[发明专利]一种从铁铝复合矿中联合提取铁和氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金资源综合利用技术领域。特别是涉及一种从铁铝复合矿中联合提取铁和氧化铝的方法。

本发明提出一种铁铝复合矿综合利用新方法，将铁铝复合矿制备成含碳球团，采用转底炉进行预还原和气化炉熔分，联合提取铁和氧化铝。转底炉作为一种含碳球团预还原的新型反应器，具有对原燃料适应性广，冶炼速度快，操作简单等特点。气化熔分炉作为一种终还原及渣铁分离装置，可以采用热风富氧和喷吹煤粉，具有炉缸温度高，渣铁分离好，容易控制等特点，易于铝酸钙炉渣的形成。转底炉预还原与气化炉熔分连接在一起，气化炉生成的高温煤气可直接用于转底炉预还原，提高了煤气利用效率。该工艺与高炉冶炼相比，不需要焦炭，可以大幅度降低生产成本。生成的铝酸钙炉渣氧化铝浸出效率高，浸出液可以循环利用，实现了铁铝复合矿中铁和氧化铝的联合提取和高效利用。

背景技术

铁铝复合矿是Fe₂O₃和Al₂O₃与其它脉石在长期的地质运动中形成的一种特殊铁铝复合资源，在我国远景储量超过15亿吨。化学成分分析表明，铁铝复合矿中Fe₂O₃含量为35%～48%，平均含量40%；Al₂O₃含量为22%～37%，平均含量27%；SiO₂含量4%～13%，平均含量9%；TiO₂、MnO₂含量＜4%；其它矿物和水分含量在10%～20%左右。铁铝复合矿中Fe₂O₃和Al₂O₃含量之和达到70%左右，除去矿物中的水分，其它脉石含量只有10%左右，所以是一种非常宝贵的矿产资源。

虽然铁铝复合矿中Fe₂O₃和Al₂O₃含量之和达到70%左右，但Fe₂O₃和Al₂O₃的含量均未达到各自的工业品位要求，传统的冶金方法难以经济高效的提取Fe和Al₂O₃。铁铝复合矿单独作为一种铁矿资源进行冶炼，由于铁品位低，氧化铝含量高，吨铁渣量大，冶炼能耗高，没有经济效益；其单独作为一种铝土矿资源进行提取，由于铝硅比低，Fe₂O₃含量高，传统的拜耳法和烧结法都难以低成本提取Al₂O₃。所以，铁铝复合矿只能进行综合利用，联合提取其中的Fe和Al₂O₃。

国内外针对铁铝复合矿的综合利用进行了多年的研究，具有代表性的方法有“先铝后铁法”和“先铁后铝法”。“先铝后铁法”是采用浸出的方法先将复合矿中的Al₂O₃浸出，再用富铁赤泥冶炼提铁，该方法的缺点是Al₂O₃浸出率低，碱耗大，而且富铁赤泥中碱性氧化物含量高，给高炉冶炼带来困难，因此“先铝后铁法”难以综合利用铁铝复合矿。“先铁后铝法”是先采用高炉或回转窑—电炉熔分等工艺提取复合矿中的铁，然后从生成的渣中提取Al₂O₃，该方法的缺点是高炉冶炼焦炭消耗大，回转窑—电炉熔分冶炼电耗高，没有经济效益。所以，这种富含铁和氧化铝的复合资源一直没有得到综合利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种从铁铝复合矿中联合提取铁和氧化铝的新方法，具有工艺流程合理、反应时间快，生产时间短、生产效率高、产品质量好、产品纯度高、有价元素回收率高、无废弃物产生、冶炼成本低等特点。此外，本工艺在冶炼过程中，无需宝贵的焦煤资源，所需能耗全部由热风鼓风和喷吹煤粉提供，整个生产过程没有有害固体废弃物产生，实现了资源的综合高效利用。

本发明的工艺步骤如下：

铁铝复合矿经磨细筛分，加入碳质还原剂、石灰石粉和粘结剂混匀，用压球机或圆盘造球机制成球团，球团烘干后，利用转底炉进行快速预还原，气化炉熔分得到铝酸钙渣，铝酸钙渣经调质冷却自粉化后，在碳酸钠溶液中浸出，氧化铝浸出液经过碳化分解得到氢氧化铝，氢氧化铝高温煅烧后制的氧化铝产品。