[发明专利]一种高铁铝土矿综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高铁铝土矿综合利用的方法，特别是涉及一种高铁三水铝石型铝土矿资源高效利用的方法。

技术背景

铝工业和钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，目前我国已成为世界上最大的钢铁和氧化铝的生产国和消费国。我国铁矿石、铝矿石资源禀赋差、难选难冶，资源供需矛盾日益突出，已逐渐成为制约我国钢铁工业与氧化铝工业发展的瓶颈；与此同时，由于缺乏经济有效的处理技术，致使许多大型特色铁矿、铝土矿资源仍未开发利用，成为“呆滞”矿产资源。

广西中部的贵港、宾阳和横县等地广泛分布着高铁铝土矿，已探明储量超过2亿吨，是我国目前已知规模最大的三水铝石型铝土矿矿床。该矿石中Al₂O₃平均含量为28％，铝主要赋存于三水铝石中，占总Al₂O₃的44％～70％；另外，在针铁矿内存在Al³⁺与Fe³⁺的类质同象取代现象，这部分Al₂O₃约占总Al₂O₃的20％，其余Al₂O₃赋存于高岭土和一水硬铝石中。该类矿石铁品位变化范围为24％～37％，平均含量达33.05％，含量明显高于普通的铝土矿，矿石中铁基本以针铁矿、赤铁矿等矿物存在，其中针铁矿约占80％，赤铁矿约占18％～20％。矿石中的二氧化硅含量较高，且主要以高岭土等硅酸盐形式存在，SiO₂的含量在4％～12％范围内变化，平均为8％，矿石铝硅比(A/S)较低(2.6～5.4)，平均A/S为3.26。

除含铝、铁矿物以外，高铁铝土矿中还伴生有镓、钒等有价金属，其中Ga含量0.0044％～0.0070％，V₂O₅含量0.148％～0.178％，综合利用价值高。然而，矿石中铝、铁含量相对较低，SiO₂含量高，A/S低，无论是作为单一铝矿还是单一铁矿均难以达到工业应用的基本要求，加之铁矿物与铝矿物嵌布粒度极细，大部分矿物结晶较差，部分呈胶态、相互胶结，类质同象现象明显，嵌布关系极为复杂。因此，铝、铁的高效分离是实现该类矿石综合利用的第一步。

针对广西高铁铝土矿铝铁分离的研究自该资源发现之日起就一直没有停止，已取得一定的进展，形成了“先选后冶”、“先铝后铁”和“先铁后铝”三种综合利用的基本方案。

“先选后冶”工艺是采用选矿方法(包括磁选、浮选、电选等)选出高品位的铝精矿和铁精矿后，再从铝精矿和铁精矿中分别提取铝和铁(李殷泰等.关于广西贵港铝土矿综合利用工艺方案的探讨.轻金属，1992，(9)：6～15)。由于高铁三水铝石型铝土矿中铁矿物与铝矿物嵌布粒度极细、相互胶结，类质同象现象明显，采用各种常规选矿方法均无法使铝铁矿物有效分离，因此“先选后冶”方案无法实现该类矿石的综合利用。

“先铝后铁”工艺(李殷泰等.关于广西贵港铝土矿综合利用工艺方案的探讨.轻金属，1992，(9)：6～15；唐向琪等.贵港式三水铝石矿综合利用方案比较.轻金属，1995，(2)：1～6；唐向琪等.广西贵港型三水铝石矿的拜耳法处理.轻金属，1995，(5)：14～19；梅贤恭.某三水型铝铁复合矿综合开发利用新工艺研究.1994；13-15)是从三水铝石型铝土矿的基本特性出发，充分利用了矿石中三水铝石易溶出的特点，应用成熟的拜耳法氧化铝生产技术，从原矿中提取氧化铝(高铁三水铝土矿溶出技术，申请号：CN 200510200399.9；从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法，申请号：CN 200510200560.2)。但由于广西三水铝石型铝土矿A/S低，拜耳法生产过程中会使大量的氧化铝和氧化钠与氧化硅反应，以钠硅渣的形式进入赤泥，造成氧化铝和苛性钠的损失，再加上以类质同象形式存在于针铁矿、赤铁矿中的铝无法通过拜耳法溶出，不仅使氧化铝生产能耗高、效率低而且导致赤泥中氧化铝的残留量较高，赤泥的利用依然存在铝铁分离难的问题。