高鐵鋁土礦鋁鐵分離技術(shù)研究.pdf

1、鐵和鋁是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原材料，然而我國(guó)鐵礦石和鋁土礦石資源相對(duì)貧瘠，人均占有量不足，后備資源不足，隨著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)資源對(duì)外依存度不斷增加。高鐵鋁土礦在我國(guó)廣西、福建、山西等地廣泛分布，儲(chǔ)量可觀。因此，開發(fā)利用高鐵鋁土礦對(duì)推動(dòng)我國(guó)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展有著極大的意義。
　　針對(duì)普通高鐵鋁土礦，通常采用磁選、浮選或磁浮聯(lián)合流程分離鋁鐵;對(duì)于一些復(fù)雜的高鐵鋁土礦，需要通過(guò)磁化焙燒處理，以提高鐵礦物的可選性，促進(jìn)鋁鐵分離;

2、而對(duì)于某些嵌布關(guān)系非常復(fù)雜的高鐵鋁土礦，常規(guī)分選法難以實(shí)現(xiàn)較好的分離，因此需要進(jìn)行還原燒結(jié)處理，使得鋁鐵選擇性富集到相應(yīng)形式，從而實(shí)現(xiàn)鋁鐵分離。本課題系統(tǒng)的研究了在氧化鈣添加劑、煤粉還原劑作用下高鐵鋁土礦高溫還原燒結(jié)鋁鐵引導(dǎo)性分離機(jī)制，并對(duì)其相應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行分析研究。
　　本文以四川某地高鐵鋁土礦為原料，運(yùn)用化學(xué)分析、光學(xué)顯微鏡、X射線衍射(XRD)等檢測(cè)手段進(jìn)行了系統(tǒng)分析。分析結(jié)果表明礦石中含TFe22.56％，含Al2O336.

3、26％;主要有用礦物為三水鋁石、赤鐵礦和褐鐵礦，嵌布粒度較細(xì);鋁土礦主要以隱晶狀、細(xì)小鱗片狀產(chǎn)出，赤鐵礦主要以他形粒狀、不規(guī)則狀、蜂窩狀和膠狀產(chǎn)出，褐鐵礦以膠狀、皮殼狀土狀產(chǎn)出;赤鐵礦在三水鋁石集合體邊部以皮膜狀緊密包裹在其周圍，而三水鋁石分布在赤鐵礦的蜂窩狀和膠狀的空隙中，鋁鐵嵌布關(guān)系非常緊密。
　　分析了氧化鈣添加量對(duì)還原燒結(jié)物料的金屬化率、磁選效果、Al2O3浸出效果的影響，以磁選鐵產(chǎn)品中Al2O3含量、富鋁渣中TFe含量為

4、評(píng)價(jià)指標(biāo)考察鋁鐵分離效果。結(jié)果表明，氧化鈣添加量為70％時(shí)，鋁鐵分離效果較好。研究了不同氧化鈣用量下的還原燒結(jié)產(chǎn)品的物相組成和微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合可能發(fā)生的熱力學(xué)反應(yīng)分析可知CaO促進(jìn)了鐵礦物的還原，同時(shí)CaO與Al2O3和SiO2結(jié)合生成12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2等物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了鋁鐵分離。
　　考察還原燒結(jié)溫度、時(shí)間、配碳系數(shù)以及原礦粒度等對(duì)還原燒結(jié)物料的金屬化率、磁選效果、Al2O3浸出效果的影響，以磁選鐵產(chǎn)品中

5、Al2O3含量、富鋁渣中TFe含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)考察各還原燒結(jié)制度對(duì)鋁鐵分離效果的影響，確定了最優(yōu)的還原燒結(jié)條件，還原溫度為1350℃，時(shí)間為20min，配碳系數(shù)為2，原礦粒度為-0.18mm。分選時(shí)磨礦細(xì)度為-0.074mm91％，磁場(chǎng)強(qiáng)度為60kA/m，可得到磁選鐵產(chǎn)品TFe含量89.83％，回收率84.08％的最優(yōu)磁選效果。
　　高鐵鋁土礦還原燒結(jié)實(shí)際上是失水后礦石中的鐵氧化物還原和鋁氧化物鈣鹽化的綜合過(guò)程。在不同還原溫度、還原

6、氣氛下鐵氧化物進(jìn)行著不同程度的直接還原反應(yīng)和間接還原反應(yīng)，從而最終還原成金屬鐵。鋁氧化物鈣鹽化過(guò)程實(shí)際上是添加劑CaO與礦石中的Al2O3、SiO2的固相反應(yīng)，控制溫度、配鈣量可以使得這些化合物結(jié)合生成目的物料12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2。
　　在高鐵鋁土礦還原燒結(jié)過(guò)程中，各反應(yīng)在不同階段不同程度的進(jìn)行。在950℃時(shí)，鐵氧化物開始發(fā)生還原，低價(jià)的鐵氧化物開始轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4，同時(shí)鋁氧化物的鈣鹽化也開始緩慢進(jìn)行。隨著