還原產物取出后自然冷卻，然后破碎，干式磁選，即可得到鋁鐵分離產品；最后將金屬鐵粉冷壓成密度大于4.0t/m3的鐵塊。本發明具有還原周期短、工藝流程簡單、生產成本低、對環境污染小、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 優先權日2011年12月5日
發明者丁寶成, 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