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3969/j.issn.1007-7545.2019.02.007 淀粉水热法分离高铁铝土矿中铝铁矿物的研究 贺永飞,王一雍,万兴元 (辽宁科技大学 材料与冶金学院,辽宁 鞍山 114051) 摘要:以淀粉为还原剂,通过其碱性降解产物在高压水热还原方法下分离高铁铝土矿中铝铁矿物.试验表明,在温度280 ℃、NaOH浓度180 g/L时,铝、铁溶出还原率最高,分别为88.2%、92.3%%,产物平均粒径2.6 μm左右.在保证铝彻底溶出的条件下,温度是控制氧化铁还原的主要控制环节,苛性钠浓度的影响不大. 关键词:高铁铝土矿;

赤铁矿;

淀粉;

溶出;

还原 中图分类号:TF821 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2019)02-0000-00 Separation of Aluminum and Iron Minerals in High-iron Bauxite by Starch Hydrothermal Method HE Yong-fei, WANG Yi-yong, WAN Xing-yuan (School of Materials and Metallurgy, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, Liaoning, China) Abstract:Aluminum-iron minerals in high-iron bauxite were separated by high-pressure hydrothermal reduction applying degradation products of starch in alkalinity system as reductant. The results show that aluminum dissolution rate and iron reduction rate is as high as 88.2% and 92.3% respectively under the conditions of temperature of

280 ℃ and NaOH concentration of

180 g/L. Average particle size of product is about 2.6 μm. Under the condition of ensuring complete dissolution of aluminum, temperature is the main factor to control reduction of iron oxide, while NaOH concentration has little effect. Key words:high-iron bauxite;

hematite;

starch;

dissolution;

reduction 开发利用高铁铝土矿等非传统铝土矿资源[1]可以解决我国优质铝土矿资源储量不足的问题.高铁铝土矿占我国铝土矿资源总量的30%[1],矿石中不仅含有丰富的铝、铁资源,还含有钪、钛、稀土等稀有金属[2].传统拜耳法无法经济、高效利用其中的铁,也不利于稀有金属在赤泥中富集与回收[3-4].李军旗等[5-6]通过强磁选工艺回收磁铁精矿,并获得溶出性能优良的铝土矿.但高铁铝土矿中的铁主要为弱磁性铁氧化物,铁铝矿物共生关系复杂,导致磁选效率不高.李在元等[7-8]分别利用天然气和焦炭磁化焙烧高铁铝土矿,再经磁选可获得高品位的铁精矿和铝精矿.张颖异等[9]采用直接还原―熔分工艺制得粒铁和C12A7渣,并对C12A7渣进行氧化铝浸出,渣铁分离效果良好.胡文韬等[10]以Na2CO3为添加剂、煤为还原剂,一次加热、同步回收铝铁,将氧化铝转化为水溶性铝盐进行碳酸化分解回收,铁氧化物还原为铁粉磁选分离.辛海霞等[11]采用硫酸铵焙烧法提取高铁铝土矿中的有价组元.李小斌等[12-14]先将高铁铝土矿经拜耳法处理,得到铝酸钠溶液和拜耳法赤泥,再通过还原焙烧和磁选从赤泥中分离出铁氧化物.李光辉等[15]添加钠盐还原焙烧赤泥,并从还原焙烧赤泥中磁选出铁氧化物,再利用硫酸浸出氧化铝,钛元素富集在渣中.还原焙烧工艺可将弱磁性铁氧化物还原为强磁性四氧化三铁和金属铁,提高磁选效率,但还原焙烧过程的高能耗、高污染制约了其在工业上的应用.DEBADATTA等[16]利用硫酸浸出法从拜耳法赤泥中回收铁并富集稀有金属元素.张廷安课题组[17-18]利用低温酸浸除铁―高温酸浸提铝的工艺流程,综合回收高铁铝土矿中的铁和铝,但废酸回收仍是难以解决的问题.因此,传统的 先铁后铝 及 先铝后铁 思路均无法实现产业化.基于此,本文采用生物质高压水热还原分离高铁矿中的铝铁矿物,在溶出铝土矿的同时,使铁氧化物水热还原并转化为解离度高的磁铁矿颗粒,再经磁选回收,富集在渣中的稀有金属可以采用酸浸―萃取工艺进行提取回收[3].