[发明专利]一种高铁三水铝土矿铁铝硅综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金资源综合利用技术领域，具体涉及一种高铁三水铝土矿铁铝硅综合利用的方法。

背景技术

在我国的福建漳浦、海南蓬莱、台湾大屯山和广西贵港等地区存在着一种高铁三水铝土矿，其是一种铁铝硅矿物相互嵌布、难处理的复杂铁铝硅共生矿，是我国重要的铁矿和铝土矿资源。根据地质部门的资料分析，全国储量超过15亿吨，仅广西境内储量就超过2.0亿吨。以广西境内的高铁三水铝土矿为例，该矿广泛分布于广西中部南宁至玉林一带十余个县市，并相对集中于贵港、宾阳、横县及邻近地区，矿化面积大，矿体成群分布，储量十分丰富。矿体由红色粘土和铝土矿组成，含矿量一般为550～1500kg/m³，矿体厚度1.2～6.8m，埋藏浅，表土层一般为0.5～1.5m，绝大部分矿石直接露出地表，可以实现露天开采。

矿石化学分析表明，这种高铁三水铝土矿A1₂O₃含量为22％～37％(平均含量27％)、Fe₂O₃含量为35％～48％(平均含量40％)、SiO₂含量4％～13％(平均含量9％)，均为有利用价值的矿物资源。从其成分上可以看出该铝土矿属于典型的高铁高硅型铝土矿，其中Fe₂O₃、Al₂O₃和SiO₂的含量均达不到各自的工业品位要求。因此，不能单纯的用传统方法来生产Al₂O₃或者金属铁产品。因此，高铁三水铝土矿的利用应着眼于Fe、Al、Si组元的高效综合利用。

针对该类型的高铁三水铝土矿的综合利用研究已进行了多年，同时已成功的提出了一些综合利用方法，概括起来主要为火法-湿法联合工艺和湿法工艺。

火法-湿法联合工艺：如公开号为CN103757165A名称为一种高铁铝土矿高炉冶炼有价组元综合利用方法的专利申请，将高铁铝土矿分别制备成高铁铝土矿烧结矿和高铁铝土矿热压块，然后进行高炉冶炼、转炉吹钒冶炼、炉渣浸出等步骤，得到铁水、水泥和Al₂O₃等产品。如公开号为CN103866078A名称为一种高铁铝土矿竖炉预还原熔分综合利用的方法的专利申请，将高铁铝土矿制成高铁铝土矿热压块，然后再经竖炉预还原、电炉熔分、炉渣浸出等步骤，得到铁水、水泥和Al₂O₃等产品。如公开号为CN101875129B名称为一种高铁铝土矿综合利用的方法的专利申请，将高铁铝土矿还原-磁选分离得到直接还原金属铁粉与非磁性产品富铝渣，后经湿法浸出白炭黑和氧化铝或硫酸铝等。火法-湿法联合工艺主要是实现铁、铝、硅的分离，得到的产品基本为铁或铁水、SiO₂或水泥、Al₂O₃等。然而该工艺流程较长，且火法-湿法连用操作较为复杂，得到的Al₂O₃需进一步电解制取金属铝。

综上所述，传统高铁三水铝土矿多为先提取铁，然后利用酸浸法提取Al₂O₃。酸浸法主要是采用硫酸、盐酸、硝酸等处理富铝渣实现铝、硅等的分离，得到工业级纯氧化铝。氧化铝再经电解槽内电解生成电解铝。目前，中国电解铝产量已超过1300万吨/年，其中，60％的铝以铝合金的形式进入消费领域，其中以铝硅合金的消费量最大。

因此，现有的方法均未能真正实现高铁三水铝土矿的综合利用，均须采用火法与湿法相结合的方法，流程长，能耗高、操作复杂、组元收得率低。通常，高铁三水铝土矿中Al₂O₃与SiO₂的质量比小于3.0，并不适合采用酸法浸出Al₂O₃。

因此，到目前为止，这些高铁三水铝土矿研究利用工艺均未见工业化应用和实施。所以，目前这种含有铁、铝、硅等有价金属的复合资源的高铁铝土矿仍然未能得到有效开发利用。

近年来，我国的铁矿石和铝土矿进口量的增加。如何有效开发利用高铁三水铝土矿资源，缓解我国铁矿资源和铝矿资源的日益短缺状况，已成为一个重要的课题。因此，开发一种新的高铁三水铝土矿综合方法对于我国钢铁工业和铝工业都具有重要的战略意义。

发明内容