[NAK80]高铝铁矿石的铝铁分离技术工艺研究

 

 

 高铝褐铁矿是一类典型的复杂难处理铁矿石，在我国广西以及毗邻的东南亚等均有较大储量，因其Al2O3含量较高，若直接作为炼铁原料，会导致炉渣流动性变差、脱硫能力下降、焦比升高、高炉操作困难。但褐铁矿储量丰富，价格相对低廉，仍是一种比较重要的铁矿资源。

 

研究高铝褐铁矿石的工艺矿物学特性及其对铝铁分离的影响。研究结果表明，铁矿物主要为针铁矿和赤铁矿；铝的载体矿物主要是以微细颗粒集合体被针铁矿包裹的三水铝石和以类质同象存在于针铁矿中的铝；铝硅酸盐矿物呈分散状或浸染状与针铁矿共生，铁铝赋存关系十分复杂。强磁选、磁化焙烧-磁选不能有效破坏矿石中铝、铁细粒嵌布和类质同象结构，铝铁分离效果不明显；钠盐焙烧－浸出工艺能有效实现高铝褐铁矿的铝铁分离，当原矿全铁含量为48.92%，Al2O3含量为8.16%，SiO2含量为4.24%时，可获得全铁品位为62.84%，Al2O3含量为2.33%，SiO2含量为0.45%的铁精矿，铁的回收率为98.56%。

 

为有效降低褐铁矿中Al2O3的含量，国内外就高铝铁矿的铝铁分离开展研究，已基本形成3种典型工艺：

 

1)先选别，后冶炼，即先采用物理选矿方法选出高品位的铝精矿和铁精矿，然后从各自的精矿中提取铝和铁。这种方法适用于处理结构简单的含铝铁矿石，对于铝铁嵌布关系复杂，单体解离性能差的矿石作用不明显；

2)先铝后铁，郎拜耳法溶出铝一赤泥回收铁工艺，该工艺要求矿中有效氧化铝(AAl2O3)/活性氧化硅(RSiO2)高，同时赤泥回收铁的经济效益难以保证；

3)先铁后铝，即高炉或者电炉冶炼-炉渣浸出提铝工艺，该工艺可有效实现铝铁分离，但存在能耗高、造渣困难、炉渣溶出困难等问题。

由此可见，由于高铝褐铁矿石内矿物嵌布关系复杂，目前又缺少系统地研究，因而尚未得到合理有效利用，基本属于呆滞矿产资源。

 

随着钢铁工业的发展，铁矿供求矛盾日趋突出，低品位、难处理铁矿的开发利用日益受到重视。我国铁矿资源储量丰富，但大部分属低品位矿，杂质Al2O3，S和P含量高，必须经过选矿除杂后才能有效地利用。众所周知，铁矿石中Al2O3含量超过3%[7]，在炼铁过程中将引起炉渣熔点升高，黏度增大，渣铁分离困难，高炉利用系数降低，因此，我国广西、安徽等地以及毗邻的东南亚储量丰富的含铝铁矿石尚未得到有效利用。随着现有可利用的优质铁矿资源逐渐减少，充分开发利用这类资源，实现铁铝的分离，对缓解我国铁矿资源严重短缺的压力具有重要现实意义。目前，国内外针对铝铁分离的研究基本以铝土矿和赤泥为对象，主要方法分为选矿法和冶炼法。选矿法包括物理选矿、化学选矿和生物选矿。国内外对高铝黏土、铝土矿和赤泥开展的磁选、浮选等物理选矿分离铝铁的研究取得了一定的进展，但是，物理法用于铝铁嵌布关系复杂的矿石铝铁分离，效率低；化学法中，以盐酸法及氯化法研究多，铝铁分离效果好，如能开发廉价的分离剂，解决环境污染问题，将具有广阔的应用前景；生物法造成的环境污染小，但是，也存在反应时间较长，矿浆浓度过低，不利于大批量处理等问题。冶炼法基本以赤泥为对象，主要有熔炼法和直接还原法，将含铝赤泥在高炉或电炉内熔炼制备生铁，或者进行煤基直接还原—磨选获得直接还原铁粉

[NAK80]高铝铁矿石的铝铁分离技术工艺研究