专利名称：一种复杂难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，涉及一种基于煤氧熔融还原法冶炼铝铁共生矿完成高温熔融渣铁分离的冶炼工艺方法。
背景技术：
我国铁矿资源丰富，总储量居世界前列，但同时也表现出以下特点(1)矿石品位偏低，铁矿资源中绝大多数是含铁量比较少的贫矿；( 多金属共生矿占有一定比例，在以铁为主的矿石中往往伴生有回收价值的共生元素，如钒钛磁铁矿、稀土共生矿、铝铁共生铁矿等；C3)矿石中各有价元素难于分选，尤其是多金属共生矿，很难找到有效方式实现各个元素的有效分离并提取。其中，在我国广西、广东、安徽以及毗邻的印度、印度尼西亚等东南亚国家储有大量的嵌布复杂难处理的铝铁共生矿石，是一种重要的铁矿和铝土矿资源。这是因为随着品位高、易分选的铁矿石资源的日益减少，资源逐渐趋于贫化，铁矿和铝土矿价格连年持续高涨，迫切需要依靠技术进步最大限度地开发利用这些低品位复杂难选的铝铁共生矿资源，以此缓解国内外铁、铝矿资源短缺和铁矿石、铝土矿价格猛涨的压力，为我国自然资源的综合利用做出相应贡献，因此本发明具有重要的现实意义。铝铁共生矿石中的铝主要以微细粒嵌布或以类质同象形式存在于铁矿物中，正是这种铝铁矿物嵌布致密的特点，导致无法通过选矿的方式有效实现铝与铁的单体解离，使得铝铁复合共生矿一直是典型的难处理矿石，未能得到很好的开发利用。如何利用国内外储积的大量铝铁共生矿资源，开发出高效的铝铁分离技术，实现铝铁共生矿资源的综合利用，即是黑色金属冶炼，也是有色金属提取面临的重要技术和工艺挑战之一。铝铁共生矿内铁的品位相对较低的，一般含!^e2O3在35 48%范围内，从钢铁冶金角度不具有经济提取的价值；同时铝铁共生矿又富含大量具有较高经济价值的铝、钛、钒、镓等元素，其中，一般含Al2O3在20 40%范围内，从有色冶金角度，在高效提取铝金属时，又需要完成熟料焙烧和铝铁的分离等工序，那么如何将铁的提取和铝的提取结合起来，构建在技术和经济上可行的工艺，将是综合利用铝铁共生矿的关键问题。现阶段国内外研究铝铁共生矿的铝铁分离方法，主要分为三种途径(1)先选别，后冶炼，即通过选矿的方法将矿石分离成为高品位的铝精矿和铁精矿，然后通过采用各自相应的工艺，从各自的精矿中提取铝和铁。这种途径包括应用水力旋流分级、分散-絮凝、摇床、跳汰的重力分选的选矿法，应用磁选、磁选-浮选联合工艺，应用化学焙烧-浸出工艺等，这种方法适用于处理结构简单的含铝铁矿石，对于铝铁嵌布关系复杂，解离性能较差的矿石作用不明显，其问题在于无论采用重选、磁选、浮选在内的物理选矿流程，还是采用添加化学试剂浸出的化学选矿流程对其进行提铁降铝，都因为这类矿石内铝和铁的粒度都很细，矿石内部铝铁赋存关系复杂，一方面造成此方法铁的回收率难以保证，另一方面铁精矿内Al2O3的含量仍然较高，难以满足炼铁工业生产要求；(2)先铝后铁，即拜耳法溶出铝/赤泥回收铁工艺，该工艺对于回收赤泥中的铁已有一些研究成果，这些成果对于铝铁共生矿石的铁铝分离具有借鉴指导意义，对于从高铁赤泥中提铁的方法，据国内外的相关报道来看，主要可以包括还原烧结法、直接还原法、磁化焙烧法和熔炼法，但该工艺要求矿石中有效氧化铝与活性氧化硅比要高，同时赤泥回收铁的现行工艺在技术和经济效益上均难以保证；(3)先铁后铝，即高炉或者电炉冶炼铁/炉渣浸出提铝工艺，该工艺可有效实现铁铝分离，该工艺一般采用直接将铝铁共生矿用于高炉炼铁，或与高品位低脉石含量铁矿石进行配矿经高炉冶炼；但主要问题在于若采用Al2O3含量较高的铝铁共生矿直接用于高炉冶炼，因其球团或烧结矿中Al2O3的含量较普通球团或烧结矿大幅提高，会导致炉渣粘度和熔点都升高，炉渣流动性变差从而影响高炉顺行，脱硫能力急剧下降，焦比显著升高，高炉操作困难、炉况显著恶化，虽然国内外不少研究者进行了一些有益的探索，通过改善入炉原料质量、强化冶炼操作制度及与高品位铁矿搭配使用来抑制Al2O3含量过高对烧结、炼铁带来的负面影响，但效果并不理想，生产成本大幅度提高，在工业应用上存在很大局限性，不能从根本上解决铝铁共生矿入高炉冶炼难行的问题。综上所述，虽然国内外学者对铝铁共生矿的铝铁分离进行了广泛研究，但对于嵌布关系复杂的铝铁共生矿，目前仍旧缺少经济有效的分离方法。事实上，要解决这一问题必须从冶金工艺整体上重新考虑，合理的方案是既在技术上保证铁铝的高效解离提取，又在效益上经济可行。因此，为综合利用这类储量丰富的铝铁共生矿资源，开发高效经济的铁铝分离新技术和工艺，提高铝铁共生矿的利用率，特提出本发明。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种采用气基预还原-高温终还原熔分-制备铝酸钙渣-提取氧化铝工艺，从而从根本上解决了嵌布关系复杂的铝铁共生矿石内铁、铝难以有效分离的难题，实现大量难选、呆滞的铝铁共生矿所含铁、铝有价元素的彻底分离。本发明提供了一种嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，所述方法包括以下步骤将铝铁共生矿装入预还原炉中，然后向预还原炉内通入一氧化碳和/或氢气以部分还原铝铁共生矿，而后将已经被部分还原的铝铁共生矿放入终还原熔分炉内，通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同形成上下两个液相分别出铁和排渣，以完成熔融分离。根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述部分还原铝铁共生矿的步骤可以包括将铝铁共生矿从预还原炉的上部直接加入，同时在预还原炉下部通入还原煤气，还原煤气温度范围为750°C 950°C，还原势范围为0. 6 1. 0，以制得金属化率在40% -90%范围内的金属化铝铁共生球团矿。根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述终还原步骤可以包括将金属化铝铁共生球团矿经预还原炉的下料管送入到终还原熔分炉内，同时按总燃料重量比的20% 40%的比例加入块煤，并依据矿石中氧化铝和二氧化硅的含量适度加入石灰石熔剂，以保持熔渣中碱度在CaO/SiA = 1. 2士0. 3、Ca0/Al203 = 1. 2士0. 2范围内；并通过煤氧喷吹系统向终还原熔分炉内喷入纯度大于90%的氧气和煤粉，煤比按总燃料比的60% 80%比例喷入，燃料比为750士200kg/tHM，同时在反应器上部喷入氧气，通过调整喷入终还原熔分炉内上下两部分氧的比例和煤气的二次燃烧率控制炉内煤气温度和煤气的氧化度，二次燃烧率控制在5% 45%范围内，相应的炉内熔渣温度在1650士 150°C。
根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述铝铁共生矿的全铁品位按重量比计可以在25%以上。根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述预还原炉可以包括流化床、竖炉、转底炉或者回转窑，所述终还原熔分炉可以是氧煤熔融还原炉。根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述方法还可包括向排出的熔渣中加入石灰以生成铝酸钙渣矿相的步骤。优选地，所述向排出的熔渣中加入石灰以生成铝酸钙渣矿相的步骤可以为将终还原熔分炉内的高温含氧化铝熔渣排入到炉渣矿相调整装置内，并向其中添加石灰，配入石灰的量必须保证熔渣中碱度在Ca0/Si02 = 2. 0士0. 1, CaOAl2O3 = 1. 4士0. 2范围内，以使生成物矿相的按重量比计90%以上为铝酸钙炉渣。根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述方法还可包括对所述终还原步骤产生的高温煤气进行富氢改质的步骤。优选地，所述富氢改质步骤可包括将高温煤气首先经热旋风除尘器除尘，粉尘通过氧煤喷吹系统重新喷入终还原熔分炉，经热旋风除尘器净化后的高温煤气进入高温煤气富氢改质炉，并向高温煤气富氢改质炉兑入相近成分冷煤气或兑入天然气，以实现改质或利用高温煤气物理热与炽热碳床进行化学反应，将氧化性气体 CO2和H2O转变为还原性气体CO和H2，提高煤气的还原势化学能并使其富氢。根据本发明的铁铝熔融分离方法，其中，所述方法还可包括通过二氧化碳分离捕集设备对二氧化碳进行分离及利用的尾气处理回收步骤。与现有技术相比，本发明的优势和/或特点主要包括以下方面(1)本发明可使嵌布复杂难选的铝铁共生矿石中最主要的两种元素铁和铝得到彻底分离，实现复杂难选铝铁共生矿的综合利用；工艺过程可直接生产高质量铁水，铁的回收率在95%以上，后续可以采用传统钢铁冶金流程获得钢铁产品；另外工艺过程在炼铁同时，完成构建提氧化铝的矿物条件，为进一步提取氧化铝提供矿相基础；(2)采用熔融还原工艺替代高炉炼铁，将焦化、烧结和高炉冶炼三个工序缩短为熔融还原工序，简化生产流程，提高生产效率；而且整个工艺对焦炭的依赖将被解除，以煤代焦直接生产铁水，有效利用能源，可减轻钢铁工业对焦煤资源的依赖，将显著降低炼铁生产的冶炼成本；(3)由于本工艺采用纯氧技术，尾气中不含氮气和NOx，更有利于(X)2的分离、捕捉和储积，本工艺可以实现显著减少有害NOx和温室气体CO2的排放，且浸出Al2O3后的弃渣主要成份是2Ca0 · SiO2和CaCO3，可用于生产水泥，实现无废弃物排出，有利于环境保护。本发明可以使我国储藏丰富的铝铁共生矿等特色铁矿成为可以低成本冶炼的战略资源，可以有效缓解我国钢铁行业铁矿石来源的对外依赖。而且随着焦煤供应的日趋紧张和对环保要求的日益严格，本研究的优势变得更加突出。因此，本发明实现了铝铁共生矿的彻底分离和分别提取，采用了有利于环境保护的新一代熔融还原渣铁分离技术，实现以资源和能源高效利用为中心，实现铁生产和铝生产观念和技术上的创新。
图1示出了根据本发明示例性实施例的基于预还原-终还原熔分铝铁共生矿的示例流程图。附图中1为预还原炉，2为终还原熔分炉，3为高温煤气富氢改质炉，4为热旋风分离器，5为二氧化碳分离捕集设备，6为氧煤喷吹系统，7为炉渣矿相调整装置，8为氧化铝浸出和焙烧装置，9为水泥生产设备。
具体实施例方式以下结合附图所示的各相关设备对于本发明进行详细说明。本发明的工艺所使用的还原设备主要有两个，一个是冶金还原常用的预还原炉1， 可以选择流化床、竖炉、转底炉或者回转窑；另一核心冶金设备为终还原熔分炉2，其可以为氧煤熔融还原炉，在终还原熔分炉2内进行炼铁的同时，完成嵌布复杂难选铝铁共生矿的分离。本发明的主要工艺流程是将洗泥后的铝铁共生矿粉矿或者球团装到预还原炉之中，然后向预还原炉内通入一氧化碳和氢气还原粉矿或者球团矿中的部分铁氧化物，而后将已经被气相部分还原的粉矿或者球团放入终还原熔分炉内，通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同形成上下两个液相，分别出铁和排S，实现金属铁和熔渣的彻底分离；向排出的熔渣中加入石灰，并控制石灰的加入量，使之发生化学反应，生成利于提取氧化铝的铝酸钙渣矿相，为后续最终提取氧化铝奠定矿物基础条件。实施例1图1示出了根据本发明示例性实施例的基于预还原-终还原熔分铝铁共生矿的示例流程图。如图1所示，本示例性实施例提供了一种嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，所述方法包括将铝铁共生矿的球团矿装入预还原炉1中，然后向预还原炉1内通入一氧化碳和/或氢气以部分还原铝铁共生矿的球团矿，从而形成部分氧化铁被还原的球团矿，即部分金属化的铝铁共生矿。而后将已经被部分还原的球团矿装入终还原熔分炉 2内，通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同而形成上下两个液相的现象，分别出铁和排渣，以完成对嵌布复杂、难选铝铁共生矿中的铁金属和铝金属的熔融分离和回收利用。实施例2根据本发明的一个示例性实施例，嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法包括以下步骤。1.含铁矿物预还原。将洗泥后的铝铁共生矿粉矿或球团矿从预还原炉1的上部直接加入，同时在预还原炉1下部通入还原煤气，还原煤气温度范围为750°C，还原势范围为 0.6。在预还原炉1内含铝铁共生球团矿中的含铁氧化物与还原煤气中一氧化碳或氢气进行还原反应，其中的一部分含铁矿物被还原，得到金属化率达到40 %的直接还原金属化铝铁共生球团。这里，优选地，考虑能源的充分节约，可利用预还原炉1的尾气将含铝铁共生球团矿预热到200 250°C后再装入到预还原1炉中。2.含铁矿物终还原并熔化分离。将直接还原金属化铝铁球团经预还原炉1的下料管送入到终还原熔分炉2内，同时按总燃料重量比的20%的比例加入块煤，并依据矿石中氧化铝和二氧化硅含量的多少适度加入石灰石熔剂，以此保持熔渣中碱度为CaO/SiA =0. 9、CaOAl2O3 =1.0 ；并通过煤氧喷吹系统6向终还原熔分炉2内喷入纯度大于95% 的氧气和普通高炉喷吹用的煤粉，将煤粉按总燃料重量比计80%的比例喷入，燃料比约为 550kg/tHM,同时在反应器上部喷入氧气，通过调整喷入终还原熔分炉2内上下两部分氧的比例和煤气的二次燃烧率控制炉内煤气温度和煤气的氧化度，二次燃烧率控制为约5%，相应的炉内熔渣温度约为1500°C，使得被还原的金属铁全部熔化成铁水，且熔渣全部呈现熔融状态，然后分别出铁和排渣，完成直接还原金属化铝铁球团的终还原和渣铁的彻底分离； 此时终还原熔分炉2的产品包括铁水、煤气和含氧化铝熔渣。3.熔渣回收氧化铝。将终还原熔分炉2内的高温含氧化铝熔渣排入到炉渣矿相调整装置7内，并向其中添加石灰，配入石灰的量必须保证熔渣的碱度为CaO/SiA = 1.9、 CaOAl2O3 = 1. 2，使之生成物矿相的按重量计90%为铝酸钙炉渣，经传统氧化铝浸出和焙烧装置8，进行3小时的焙烧得到氧化铝产品，其相应废弃渣主要成分是2Ca0 .SiO2和CaCO3 料，可经水泥生产设备9生产水泥产品。4.高温煤气富氢改质。本发明的终还原熔分炉2在获得铁水和含氧化铝熔渣的同时，也会产生大量高温煤气，煤气温度为1450°C，高温煤气首先进入高温煤气富氢改质炉 3，高温煤气富氢改质炉3改质煤气的方式为利用高温煤气物理热与炽热碳床进行化学反应，将氧化性气体CO2和H2O转变为还原性气体CO和H2,提高煤气还原势化学能的同时进行富氢，煤气经改质后其温度降至950°C，降温后的煤气经热旋风除尘器4除尘，粉尘可通过氧煤喷吹系统6重新喷入终还原熔分炉2，经热旋风除尘器4净化后的煤气的一部分可进入预还原炉1，为预还原炉提供还原剂和热量。5.尾气处理。预还原炉1内物料进行预还原反应后产生的尾气仅包含一氧化碳、 二氧化碳、氢气和水蒸汽，可以通过二氧化碳分离捕集设备5进行二氧化碳分离，分离后的高质量煤气和从高温煤气富氢改质炉3产生的另一部分富余煤气通过管道引出，可以供给系统外用户使用，也可部分供给后续的氧化铝浸出和焙烧装置8使用，捕集的二氧化碳一部分可以提供给其它化工用户，一部分可以储积，另一部分也可以供给本工艺的后续工序氧化铝浸出和焙烧装置8使用。实施例3本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于，预还原炉1下部通入的还原煤气温度范围为950°C，还原势范围为1. 0 ；经预热还原炉1还原的球团矿的金属化率为90% ；在终还原步骤中，由按重量比计40%的块煤和60%的煤粉组成的燃料的燃料比约为950kg/ tHM，熔渣的碱度为CaO/SiA = 1. 5,CaOAl2O3 = 1. 4，二次燃烧率控制约为45%，相应的炉内熔渣温度约为1800°C;在熔渣回收氧化铝的步骤中，熔渣的碱度为CaO/SiA = 2. UCaO/ Al2O3 = 1. 6，生生成物中含有按重量计98%的铝酸钙炉渣，焙烧时间为2小时；在高温煤气富氢改质步骤中，煤气温度为1850°C，煤气改质的方式为采用在改质炉内兑入相近成分冷煤气或兑入天然气实现改质，完成降温的同时使煤气的还原势和富氢程度显著提高，煤气经改质后其温度降至750°C。实施例4在根据本发明的另一个示例性实施例中，嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法包括以下步骤。1.磨矿造粒。通过破碎设备将含!^e2O3为41.2%，含Al2O3为27. 5%，矿石中铝硅比A/S约为3的铝铁共生矿原料破碎到8mm的粉矿，然后经磨矿使其粉化至粒度至0. 06mm 的矿物粉剂，然后对矿物粉剂进行洗泥处理，再将洗泥后的粉化矿物粉剂配入普通矿用造球粘结剂和水，置入造块设备中进行造球，其所造球团直径为15-35mm，形成粒度较为均勻的含铝铁球团矿。
2.含铁矿物预还原。将含铝铁球团利用预还原竖炉尾气预热到约230°C后装入预还原竖炉1，同时在预还原竖炉1下部通入还原煤气，还原煤气温度为80(TC，还原势为 0. 95。在预还原竖炉1内含铝铁球团矿中的含铁氧化物与还原煤气中的一氧化碳或氢气进行还原反应，其中的一部分含铁矿物被还原，得到金属化率达到80%的直接还原金属化铝铁球团。3.含铁矿物终还原及熔化分离。将经过直接还原的金属化铝铁球团经预还原竖炉1的下料管进入终还原熔分炉2，同时加入200kg/tHM的块煤和132. 5kg/tHM的石灰石熔剂，熔渣碱度CaO/SiA= 1. 4, CaOAl2O3= I- 3 ；并通过煤氧喷吹系统6向终还原熔分炉2内喷入纯度为93%的氧气和普通高炉喷吹用的煤粉，煤比为530kg/tHM，同时在反应器上部喷入氧气，通过调整喷入终还原熔分炉2内上下两部分氧的比例和煤气的二次燃烧率控制炉内煤气温度和煤气的氧化度，二次燃烧率控制在25%，相应的炉内熔渣温度在1650°C， 使得被还原的金属铁全部熔化成铁水，且熔渣全部呈现熔融状态，然后分别出铁和排渣，完成直接还原金属化铝铁球团的终还原和渣铁的彻底分离；此时终还原熔分炉2的产品包括铁水、煤气和含氧化铝熔渣。4.熔渣回收氧化铝。将终还原熔分炉2内的高温含氧化铝熔渣排入到炉渣矿相调整装置7内，并向其中添加石灰，配入石灰使得熔渣中CaO/SiA = 2. 0,CaOAl2O3 = 1. 4，生成物100%全部为铝酸钙炉渣，经传统氧化铝浸出和焙烧装置8，进行2. 5小时的焙烧得到氧化铝产品，其相应废弃渣主要成分是2Ca0 -SiO2和CaCO3料，可经水泥生产设备9生产水
泥广品。5.高温煤气富氢改质。终还原熔分炉2产生的高温煤气首先进入高温煤气富氢改质炉3，煤气经改质后其温度降至800°C，降温后的煤气进入热旋风除尘器4除尘，粉尘通过氧煤喷吹系统6重新喷入终还原熔分炉2，经热旋风除尘器4净化后的煤气进入预还原竖炉 1，为预还原竖炉1提供还原剂和热量。6.尾气处理。预还原竖炉1内物料进行预还原反应后产生的尾气仅包含一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸汽，通过二氧化碳分离捕集设备5进行二氧化碳分离，分离后的高质量煤气和从高温煤气富氢改质炉3产生的另一部分富余煤气通过管道引出，供给系统外用户使用，捕集的二氧化碳有30%提供给其它化工用户，另70%供给本工艺的后续工序氧化铝浸出和焙烧装置8使用。综上所述，本工艺流程的主要特征是对铝铁共生矿造球之后进行气基预还原-高温终还原一制备铝酸钙渣一浸出焙烧提取氧化铝工艺。本发明工艺与其它工艺或发明相比的显著不同在于终还原熔分实现难选复杂铝铁共生矿的铁、铝的彻底分离，同时保证铁、铝的高回收率，并实现复杂难选铝铁共生矿综合利用，本发明工艺既无废气也无废渣排出，可以获得的产品包括铁、氧化铝、高质量煤气、水泥和二氧化碳，本发明工艺是一个低能耗、高回收率的清洁生产工艺。
权利要求
1.一种嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于包括以下步骤将铝铁共生矿装入预还原炉(1)中，然后向预还原炉(1)内通入一氧化碳和/或氢气以部分还原铝铁共生矿，而后将已经被部分还原的铝铁共生矿放入终还原熔分炉O)内， 通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同形成上下两个液相分别出铁和排渣，以完成熔融分离。
2.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述部分还原铝铁共生矿的步骤包括将铝铁共生矿从预还原炉(1)的上部直接加入，同时在预还原炉 (1)下部通入还原煤气，还原煤气温度范围为750°C 950°C，还原势范围为0. 6 1. 0，以制得金属化率在40% -90%范围内的金属化铝铁共生球团矿。
3.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述终还原步骤包括将金属化铝铁共生球团矿经预还原炉(1)的下料管送入到终还原熔分炉(2)内，同时按总燃料重量比的20% 40%的比例加入块煤，并依据矿石中氧化铝和二氧化硅的含量适度加入石灰石熔剂，以保持熔渣中碱度在Ca0/Si02 = 1. 2士0. 3,CaOAl2O3 = 1. 2士0. 2 范围内；并通过煤氧喷吹系统(3)向终还原熔分炉O)内喷入纯度大于90%的氧气和煤粉，煤比按总燃料比的60% 80%比例喷入，燃料比为750士200kg/tHM，同时在反应器上部喷入氧气，通过调整喷入终还原熔分炉O)内上下两部分氧的比例和煤气的二次燃烧率控制炉内煤气温度和煤气的氧化度，二次燃烧率控制在5% 45%范围内，相应的炉内熔渣温度在1650 士 150°C。
4.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述铝铁共生矿的全铁品位按重量比计在25%以上。
5.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述预还原炉 (1)包括流化床、竖炉、转底炉或者回转窑，所述终还原熔分炉(2)是氧煤熔融还原炉。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于， 所述方法还包括向排出的熔渣中加入石灰以生成铝酸钙渣矿相的步骤。
7.根据权利要求6所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述向排出的熔渣中加入石灰以生成铝酸钙渣矿相的步骤为将终还原熔分炉O)内的高温含氧化铝熔渣排入到炉渣矿相调整装置(7)内，并向其中添加石灰，配入石灰的量必须保证熔渣中碱度在Ca0/Si02 = 2.0士0. 1，Ca0/Al203 = 1. 4士0. 2范围内，以使生成物矿相的按重量比计 90%以上为铝酸钙炉渣。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于， 所述方法还包括对所述终还原步骤产生的高温煤气进行富氢改质的步骤。
9.根据权利要求8所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述富氢改质步骤包括将高温煤气首先经热旋风除尘器(4)除尘，粉尘通过氧煤喷吹系统(6)重新喷入终还原熔分炉O)，经热旋风除尘器(4)净化后的高温煤气进入高温煤气富氢改质炉(3)， 并向高温煤气富氢改质炉C3)兑入相近成分冷煤气或兑入天然气，以实现改质或利用高温煤气物理热与炽热碳床进行化学反应，将氧化性气体(X)2和H2O转变为还原性气体CO和H2, 提高煤气的还原势化学能并使其富氢。
10.根据权利要求1至5或7或9中任意一项所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述方法还包括通过二氧化碳分离捕集设备( 对二氧化碳进行分离及利用的尾气处理回收步骤。
全文摘要
本发明提供了一种嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法。所述方法包括将铝铁共生矿装入预还原炉(1)中，然后向预还原炉(1)内通入一氧化碳和/或氢气以部分还原铝铁共生矿，而后将已经被部分还原的铝铁共生矿放入终还原熔分炉(2)内，通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同形成上下两个液相分别出铁和排渣，以完成熔融分离。本发明能够实现难选复杂铝铁共生矿中的铁、铝的彻底分离，同时保证铁、铝的高回收率并实现复杂难选铝铁共生矿综合利用。且本发明工艺能够获得铁、氧化铝、高质量煤气、水泥和二氧化碳等产品且无废气、废渣排出，具有低能耗、高回收率的特点。
文档编号C21B11/00GK102168156SQ201110076400
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者李强, 邹宗树 申请人:东北大学