[发明专利]从水化矿物中去除杂质

说明书

发明领域

本发明涉及从矿物资源中去除杂质，特别地，本发明涉及从氧化铁矿石中去除磷。

发明背景

用于某些工业方法的含有氧化铁的材料(为简洁在本文中一般称为铁矿石)在杂质方面需要符合严格的标准。例如，通常期望在高炉熔炼产铁中用作原料的铁矿石有低的磷含量。尽管有从熔融铁中去除磷的方法，但是许多因素(例如经济处罚和市场准入)使确保在用于熔炼前从铁矿石中去除磷具有吸引力。

因此，降低铁矿石中磷存在量的方法在商业上有吸引力，尤其是对于磷天然存在量高的矿石的处理(例如褐铁矿石和针铁矿石)。在一些应用中，将磷降低到0.1wt％可以是商业上可接受的，但更期望降低到低于0.08wt％。最期望的是降低到低于0.07wt％。

存在用于从磷以磷灰石形式存在的铁矿石中去除磷的方法(例如Forssberg，E.和Adolfsson，G.，1981.Entphosphorung von hochphosphorhaltigen eisenerzen durch saure laugung，Erzmetall，34(6)，316-322(德国))。该方法的实例是用酸或碱溶液进行物理选矿和化学浸析。然而，用于从磷与氧化铁相(即氧化铁矿石如针铁矿石和褐铁矿石)结合的铁矿石中去除磷的现有方法有许多缺点并且在通常的应用中没有从针铁矿石中去除磷的方法。

国际专利申请PCT/BR91/00030示出在1200℃加热铁矿石，然后用2.5M(10％)盐酸浸析(leach)，相当大地降低了其P、Al₂O₃、CaO和MgO的水平。已知在这样的高温下对铁矿石进行热处理可以改变氧化铁相(例如从针铁矿变成赤铁矿)从而降低其溶解度，而同时促进杂质到表面的迁移以增加它们的可及性和溶解度。

澳大利亚专利457,026要求保护的是在1000-1300℃进行热处理而后用盐酸或硫酸进行浸析以降低澳大利亚铁矿石中的磷水平。

在美国专利3,402,041中，在用无机酸(例如盐酸)进行浸析步骤前，对铁矿石和焙烧添加剂(如碱土金属卤化物)进行500-1200℃的焙烧步骤以从铁矿石中去除磷。

美国专利3,928,024指出，已知以高于约800℃的温度在回转炉中焙烧矿石并与碱金属氢氧化物结合以降低硫和磷含量。该专利涉及通过以下来降低氧化铁矿石中硫和磷含量的方法：将矿石与无机碱(例如碱金属氢氧化物)混合，在高至650℃(但优选250℃至350℃)的温度下加热混合物约1小时，然后用水浸析。加入矿石中的无机碱为每重量份矿石中加入约0.1至1.5重量份的碱。最近，Fisher-White、Lovel和Sparrow(Iron Ore Conference 2009，Australasian Institute of Mining and Metallurgy，Carlton，249-254页)报道了类似的结果，但在加热处理中添加了少得多的碱金属氢氧化物。

尽管减少磷含量增加矿石的固有价值，但是高温的使用伴随高的经济损失。此外，焙烧添加物是一项另外的花费并且在高温下使用腐蚀性化学物增加它们的腐蚀性并减少处理设备的工作寿命。

尽管本发明主要对磷含量的降低进行了说明，其也可以应用于铁矿石中其他杂质如氧化硅和氧化铝的减少。还可以去除其他样品特定成分。

因此，本发明的目的是增加从矿石(尤其是水化氧化铁矿石)中去除成分(尤其是磷)的方法的经济可行性。

在本说明书中对任何现有技术的引用不是并且不应被认为是承认或以任何形式暗示该现有技术是澳大利亚或任何其他行政区的公知常识的一部分，或者有理由预计该现有技术会被本领域技术人员确定、理解并认为是相关的。

发明概述

本发明人发现现有技术中的加热步骤过度复杂。尤其是，加热步骤中使用的高温和添加物对去除杂质至必需程度不是必要的。本发明通过不添加任何添加物地加热矿石，而后经浸析步骤去除杂质成分来从铁矿石中去除杂质成分。

因此，在本发明的一个方面中提供了从铁矿石中去除成分的方法，所述方法包括以下步骤：加热矿石至不超过约500℃的温度，随后使矿石与酸或碱浸析溶液接触以从矿石中浸析杂质成分。

加热矿石的步骤在没有焙烧添加物或浸析溶液的存在下进行。换言之，在空气或如下讨论改变的气氛中加热铁矿石。