[发明专利]一种处理高铁铝土矿的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及气基直接还原生产金属铁领域，尤其涉及一种处理高铁铝土矿的系统和方法。

背景技术

铝土矿是目前生产氧化铝中最主要的原料，90％以上的氧化铝是用铝土矿作为原料进行生产的。世界范围上来说铝土矿资源非常丰富，据美国矿务局统计，世界铝土矿储量为268亿吨，铝土矿资源分布广泛但又相对集中，各大洲都有分布，但主要分布于几内亚、巴西、印度、澳大利亚及中国。国外铝土矿多数为三水铝石型，铝硅比高的优质铝土矿。

我国是一个铝土矿资源相对贫瘠的国家，铝土矿人均储量仅相当于世界人均水平的7.3％，而且我国铝土矿主要属于高硅、高铁、难溶型铝土矿，优质铝土矿储量较少，优质铝土矿资源短缺是我国氧化铝工业面临的主要挑战之一，据国家发改委预测，到2020年我国铝土矿供储量的保障程度只有27.1％。当前我国是世界金属铝产量和消费第一大国。近几年来，我国氧化铝产能扩张迅猛，据统计2015年我国氧化铝产量高达2500万t，但绝大多数的铝土矿资源依赖进口，随着铝土矿需求缺口越来越大，国内的铝土矿供应量越来越难以保证；因此不得不重视低质的高铁铝土矿资源。高铁型铝土矿直接进行进入拜耳法工艺时会产生大量的赤泥，导致单机产率降低、能耗过大、污染环境等弊端，如何在拜耳法工艺前将高铁铝土矿中的铁含量降低成为利用高铁铝土矿亟待解决的问题。

发明内容

面临上述技术问题，本发明旨在提供一种采用流化床处理高铁铝土矿的系统和方法使铝铁分离，通过该系统和方法得到的富铝渣可作为生产氧化铝的原料，金属铁粉可作为炼钢原料，最终到达减少金属铁的有害成分，减小能耗和生产成本，简化工艺的目的。

为实现上述目的，本发明提出了一种处理高铁铝土矿的系统，所述系统包括预处理单元、还原单元和细磨分离单元，其中，

所述预处理单元包括高铁铝土矿原矿入口、预热后的高铁铝土矿粉出口；

所述还原单元包括流化床，所述流化床包括预热后的高铁铝土矿粉入口、还原气体入口、金属化的高铁铝土矿出口，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口相连；

所述细磨分离单元包括金属化的高铁铝土矿入口、金属铁粉出口以及富铝渣出口，所述金属化的高铁铝土矿入口和所述金属化的高铁铝土矿出口相连。

具体地，所述预处理单元包括破碎干燥装置和预热装置顺序相连，其中，

所述破碎干燥装置用于所述高铁铝土矿原矿的破碎、干燥和再细磨得到高铁铝土矿粉，所述破碎干燥装置设置有所述高铁铝土矿原矿入口；

所述预热装置设置有所述燃气入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口，燃气进入所述预热装置用于所述高铁铝土矿粉的预热处理。

进一步地，所述破碎干燥装置包括破碎机、干燥设备和细磨设备顺序相连。

进一步地，所述细磨分离单元包括细磨装置和物理分离装置顺序相连。

进一步地，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口通过下料管连接。

进一步地，所述还原气体入口设置在所述流化床的下部。

本发明还提供一种处理高铁铝土矿的方法，包括步骤，

A预处理：在所述预处理单元，将高铁铝土矿原矿进行破碎、干燥、再细磨、预热，得到预热后的高铁铝土矿粉；

B气基还原：在所述流化床，将所述预热后的高铁铝土矿粉进行气基还原得到金属化的高铁铝土矿；

C细磨分离：在所述细磨分离单元，对所述金属化的高铁铝土矿进行细磨和物理分离得到金属铁粉和富铝渣。

进一步地，在步骤A中，将所述高铁铝土矿原矿破碎到3mm以下。

优选地，在步骤A中，干燥后的水分控制在2％以下。

优选地，在步骤A中，通过再细磨将小于100目的粉料控制在占全部原料的90％以上。

进一步地，在步骤A中，将高铁铝土矿粉预热至700～950℃。

进一步地，在步骤B中，将还原反应温度控制在700～1050℃，反应时间30～100min。

优选地，将用于还原的还原气体的CO+H₂体积比控制在≥70％。

进一步地，还原反应前，将还原气体预热至700～950℃。

进一步地，在步骤C中，将所述金属化的高铁铝土矿细磨至小于100目。

优选地，在步骤C中，所述物理分离的方法包括磁选、浮选、重选。

采用本发明所述的技术方案有如下优点：