PDF《钠化还原法处理高铝褐铁矿新工艺》

第20 卷第

3 期 中国有色金属学报

2010 年3月Vol.

20 No.3 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Mar.

2010 文章编号:1004-0609(2010)03-0565-07 钠化还原法处理高铝褐铁矿新工艺 姜涛,刘牡丹,李光辉,孙娜,曾精华,邱冠周 (中南大学 资源加工与生物工程学院,长沙 410083) 摘要:开发一种处理高铝褐铁矿的新工艺.采用钠化还原?磁选法对一种铁品位为 48.92%(质量分数)、Al2O3 含量为 8.16%(质量分数)的高铝褐铁矿进行铝铁分离研究.结果表明:当硫酸钠添加量为 12%(质量分数),还原 焙烧温度为

1 050 ℃,焙烧时间为

60 min 时,焙烧产物磨至粒度小于 0.074 mm 的占 98%;

在磁场强度为 0.675 T 的条件下, 可获得铁品位 91.00%, Al2O3 含量 1.36%的金属铁粉, 铁的回收率为 91.58%, 铝的脱除率为 90.47%. XRD 研究结果表明,在钠盐焙烧过程中,铁氧化物被还原成金属铁,大部分铝、硅矿物与硫酸钠反应生成非 磁性物质铝硅酸钠,经磁选后进入非磁性物,从而实现铝铁的高效分离. 关键词:褐铁矿;

钠盐;

铝;

还原焙烧;

磁选 中图分类号:TD982 文献标识码:A Novel process for treatment of high-aluminum limonite ore by reduction roasting with addition of sodium salts JIANG Tao, LIU Mu-dan, LI Guang-hui, SUN Na, ZENG Jing-hua, QIU Guan-zhou (School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: A novel process was developed to treat the high-aluminum limonite ores. Al-Fe separation from a high-aluminum limonite ore with total iron grade of 48.92% and Al2O3 content of 8.16% (mass fraction) was studied by reduction roasting with addition of sodium salt followed by magnetic-separation. The results show that metallic iron powder with total iron grade of 91.00% and Al2O3 content of 1.36% is obtained when the sodium sulfate dosage is 12% (mass fraction), the roasting temperature is

1 050 and time ℃ is

60 min, and the grinding fineness is 98% ores less than 0.074 mm and the magnetic field intensity is

675 mT, then the iron recovery is 91.58%, and the removal of Al2O3 is 90.35%. The XRD results indicate that the iron oxides are transformed into metallic iron, most of the aluminiferous mineral and silicic mineral reacts with the sodium sulfate during the reduction roasting and forms sodium aluminosilicates, which enter into the nonmagnetic materials during the magnetic separation, then Al-Fe separation is realized. Key words: limonite ores;

sodium salt;

aluminum;

reduction roasting;

magnetic separation 在我国安徽、广西、贵州等地以及毗邻的东南亚 国家储有丰富的含铝褐铁矿.由于褐铁矿磁性弱,可 浮性差,矿石中铁矿物与铝矿物嵌布紧密,在磨矿过 程中极易泥化, 而且存在大量Al3+ 取代Fe3+ 形成类质同 像的结构,导致单体解离度低,难以选别,是一种典 型的难选铁矿石资源[1?2] .Al2O3是高熔点酸性脉石, 当高炉炉渣中Al2O3含量超过15%,将引起炉渣熔点升 高、粘度增大,使得渣铁分离困难,高炉利用系数降 低[3] . 因此, 高炉一般要求入炉原料Al2O3含量小于2%, 这就要求铁矿石Al2O3含量在2%~3%左右[4] . 由于高铝 基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50725416) 收稿日期:2009-03-09;

修订日期:2009-08-25 通信作者:姜涛,教授,博士;

电话:0731-88877656;

E-mail: [email protected] 中国有色金属学报

2010 年3月566 褐铁矿石Al2O3含量高(>

8%),而且铝铁分离困难,至 今尚未得到利用, 基本属于呆滞矿产资源. 另一方面, 我国进口铁矿中高铝矿石越来越多, 如澳大利亚粉矿、 印度粉矿、智利Romeral粉矿等[4?5] 虽然铁品位高,但 由于矿石中Al2O3含量偏高使得其应用受到限制. 余永 富等[6?7] 提出以铁、铝和硅3种元素的含量来评价铁矿 粉的质量,把降低铝、硅含量与提高铁品位放到同等 重要的位置上来考虑.可见,开发高效的铝铁分离技 术,实现这类高铝铁矿的综合利用,对缓解我国铁矿 资源严重短缺的压力具有重要的现实意义. 目前,国内外针对铝铁分离的研究主要有选矿法 和冶炼法,其中选矿法主要包括物理选矿法和化学选 矿法.含铝铁矿石的物理选矿研究较多,也取得了一 定的进展,主要工艺有磁化焙烧、强磁选、重选、浮 选及其联合工艺等[8?10] .但是物理法只适用于结构简 单的矿石,对于铝铁嵌布关系复杂的矿石铝铁分离效 率低.含铝铁矿石的化学选矿以盐酸浸出法及氯化焙 烧法研究最多,对于铝铁嵌布关系复杂的矿石铝铁分 离效果较好[11] .本文作者[12] 曾采用强磁选和磁化焙烧 工艺对高铝褐铁矿进行铝铁分离研究,结果表明矿石 中以类质同像形式与铁矿物共存的铝无法采用常规方 法从铁矿物中分离;