[发明专利]铁铝复合矿综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金、有色金属冶金、水泥生产等行业技术领域。是一种从铁铝复合矿 中提取铁和铝以及浸铝尾渣生产水泥工业材料的综合利用方法。

背景技术

据有关资料介绍，铁铝复合矿广泛分布于我国南方一些省区，这些地区资源总量达数亿 吨。该矿主要由三水铝石、针铁矿、赤铁矿和高岭土组成，四者之和为80～85％，矿石中Al₂O₃15～40％，Fe₂O₃ 30～50％，SiO₂ 4～15％，其有用矿物占75％以上，且还含有钒、镓等稀有金 属，是一种具有巨大潜力的综合利用新型矿产资源。

二十多年来，为实现铁铝复合矿的综合利用，国内不少单位以及专家学者进行了不懈的 努力，都做了大量的工作，多年来先后完成一系列工艺方案的探索性试验研究，如“先选矿 后再冶炼”、“先铝后铁”等。多家科研单位的试验结果表明，采用“先选矿后再冶炼”工艺 路线难以有效地分离矿石中的铁和铝金属；“先铝后铁”工艺路线虽然能回收矿石中的铁、 铝金属，但回收率低，未能达到综合利用矿产资源的效果。

前苏联采用高炉冶炼方案生产高铝水泥是处理这类矿石可供参考的工艺，但该方法要求 高炉炉渣铝硅比Al₂O₃/SiO₂＞2。铁铝复合矿高炉冶炼的铝硅比则介于1.6～1.9之间，不能满足 该工艺的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁铝复合矿产资源综合利用的方法，将钢铁冶金、有色金属 冶金以及水泥生产等工艺进行有机结合处理铁铝复合矿，达到综合利用矿产资源的效果。

本发明采用以下技术方案达到上述目的，

一种铁铝复合矿产资源综合利用的方法，该方法包括如下步骤：

将组分为：Al₂O₃ 15～40wt％，Fe₂O₃ 30～50wt％，SiO₂ 4～15wt％的铁铝复合矿、石灰石 粉、焦粉按重量比烧结矿碱度CaO/SiO₂＝3.0～8.0的比例混合配矿，用烧结机进行烧结，烧结 的技术条件为：抽风负压3～10kPa，烧结时间20～30分钟，烧结矿经破碎、筛分得到粒度 5～70mm的高碱度烧结矿，高碱度烧结矿成分：TFe 20～40wt％，Al₂O₃ 15～30wt％，CaO 2O～60 wt％，SiO₂ 3～12wt％；高碱度烧结矿转鼓强度70％以上，软化温度1165℃以上，软熔区间 20～200℃。

将所述高碱度烧结矿与焦炭、石灰石按炉渣碱度CaO/SiO₂＝2.5～6.0重量比，进行高炉冶 炼，炉温控制在1450℃以上，此时渣铁分离良好，生铁、铝酸钙炉渣分别从铁口、渣口排出， 达到铁、铝分离效果。获得生铁产品及铝酸钙炉渣，铝酸钙炉渣成分：Al₂O₃ 20～35wt％，CaO 40～60wt％，SiO₂ 10～20wt％。

铝酸钙炉渣经控制冷却后自行粉化，控制冷却条件为，控制冷却速度2～30℃/min，使得 炉渣中的铝主要以12CaO·7Al₂O₃物相、硅主要以2CaO·SiO₂物相存在。炉渣冷却至120～600℃ 时，因2CaO·SiO₂发生相变而膨胀粉化。

将粉化后铝酸钙炉渣用碳酸钠溶液浸出，浸出的条件为，碳酸钠溶液浓度50～200g/L， 液固比＝3～10∶1重量比，浸出时间30～200分钟；浸出率达到80％以上。

浸出后的料浆进行固液分离、洗涤、脱硅得到铝酸钠溶液和浸铝尾渣，铝酸钠溶液经脱 硅精滤后通入高炉热风炉产生的烟气进行碳酸化分解产出氢氧化铝，分解率90％以上，氢氧 化铝质量达到国家一级品标准；氢氧化铝经焙烧制得氧化铝，氧化铝质量达到国家一级品标 准。

浸铝尾渣经分离洗涤后其化学成分及物理性能符合水泥生料要求，可用于生产水泥及水 泥混合材、混凝土细掺料。

将含CO₂体积含量为30～50％的高炉热风炉的烟气用于制备氢氧化铝工艺过程的碳分工 序。