一种高铁赤泥还原提铁工艺的制作方法

1.本发明涉及金属冶炼技术领域，具体是指一种高铁赤泥还原提铁工艺。


背景技术：

2.赤泥是氧化铝生产过程中排放的主要废渣，因其具有强碱性、腐蚀性和复杂的物相组成而难以得到利用，因此大多堆存处置，据统计，每生产1t氧化铝，大约会产生0.7-2t的赤泥。全球的赤泥堆存量已将近40亿t，并且目前以每年至少1.2亿t的速度在增长，随着氧化铝产量的不断增大，排放的赤泥量日益增加，普通堆存处置的方法所带来的污染环境、占用土地资源、破坏生态系统等问题越来越突出，并且，赤泥中含有大量有价金属元素，如铁、钛、铝和钒等，这些有用组分因得不到回收而造成严重的资源浪费。高铁赤泥中的铁含量较高，可作为一种潜在的铁矿资源加以利用，针对高铁赤泥中铁的回收，国内外机构和学者进行了大量的试验研究，最传统的选矿提铁方法为强磁选法，通常使用slon脉动高梯队磁选机，采用一粗一精两段强磁选流程处理赤泥，然而获得的铁精矿品位和回收率较低。
3.公开号cn110484734a公开了一种高铁赤泥强磁预选深度还原熔炼的方法，利用强磁进行预选，然后进行焙烧分离处金属铁；公开号cn112442565a所述的一种高铁赤泥还原提铁工艺采用热压含碳球团制备技术制备高铁赤泥含碳球团，与传统的球团矿或烧结矿相比，不需要粘结剂，热压含碳球团具有良好的微观结构，煤胶质体均匀的渗入赤泥颗粒之间，为还原反应提供了良好的动力学条件，球团内部细小的铁氧化物和碳颗粒紧密接触，抗压强度大，具有良好的冶金性能。但是上述内容仍旧存在缺陷：
4.1、现有的高铁赤泥还原提取铁工艺采用636ka/m强磁环境下进行预选，预选过程中的强磁环境需要更为精密的仪器实现，易造成浪费，同时在焙烧过程中容易出现结圈等问题，致使铁回收率下降；
5.2、现有的高铁赤泥还原提取铁工艺采用1350-1550℃的高温进行焙烧，较高的温度需要消耗更多的能源，反应时间更久，造成还原铁工艺的提取效率下降。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种焙烧温度低和采用弱磁选的高铁赤泥还原提铁工艺。
7.1、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种高铁赤泥还原提铁工艺，包括以下步骤：
8.(1)高温煅烧：高铁赤泥原料送入煅烧炉煅烧30min，脱除吸附水以及结晶水；
9.(2)磁化低温焙烧：煅烧完成的高铁赤泥原料送入焙烧炉，通入惰性气体排出焙烧炉内部的氧气，焙烧炉内部升温至520-540℃，焙烧过程通入一定比例的co和n2混合气体，进行磁化焙烧15min；
10.(3)回收磨细：焙烧完成后停止输送co，持续输送n2气体对赤泥原料降温，冷却至室温后将焙烧完成后的赤泥原料回收并送入球磨机磨细处理；
11.(4)弱磁选提取：将磨细处理后的赤泥原料在磁场强度为84-85.6ka/m的环境下进行弱磁选处理，得到铁品位tfe为56.5％-57.4％的铁精矿，铁回收率为88.4％-89.2％。
12.作为改进，所述高铁赤泥原料的铁品位tfe为48.5％，feo的质量分布小于0.1％，al2o3的质量分数为百分之13.8％。
13.作为改进，所述煅烧炉内部煅烧温度为740-780℃。
14.作为改进，所述惰性气体可选取he气体。
15.作为改进，所述co气体的体积分数为30％，co和n2混合气体的总气量为500ml/min。
16.作为改进，所述高铁赤泥原料的磨矿细度为-38μm，占总量的70％。
17.作为改进，所述高铁赤泥原料经过磁化焙烧，弱磁性的赤铁矿转化为强磁性的磁铁矿，铁矿物和脉石矿物的磁性差异扩大。
18.作为改进，所述焙烧温度在超过540℃后导致铁回收率下降到85.3％。
19.作为改进，所述焙烧时间在不足或超过10min后都会导致铁回收率从下降到86.5％。
20.作为改进，所述co气体的体积分数在不足30％时会导致磁铁矿转化不充分，高于30％时会导致铁品位tfe下降到55.5％，铁回收率下降到86.1％。
21.本发明与现有技术相比的优点在于：1、本发明采用84-85.6ka/m的弱磁选环境将精铁矿进行分离，避免制造强磁环境和周边保护设备所造成的浪费；
22.2、本发明只有在煅烧环节中采用750℃进行煅烧30min，整体焙烧过程中仅采用520-540℃环境下焙烧15min，使用的时间更短，同时大大降低了焙烧的温度，避免结圈等问题导致的出铁率下降问题。
附图说明
23.图1是本发明一种高铁赤泥还原提铁工艺的工艺流程图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
25.实施例1：通过控制焙烧具体温度改变，改变整体铁回收率，包括以下步骤：
26.(1)高温煅烧：高铁赤泥原料送入煅烧炉煅烧30min，脱除吸附水以及结晶水；
27.(2)磁化低温焙烧：煅烧完成的高铁赤泥原料送入焙烧炉，通入惰性气体排出焙烧炉内部的氧气，焙烧炉内部升温至540℃，焙烧过程通入一定比例的co和n2混合气体，进行磁化焙烧15min；
28.(3)回收磨细：焙烧完成后停止输送co，持续输送n2气体对赤泥原料降温，冷却至室温后将焙烧完成后的赤泥原料回收并送入球磨机磨细处理；
29.(4)弱磁选提取：将磨细处理后的赤泥原料在磁场强度为84-85.6ka/m的环境下进行弱磁选处理，得到铁品位tfe为56.5％的铁精矿，铁回收率为88.4％。
30.采用he气体充入清除氧气，同时co的的体积分数保持在30％，co和n2混合气体的总气量为500ml/min，高铁赤泥原料的磨矿细度为-38μm，占总量的70％。
31.实施例2：实施例1：通过控制磁场改变，改变整体铁回收率，包括以下步骤：
32.(1)高温煅烧：高铁赤泥原料送入煅烧炉煅烧30min，脱除吸附水以及结晶水；
33.(2)磁化低温焙烧：煅烧完成的高铁赤泥原料送入焙烧炉，通入惰性气体排出焙烧炉内部的氧气，焙烧炉内部升温至520-540℃，焙烧过程通入一定比例的co和n2混合气体，进行磁化焙烧15min；
34.(3)回收磨细：焙烧完成后停止输送co，持续输送n2气体对赤泥原料降温，冷却至室温后将焙烧完成后的赤泥原料回收并送入球磨机磨细处理；
35.(4)弱磁选提取：将磨细处理后的赤泥原料在磁场强度为85.6ka/m的环境下进行弱磁选处理，得到铁品位tfe为56.7％的铁精矿，铁回收率为88.8％。
36.采用he气体充入清除氧气，同时co的的体积分数保持在30％，co和n2混合气体的总气量为500ml/min，高铁赤泥原料的磨矿细度为-38μm，占总量的70％。
37.本发明的工作原理：本发明主要依靠高铁赤泥原料经过煅烧后的比磁化强度和外磁场强度的关系几乎呈直线，比磁化强度的值很小，且没有磁饱和现象，这表明煅烧高铁赤泥原料呈弱磁性，焙烧后的高铁赤泥原料比磁化强度起初随外磁场强度的增加而迅速增大，到达一定值后，外磁场继续增加其比磁化系数随外磁场强度增加呈现先增加后下降的趋势，通过上述结论得到磁化焙烧明显呈现强磁化，因而高铁赤泥原料中弱磁性的赤铁矿被还原成了强磁性的磁铁矿，因此本发明可采用磁化焙烧的方式配合弱磁选的工艺实现精铁矿的提取。
38.通过弱磁选工艺实现的铁精矿提取利用xrd进行分析，原料与焙烧的xrd分析结构可以得到煅烧后的赤泥原料中的矿物主要为赤铁矿，还含有少量的钛铁矿、刚玉和石英，刚玉可能是高铁赤泥中的一水铝石和三水铝石在焙烧过程中失水伸长的，磁化还原焙烧后，焙烧后的赤泥原料中主要由磁铁矿构成，原料中存在的赤铁矿特征峰小时，表明赤泥经过磁化焙烧后，铁矿物基本由赤铁矿转化为磁铁矿，同时焙烧后的赤泥原料中依旧含有少量的钛铁矿、刚玉和石英，表明这些矿物在焙烧过程中未发生反应。
39.赤泥原料和焙烧后的赤泥原料可通过铁物相进行分析，分析得出赤泥原料中赤铁矿中的铁质量为47.7％，在总铁中的占有率为98.49％，磁性铁中的铁含量较少，仅为0.1％，占有率为0.21％，其他铁物相中的铁含量均很少，经过磁化焙烧后，焙烧后的赤泥原料中主要为磁性铁，质量分数为45.98％，占有率升高至91.98％，而赤铁矿中铁的占有率从原料中的98.49％降低至4.18％，说明赤铁矿经过磁化焙烧后大部分转化为磁铁矿，硅酸铁和硫化铁中的铁含量较低，为别为1.8％和0.13％。
40.经过磁化焙烧，高铁赤泥中的弱磁性赤铁矿转化为强磁性的磁铁矿，铁矿物和脉石矿物的磁性差异因此扩大，此时可通过弱磁选进行分离，由于赤泥中的铁路共生关系复杂，含有大量的铁-铝聚氧化物，且赤泥力度较细，颗粒容易团聚和互相裹挟，导致赤泥磁选铁精矿品位较低。
41.赤泥原料焙烧前后可通过sem-eds进行分析，通过分析得到赤泥中包含有赤铁矿、针铁矿，并得出焙烧后的赤泥原料中磁铁矿不同的微观形貌，赤泥中赤铁矿颗粒的表面较为光滑，针铁矿则内部多孔，成针状结构，由于针铁矿和赤铁矿内部的脱水反应和磁化还原反应，在焙烧后的赤泥中生产磁铁矿表面出现许多裂纹和空隙，利用裂纹和空隙有利于后续的磨矿解离。
42.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也
只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。