從高鐵鋁土礦中提取鐵和鋁的方法技術(shù)

一種從高鐵鋁土礦中提取鐵和鋁的方法，其特征在于：將高鐵鋁土礦、石灰石、煤粉破碎后按ＣａＯ∶ＳｉＯ２＝２，ＣａＯ∶Ａｌ２０３＝１．７的比例混合配礦，再用燒結(jié)機進行燒結(jié)，燒結(jié)礦經(jīng)破碎、篩分，得到塊度為３～１０ｍｍ以上高堿度燒結(jié)礦，然后將燒結(jié)礦進行高爐冶煉，高爐冶煉得到生鐵產(chǎn)品，同時得到鋁酸鈣爐渣和ＣＯ２爐氣；鋁酸鈣爐渣冷卻降溫至常溫～１００℃后用碳酸鈉溶液溶解浸出，溶出后的料漿進行赤泥分離洗滌、脫硅、碳酸化分解制取氫氧化鋁，再經(jīng)焙燒得到氧化鋁產(chǎn)品；碳分母液進行蒸發(fā)，除掉多余的水份，蒸發(fā)母液用于爐渣溶出；赤泥分離洗滌后得到的赤泥，送赤泥堆場或用于生產(chǎn)建筑材料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
我國高鐵三水鋁土礦儲量非常豐富，據(jù)地質(zhì)勘查部門的資料分析，其遠景儲量達10億噸以上，由于多種原因，目前這種類型的鋁土礦還未開發(fā)利用。在我國南方部分省區(qū)，還有大量的高鐵一水硬鋁石礦，這些礦石都是我國鋁工業(yè)和鋼鐵工業(yè)潛在的礦產(chǎn)資源。高鐵三水鋁土礦主要由三水鋁石、針鐵礦、赤鐵礦和高嶺石組成，次要礦物有伊利石、銳鈦礦、一水硬鋁石、蛋白石等。礦石中含Al2O320～27％，平均27％，F(xiàn)e2O335～48％，平均27％，SiO24～13％，平均9％，鋁硅比平均2～3.5，按其類型劃分，屬于高鐵三水鋁土礦。若按鋁土礦、鐵礦的標(biāo)準來考慮，高鐵三水鋁土礦的氧化鋁和氧化鐵含量均較低，都達不到各自工業(yè)利用品位的要求，但礦石中的主要有用礦物三水鋁石、針鐵礦和赤鐵礦之和占礦物總量的70％左右。因此，該礦具有較好的綜合開發(fā)利用價值。目前國內(nèi)外鋁工業(yè)還沒有利用這種類型鋁土礦的工藝方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于采用一種新的工藝方法來處理高鐵鋁土礦將高鐵鋁土礦、石灰石、煤粉破碎后按比例混合，再用燒結(jié)機進行燒結(jié)，然后進行高爐冶煉，得到生鐵產(chǎn)品，同時得到鋁酸鈣爐渣和CO2爐氣；鋁酸鈣爐渣用碳酸鈉溶液溶解浸出后，進行赤泥分離洗滌、脫硅、碳酸化分解制取氫氧化鋁，再經(jīng)焙燒得到氧化鋁，從而達到綜合利用礦產(chǎn)資源的目的。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的將高鐵鋁土礦、石灰石、煤粉破碎后按CaO∶SiO2＝2，CaO∶Al2O3＝1.7的比例混合配礦，再用燒結(jié)機進行燒結(jié)，燒結(jié)礦經(jīng)破碎、篩分，得到塊度為3～10mm以上高堿度燒結(jié)礦，然后將燒結(jié)礦進行高爐冶煉，高爐冶煉得到生鐵產(chǎn)品，同時得到鋁酸鈣爐渣和CO2爐氣。鋁酸鈣爐渣冷卻降溫至常溫～100℃后用碳酸鈉溶液溶解浸出，溶出后的料漿進行赤泥分離洗滌、脫硅、碳酸化分解制取氫氧化鋁，再經(jīng)焙燒得到氧化鋁產(chǎn)品。碳分母液進行蒸發(fā)，除掉多余的水份，蒸發(fā)母液用于爐渣溶出。赤泥分離洗滌后得到的赤泥，送赤泥堆場或用于生產(chǎn)建筑材料。在燒結(jié)前將高鐵鋁土礦、石灰石、煤粉破碎到塊度為3～10mm以下，按鋁酸鈣爐渣的成分進行配礦，配成的礦料中鋁、硅、鈣組成為12CaO.7Al2O3、CaO.SiO2，只有在配料過程中嚴格按此配礦才能得到適合于氧化鋁生產(chǎn)的爐渣。高爐冶煉焦比控制在1.3～1.5，爐渣溫度1600～1700℃，此溫度可保證爐渣具有較好的流動性。爐渣化學(xué)成分為Al2O332～36％；CaO 47～51％；SiO212～14％；其它4～6％，爐渣中Al2O3/SiO2比值為2.5～3.0。爐渣從高爐出料后在1250℃以上的溫度段采用緩慢冷卻方式降溫，降溫速度為4～10℃/min，在1250℃以下的溫度段采用自然降溫。控制降溫速度可使?fàn)t渣中的鈣鋁黃長石充分分解成鋁酸鈣、以及β-2CaO·SiO2充分轉(zhuǎn)變?yōu)棣?2CaO·SiO2，伴隨這種晶型轉(zhuǎn)變，使?fàn)t渣能完全自粉化，以利于氧化鋁生產(chǎn)過程中爐渣的溶出。高爐煙氣引部分(按碳分要求，碳分時CO2利用率大約70％考慮)進行凈化除塵處理，并將其中的CO2含量控制在25％以上，供碳酸化分解使用。鋁酸鈣爐渣的主要成分為12CaO.7Al2O3、CaO.Al2O3、2CaO.SiO2，此類成分的鋁酸鈣爐渣極易被碳酸鈉溶液溶解浸出，化學(xué)反應(yīng)式如下 利用鋁酸鈣爐渣在冷卻時能自粉化的特點，爐渣可不經(jīng)破碎和磨礦，直接進行常壓溶解浸出。溶出時根據(jù)損耗補入工業(yè)堿粉，由碳分蒸發(fā)工序出來的母液、赤泥洗滌工序得到的赤泥洗液和工業(yè)堿粉混合作為循環(huán)母液。溶出在常壓機械攪拌槽中進行，溶出溫度100～108℃，溶出時間4～7小時(含進出料時間)，間斷溶出，Na2OC濃度為80～110g/l。溶出后的料漿，送赤泥分離沉降工序。溶出料漿經(jīng)沉降槽分離后，沉降槽溢流送去脫硅，葉濾，精液硅量指數(shù)可達到400以上；赤泥進行5～6次洗滌，由于鋁酸鈣爐渣中氧化鋁含量較低，赤泥量較大，每噸氧化鋁產(chǎn)出赤泥達3.5～4.0噸，赤泥洗水加入量為2t/t-赤泥；赤泥經(jīng)過濾后送赤泥堆場或用于生產(chǎn)建筑材料。為了保證爐渣溶出所需的碳酸鈉溶液，采用碳酸化分解，便于形成生產(chǎn)閉路循環(huán)。碳酸化分解需要的CO2氣體由高爐產(chǎn)生的煙氣供應(yīng)，也可以采用氫氧化鋁焙燒爐產(chǎn)生的CO2爐氣，煙氣中CO2濃度為≥25％，精液Al2O3濃度80～90g/l，碳分分解率86～91％。為了生產(chǎn)系統(tǒng)中的水平衡，碳分母液進行蒸發(fā)，將多余的水份排除掉，蒸發(fā)母液用于爐渣溶出。蒸發(fā)原液Na2OC濃度80～90g/l，蒸發(fā)母液Na2OC濃度120～130g/l。碳分得到的氫氧化鋁，送焙燒工序，在高溫下脫除附著水及結(jié)晶水，得到氧化鋁產(chǎn)品。本工序為氧化鋁廠常規(guī)工藝。另外，赤泥分離洗滌、脫硅、碳酸化分解也為氧化鋁廠常規(guī)工藝。本專利技術(shù)所述的高鐵鋁土礦可以是高鐵三水鋁土礦，也可以是高鐵一水硬鋁石或一水軟鋁石。本專利技術(shù)的產(chǎn)品為生鐵和冶金級氧化鋁，這兩種產(chǎn)品均是鋁工業(yè)和煉鋼工業(yè)的重要原料。采用本專利技術(shù)提供的方法，可同時回收高鐵鋁土礦中的鐵和氧化鋁，達到了綜合利用礦產(chǎn)資源的目的，對開發(fā)利用我國儲量豐富的潛在礦產(chǎn)資源具有重要意義。本專利技術(shù)中鋁酸鈣爐渣在冷卻時能自粉化，不需經(jīng)過破碎、磨礦工序，與現(xiàn)有高壓溶出相比較，其工藝非常簡單。附圖說明圖1是從高鐵鋁土礦中提取鐵和鋁的工藝流程圖。具體實施例方式本專利技術(shù)的實施實例1將高鐵鋁土礦、石灰石、煤粉破碎到塊度為3～10mm以下，按CaO∶SiO2＝2，CaO∶Al2O3＝1.7的比例進行混合配礦，配成的礦料中鋁、硅、鈣組成為12CaO.7Al2O3、CaO.SiO2。再用燒結(jié)機進行燒結(jié)，燒結(jié)礦經(jīng)破碎、篩分，得到塊度為3～10mm以上高堿度燒結(jié)礦，然后將燒結(jié)礦進行高爐冶煉，高爐冶煉焦比控制在1.4，爐渣溫度1650℃，此溫度可保證爐渣具有較好的流動性。高爐冶煉得到生鐵產(chǎn)品，同時得到鋁酸鈣爐渣和CO2爐氣。爐渣從高爐出料后在1250℃以上的溫度段采用緩慢冷卻方式降溫，降溫速度為7℃/min，在1250℃以下的溫度段采用自然降溫。高爐煙氣引部分(按碳分要求，碳分時CO2利用率大約70％考慮)進行凈化除塵處理，并將其中的CO2含量控制在25％以上，供碳酸化分解使用。鋁酸鈣爐渣降溫至常溫～100℃后，利用該爐渣在冷卻時能自粉化的特點，不需經(jīng)破碎和磨礦，直接進行常壓溶解浸出。溶出時根據(jù)損耗補入工業(yè)堿粉，由碳分蒸發(fā)工序出來的母液、赤泥洗滌工序得到的赤泥洗液和工業(yè)堿粉混合作為循環(huán)母液。溶出在常壓機械攪拌槽中進行，溶出溫度104℃，溶出時間4～7小時(含進出料時間)，間斷溶出，Na2OC濃度為95g/l。溶出后的料漿送赤泥分離沉降工序，經(jīng)沉降槽分離后，沉降槽溢流送去脫硅，葉濾，精液硅量指數(shù)達400以上；赤泥進行5～6次洗滌，由于鋁酸鈣爐中氧化鋁含量較低，赤泥量較大，每噸氧化鋁產(chǎn)出赤泥達3.5～4.0噸，赤泥洗水加入量為2t/t-赤泥；赤泥經(jīng)過濾后送往赤泥堆場。脫硅后的精液進行碳酸化分解，所需的CO2氣體由高爐產(chǎn)生的煙氣供應(yīng)，煙氣中CO2濃度≥25％，精液Al2O3濃度85g/l，碳分分解率89％。碳分母液進行蒸發(fā)，將多余的水份排除掉，蒸發(fā)母液用于爐渣溶出。蒸發(fā)原液Na2OC濃度85g/l，蒸發(fā)母液Na2OC濃度125g/l。碳分得到的氫氧化鋁，送焙燒工序，在高溫下脫本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳德，榮海洪，徐樹濤，
申請(專利權(quán))人：貴陽鋁鎂設(shè)計研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：