一种高铁铝土矿的综合利用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属冶金及钢铁冶金技术领域，尤其涉及从铁铝共生矿中生产铁和铝的一种综合利用方法。该方法能有效处理铁品位在15%-30%、铝品位在30%_65%的铝土矿石。
【背景技术】
[0002]我国铝土矿资源丰富，但高品位的三水铝石型铝土矿较少，多为一水硬铝石型铝土矿和共生铝土矿。但随着我国的发展，铝的需求量成倍增加，促进了铝产业链的发展。经过多年的开采，单纯的铝土矿资源越来越少，导致我国许多氧化铝企业为了延续生产不得不高价从国外进口铝土矿。面对铝工业如此快的增长速度，而我国铝土矿资源又短缺明显，资源与需求之间的矛盾已经摆在了我们面前。
[0003]高铁铝土矿实际上是指全铁含量在25%以上，同时含有赤铁矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等含铁矿物，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石等含铝矿物矿石的统称。在我国的分布比较集中，主要分布于山西、河南、贵州和广西等省。我国高铁铝土矿储量很大，但目前处理此类铝土矿的方法多为碱法，只能单一回收矿石中铝，矿石中其他有价成分成为废渣，且铝的回收率低。因此，采用先进的氧化铝生产技术，开发新的铝土矿资源，扩大铝矿石的可用资源范围是我国氧化铝工业实现可持续发展的有效途径之一。
[0004]中国发明专利申请号为201310701746.0的发明公开了一种铝土矿选矿的方法，该方法包括对矿石进行磨矿、浮选脱硫过程，其特征在于:其处理过程是将矿石进行磨矿、沉淀过滤、铝土矿溶出和浮选脱硫；所述的矿石进行磨矿并同步进行水洗。其存在的不足是:选矿效果不理想。流程复杂，所需大型设备多，耗资巨大。
[0005]中国发明专利申请号为201210599324.2的发明公开了一种综合处理铝土矿的方法，其特征在于，在使用循环螯合物溶液的条件下磨碎铝土矿，加热所获得的悬浮液萃取铁形成铁螯合物和少量的铝螯合物，萃取铁之后将悬浮液分离成去除了菱铁矿的高品位铝土矿并且可根据已知方法将其处理成矾土的固相以及可通过两次改变溶液的pH值使其分解的液相，使用循环碳酸氢钠中和至pH值为7-8，再次萃取铝沉淀出片钠铝石沉淀物，将其从溶液中分离出来，在溶液的pH值大于12的条件下再次萃取铁沉淀出氢氧化铁，将其分离出来作为商品级精铁矿，蒸发浓缩表示螯合物母液的液相，使其冷却下来，在压力下使用气态二氧化碳使其碳酸化，结晶析出碳酸氢钠，然后从螯合物溶液中将其分离出来，所述螯合物溶液和碳酸氢钠均为循环产物。其存在的不足是:反应所需条件苛刻，无法真正应用于实际生产。且生产工序繁琐，在实际生产过程铝在各工序中损失较大。
【发明内容】
[0006]本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种适用范围广、高效、环保的高铁铝土矿的综合利用方法。
[0007]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0008]本发明包括以下步骤:
步骤一:高铁铝土矿石，其中铝的含量为30%-55%、铁的含量在15%-30%，经烘干、破碎、细磨至60目。
[0009]步骤二:经步骤一处理后的高铁铝土矿石粉中，加入20%_30%的石灰，用氧化铝生产过程中的循环母液(苛碱浓度在200g/l-260g/l)在260°C -300°C的条件下溶出，溶出时间为 60min_120min。
[0010]步骤三:溶出矿浆经过稀释，在槽内常压脱硅，脱硅时间4-8小时，之后泵送入分离沉降槽进行沉降分离，得到溶出液和赤泥。
[0011]步骤四:向溶出液中添加氢氧化铝晶种，得到氢氧化铝和循环母液，循环母液可用于步骤二的溶出过程；氢氧化铝在回转窑中经1000°c左右的高温焙烧，脱除水分，转变结晶，成为氧化铝。
[0012]步骤五:将赤泥晾干后送入配料仓，与煤和铁粉混合，赤泥:煤:铁粉=9:10:5，在回转窑中用高温煤气(温度为900-1050°C)进行预还原，然后在电炉中添加煤粉和石灰进行熔分还原，得到铁水、尾气和炉渣，尾气经处理后可用作预还原煤气，也可用在氢氧化铝焙烧工序中。
[0013]步骤六:将电炉炉渣经磁选、筛分、细磨后，制成泥坯在窑内烧成砖体；将制成的烧结砖体放入硅酸钠溶液与硫酸钡的混合液中；在200°C烘干机内烘干15min，得到的砖体表面会覆盖一层硫酸钡保护膜，屏蔽其放射性；硅酸钠溶液俗称水玻璃，将硫酸钡制成粒度为200-400的粉状，按重量计，将10-30份硫酸钡与70-90份硅酸钠溶液充分混合后得到混合液；炉密可直接制备烧结砖，也可加入建筑废料后再制备烧结砖。
[0014]与现有技术相比本发明的有益效果。
[0015](1)适用范围广:采用本发明的高铁铝土矿的综合利用方法能够最大限度地利用铁铝共生矿中的有效资源。可以用于处理我国现有的大多数高铁铝土矿。
[0016](2)高效:通过添加过量石灰降低赤泥含碱量，改善赤泥沉降性能。高温溶出有利于缩短反应时间提高溶出率。
[0017](3)环保:分离得到的低碱赤泥完全适用于还原制铁，且循环母液和煤气可在整个工序中循环利用，最后电炉所产出的炉渣可制成砖。整个工艺流程可以做到无尾气、无废渣。
【附图说明】
[0018]图1是本发明高铁铝土矿的生产流程图。
[0019]图2是利用的烧结砖的制备流程图。
【具体实施方式】
[0020]选取三种不同品位的高铁铝土矿，分别用本发明方法处理。
[0021]实施例1:用本发明方法对广西某高铁铝土矿进行试验，该矿物中A1203含量为63.55%, Si02 含量为 12.88%，铝硅比为 4.93，Fe203 含量为 15.83%。
[0022]步骤一:将上述高铁铝土矿石，经烘干、破碎、细磨至60目。
[0023]步骤二:经步骤一处理后的高铁铝土矿石粉中，在矿石中加入20%的CaO，用工业循环母液在260°C温度下溶出，溶出时间为90min，得到A1203溶出率为87.86%，赤泥含碱量为 0.98%ο
[0024]步骤三:溶出矿浆经过稀释，在槽内常压脱硅，脱硅时间4小时，之后泵送入分离沉降槽进行沉降分离，得到溶出液和赤泥。
[0025]步骤四:向溶出液中添加氢氧化铝晶种，得到氢氧化铝和循环母液，循环母液可用于步骤二的溶出过程；氢氧化铝在回转窑中经1000°c左右的高温焙烧，脱除水分，转变结晶，成为氧化铝。
[0026]步骤五:将赤泥晾干后送入配料仓，与煤和铁粉混合，赤泥:煤:铁粉=9:10:5，在回转窑中用高温煤气(温度为1050°C)进行预还原，然后在电炉中添加煤粉和石灰进行熔分还原，得到铁水、尾气和炉渣，尾气经处理后可用作预还原煤气，也可用在氢氧化铝焙烧工序中。
[0027]步骤六:将电炉炉渣经磁选、筛分、细磨后，制成泥坯在窑内烧成砖体；将制成的烧结砖体放入硅酸钠溶液与硫酸钡的混合液中；在200°C烘干机内烘干15min，得到的砖体表面会覆盖一层硫酸钡保护膜，屏蔽其放射性；硅酸钠溶液俗称水玻璃，将硫酸钡制成粒度为200的粉状，按重量计，将15份硫酸钡与80份硅酸钠溶液充分混合后得到混合液，使砖体在混合液中浸泡后烘干，得到成品砖。
[0028]实施例2:用本发明方法对贵州某高铁铝土矿进行试验，该矿物中A1203含量为50.33%, Si02 含量为 7.96%，铝硅比为 6.32，Fe203 含量为 25.77%。
[0029]步骤一:将上述高铁铝土矿石，经烘干、破碎、细磨至60目。
[0030]步骤二:经步骤一处理后的高铁铝土矿石粉中，在矿石中加入25%的CaO，用工业循环母液在280°C温度下溶出，溶出时间为60min，得到A1203溶出率为84.35%，赤泥含碱量为 0.73%。
[0031]步骤三:溶出矿浆经过稀释，在槽内常压脱硅，脱硅时间8小时，之后泵送入分离沉降槽进行沉降分离，得到溶出液和赤泥。
[0032]步骤四:向溶出液中添加氢氧化铝晶种，得到氢氧化铝和循环母液，循环母液可用于步骤二的溶出过程；氢氧化铝在回转窑中经1000°c左右的高温焙烧，脱除水分，转变结晶，成为氧化铝。
[0033]步骤五:将赤泥晾干后送入配料仓，与煤和铁粉混合，赤泥:煤:铁粉=9:10:5，在回转窑中用高温煤气(温度为900°C)进行预还原，然后在电炉中添加煤粉和石灰进行熔分还原，得到铁水、尾气和炉渣，尾气经处理后可用作预还原煤气，也可用在氢氧化铝焙烧工序中。
[0034]步骤六:在电炉炉渣中配入60份建筑垃圾以及0.05份氟化盐混合搅拌后，通过制砖机制成砖坯，再烧制得到砖体；将硫酸钡制成粒度为300的粉状，按重量计，将25份硫酸钡与70份硅酸钠溶液充分混合后得到混合液；使砖体在混合液中浸泡后烘干，得到成品砖。
[0035]实施例3:用本