權(quán)利要求

1.鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于按以下步驟進行：

(1)將鋁土礦破碎至粒徑≤15mm，然后磨細至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量≥80％，獲得粉礦；所述的鋁土礦按質(zhì)量百分比含Al2O3 30～55％，TFe 10～35％；

(2)將粉礦輸送到底部設(shè)有燃燒器的預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)，預(yù)氧化懸浮焙燒爐的頂部通過管道與引風(fēng)機連通；在開啟引風(fēng)機的條件下，將煤氣和空氣通過燃燒器點燃后生成高溫?zé)煔?，粉礦在氣流以及負壓作用下處于懸浮狀態(tài)，并被加熱至750～850℃進行預(yù)氧化焙燒去除吸附水，預(yù)氧化焙燒后剩余的固體物料作為氧化渣粉；

(3)將氧化渣粉通入還原焙燒爐中，還原焙燒爐頂部通過管道與引風(fēng)機連通；在開啟引風(fēng)機的條件下，從還原焙燒爐底部通入煤氣和氮氣，氧化渣粉在氣流以及負壓作用下處于懸浮狀態(tài)，并且在650～700℃進行還原焙燒，弱磁性Fe2O3經(jīng)還原生成強磁性的Fe3O4，還原焙燒后剩余的固體物料作為還原渣粉；

(4)還原渣粉冷卻至常溫后，采用干式磨礦機進行干法磨礦，至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量≥90％，制成二次粉礦；

(5)將二次粉礦采用干式磁選機進行磁選，獲得的非磁性產(chǎn)品為高品位鋁精礦，磁性產(chǎn)品為含鐵尾礦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于步驟(2)中，粉礦在預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)的停留時間為2～15min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于步驟(3)中，煤氣的通入量按煤氣中H2/CO與粉礦中的Fe2O3完全反應(yīng)理論所需量的1.1～1.3倍通入，完全反應(yīng)所依據(jù)的反應(yīng)式為：

Fe2O3+H2/CO＝Fe2O3+CO2/H2O。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于步驟(3)中，煤氣在還原焙燒爐內(nèi)的體積濃度為25～40％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于步驟(3)中，氧化渣粉在還原焙燒爐內(nèi)的停留時間為20～60min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于步驟(4)中，干法磨礦后的物料進行風(fēng)力分級，風(fēng)力分級獲得的沉砂返回干式磨礦機，溢流作為二次粉礦。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于步驟(5)中，干式磁選的磁場強度為1100～1200Oe。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于所述的高品位鋁精礦按質(zhì)量百分比含TFe≤6％，Al2O3 65～80％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法，其特征在于氧化鋁回收率80～85％。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于選礦技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法。

背景技術(shù)

鋁土礦的主要礦物組成是三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石，其中鐵礦物的主要礦物組成為赤鐵礦、褐鐵礦和針鐵礦；在同等鋁土礦運輸量的條件下，脫除鋁土礦中礦物的結(jié)晶水及鐵礦物可明顯減少鋁土礦的重量，可以有效提高鋁土礦中氧化鋁的運輸量；因此，提升進口鋁土礦的質(zhì)量，降低各國氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)進口鋁土礦的運輸成本，不僅可以來直接的經(jīng)濟效益，而且對低碳、綠色發(fā)展具有重要意義。

專利CN201610294513.7公開一種從高鐵鋁土礦中分離鐵和鋁的方法，提出將高鐵鋁土礦粉與氫氧化鈉、石灰石和水混合制成球團，高鐵鋁土礦球團氧化焙燒后置于豎爐中進行直接還原焙燒，經(jīng)過冷卻、水磨和濕式磁選得到鋁的富集物和金屬鐵；該專利實現(xiàn)了鐵鋁分離，但需要在1300℃以上氧化焙燒，并且需要在850℃以上直接還原焙燒3.5～4小時，存在能耗高，處理能力低等缺點，而且存在金屬鐵在磨礦和干燥過程中容易再次氧化的問題。

專利CN201910374809.3公開一種高鐵鋁土礦鐵鋁綜合利用的方法，提出使用酸溶液通過分步氧化、還原、沉淀技術(shù)浸出處理高鐵鋁土礦，實現(xiàn)鐵、鋁分離，浸出液循環(huán)利用，該專利實現(xiàn)了鐵和鋁的分離回收，但需要在酸濃度為2mol/L的強酸溶液中浸出4～6小時，存在生產(chǎn)效率低，工藝流程復(fù)雜，產(chǎn)品分離困難以及尾礦和廢水酸性較強難以處理的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有鋁土礦處理技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法。

本發(fā)明的方法按以下步驟進行：

1、將鋁土礦破碎至粒徑≤15mm，然后磨細至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量≥80％，獲得粉礦；所述的鋁土礦按質(zhì)量百分比含Al2O3 30～55％，TFe 10～35％；

2、將粉礦輸送到底部設(shè)有燃燒器的預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)，預(yù)氧化懸浮焙燒爐的頂部通過管道與引風(fēng)機連通；在開啟引風(fēng)機的條件下，將煤氣和空氣通過燃燒器點燃后生成高溫?zé)煔?，粉礦在氣流以及負壓作用下處于懸浮狀態(tài)，并被加熱至750～850℃進行預(yù)氧化焙燒去除吸附水，預(yù)氧化焙燒后剩余的固體物料作為氧化渣粉；

3、將氧化渣粉通入還原焙燒爐中，還原焙燒爐頂部通過管道與引風(fēng)機連通；在開啟引風(fēng)機的條件下，從還原焙燒爐底部通入煤氣和氮氣，氧化渣粉在氣流以及負壓作用下處于懸浮狀態(tài)，并且在650～700℃進行還原焙燒，弱磁性Fe2O3經(jīng)還原生成強磁性的Fe3O4，還原焙燒后剩余的固體物料作為還原渣粉；

4、還原渣粉冷卻至常溫后，采用干式磨礦機進行干法磨礦，至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量≥90％，制成二次粉礦；

5、將二次粉礦采用干式磁選機進行磁選，獲得的非磁性產(chǎn)品為高品位鋁精礦，磁性產(chǎn)品為含鐵尾礦。

上述的步驟2中，預(yù)氧化焙燒的主要反應(yīng)式為：

2Al(OH)3＝Al2O3+3H2O、

2Al(OOH)＝Al2O3+H2O和

mFe2O3·nH2O＝mFe2O3+nH2O。

上述的步驟2中，粉礦在預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)的停留時間為2～15min。

上述的步驟3中，煤氣的通入量按煤氣中H2/CO與粉礦中的Fe2O3完全反應(yīng)理論所需量的1.1～1.3倍通入，完全反應(yīng)所依據(jù)的反應(yīng)式為：

Fe2O3+H2/CO＝Fe2O3+CO2/H2O。

上述的步驟3中，煤氣在還原焙燒爐內(nèi)的體積濃度為25～40％。

上述的步驟3中，氧化渣粉在還原焙燒爐內(nèi)的停留時間為20～60min。

上述的步驟4中，干法磨礦后的物料進行風(fēng)力分級，風(fēng)力分級獲得的沉砂返回干式磨礦機，溢流作為二次粉礦。

上述的步驟5中，干式磁選的磁場強度為1100～1200Oe。

上述的高品位鋁精礦按質(zhì)量百分比含TFe≤6％，Al2O3 65～80％。

上述方法中，氧化鋁回收率80～85％。

本發(fā)明的方法與有鋁土礦脫水除鐵方法相比，鋁精礦產(chǎn)品滿足拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的原料要求，能有效處理不同類型鋁土礦，可有效脫除鋁土礦中各種礦物的結(jié)晶水和鐵礦物；采用氣體對鋁土礦進行懸浮焙燒，相比靜態(tài)焙燒其傳熱傳質(zhì)效率高，可充分還原鋁土礦中細粒浸染的鐵礦物；采用干法磨礦-干式磁選的方法可消除用水對鋁土礦選礦的限制，對不同地區(qū)鋁土礦選礦適應(yīng)性強，尤其是水資源缺乏地區(qū)。本發(fā)明工藝流程簡單，效率高，適應(yīng)性強，設(shè)備易實現(xiàn)大型化和工業(yè)化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的鋁土礦懸浮焙燒脫水干法除鐵的方法流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施中采用的鋁土礦按質(zhì)量百分比含Al2O3 30～55％，TFe 10～35％，SiO22～10％。

本發(fā)明實施例中采用的干式磨礦機為市購產(chǎn)品。

本發(fā)明實施例中采用的干式磁選機為市購產(chǎn)品。

實施例1

流程如圖1所示；

將鋁土礦破碎至粒徑≤15mm，然后磨細至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量80％，獲得粉礦；鋁土礦按質(zhì)量百分比含Al2O3 51.63％，TFe 19.75％，SiO2 2.84％；

將粉礦輸送到底部設(shè)有燃燒器的預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)，預(yù)氧化懸浮焙燒爐的頂部通過管道與引風(fēng)機連通；在開啟引風(fēng)機的條件下，將煤氣和空氣通過燃燒器點燃后生成高溫?zé)煔?，粉礦在氣流以及負壓作用下處于懸浮狀態(tài)，并被加熱至750℃進行預(yù)氧化焙燒去除吸附水，預(yù)氧化焙燒后剩余的固體物料作為氧化渣粉；粉礦在預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)的停留時間為 15min；

將氧化渣粉通入還原焙燒爐中，還原焙燒爐頂部通過管道與引風(fēng)機連通；在開啟引風(fēng)機的條件下，從還原焙燒爐底部通入煤氣和氮氣，氧化渣粉在氣流以及負壓作用下處于懸浮狀態(tài)，并且在650℃進行還原焙燒，弱磁性Fe2O3經(jīng)還原生成強磁性的Fe3O4，還原焙燒后剩余的固體物料作為還原渣粉；煤氣的通入量按煤氣中H2/CO與粉礦中的Fe2O3完全反應(yīng)理論所需量的1.1倍通入；煤氣在還原焙燒爐內(nèi)的體積濃度為40％；氧化渣粉在還原焙燒爐內(nèi)的停留時間為60min；

還原渣粉冷卻至常溫后，采用干式磨礦機進行干法磨礦，干法磨礦后的物料進行風(fēng)力分級，風(fēng)力分級獲得的沉砂返回干式磨礦機，溢流粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量90％，制成二次粉礦；

將二次粉礦采用干式磁選機進行磁選，干式磁選的磁場強度為1100Oe，獲得的非磁性產(chǎn)品為高品位鋁精礦，磁性產(chǎn)品為含鐵尾礦；

高品位鋁精礦按質(zhì)量百分比含TFe 5.37％，Al2O3 75.21％；氧化鋁回收率80.53％。

實施例2

方法同實施例1，不同點在于：

(1)磨細至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量85％；鋁土礦按質(zhì)量百分比含Al2O340.56％， TFe 22.07％，SiO2 2.93％；

(2)預(yù)氧化焙燒溫度800℃；粉礦在預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)的停留時間為10min；

(3)還原焙燒680℃，煤氣的通入量按煤氣中H2/CO與粉礦中的Fe2O3完全反應(yīng)理論所需量的1.2倍通入；煤氣在還原焙燒爐內(nèi)的體積濃度為30％；氧化渣粉在還原焙燒爐內(nèi)的停留時間為40min；

(4)溢流粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量95％作為二次粉礦；

(5)干式磁選的磁場強度為1200Oe，高品位鋁精礦按質(zhì)量百分比含TFe 5.72％，Al2O3 65.38％；氧化鋁回收率81.21％。

實施例3

方法同實施例1，不同點在于：

(1)磨細至粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量90％；鋁土礦按質(zhì)量百分比含Al2O333.67％， TFe 31.34％，SiO2 5.86％；

(2)預(yù)氧化焙燒溫度850℃；粉礦在預(yù)氧化懸浮焙燒爐內(nèi)的停留時間為2min；

(3)還原焙燒700℃，煤氣的通入量按煤氣中H2/CO與粉礦中的Fe2O3完全反應(yīng)理論所需量的1.3倍通入；煤氣在還原焙燒爐內(nèi)的體積濃度為25％；氧化渣粉在還原焙燒爐內(nèi)的停留時間為20min；

(4)溢流粒徑-0.074mm的部分占總質(zhì)量95％作為二次粉礦；

(5)干式磁選的磁場強度為1200Oe，高品位鋁精礦按質(zhì)量百分比含TFe 3.29％，Al2O3 67.94％；氧化鋁回收率84.2％。