本发明涉及一种制备铁精矿的工艺，具体涉及一种氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺及装置。
背景技术：
赤泥国内外现状：国内部分企业相继开展了烧结法赤泥生产水泥、赤泥做免烧砖、烧结砖等新型墙体材料、赤泥做硅钙板保温材料、赤泥塑料填料、赤泥用作路基材料以及从赤泥中提取有价金属钪、钛、铁等方面的技术研究工作，取得了一些进展，但均未实现赤泥的大规模运用。国外研究最多的拜耳法赤泥，因其含有较高的氧化铁，首先考虑用作炼铁的原料，德国的格布尔·基里尼公司曾进行了两段熔炼法处理赤泥生产炼钢生铁的半工业化试验。日本提出用烧结法处理赤泥，将氧化铁转化为磁铁矿，其余部分用于回收氧化铝。阿拉巴耶夫冶金联合企业和斯维尔德洛夫冶金研究所采用串联的两台回转窑对从乌拉尔氧化铝厂赤泥中回收铁进行了半工业试验，但由于工艺和经济效益方面的原因，多停留在试验阶段。
铜尾矿国内外现状：我国原生的铜矿资源相对稀缺，但铜尾矿二次资源量却相当大。闲置的大量铜尾矿不仅造成资源浪费而且还会污染环境。铜尾矿中含有相当可观的铁，这部分铁具有较高的经济价值，但由于其粒度较细，含泥量较大，回收较为困难。目前从选铜尾矿中回收铁的方法主要有：直接浮选法、重选法及其联合工艺等。这些方法存在的问题是回收率较低、工艺流程复杂、生产成本较高等。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺，能够利用氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿两种固体废弃物生产铁精矿，可以大规模的减少赤泥的外排数量和铜尾矿的堆存数量，真正实现了变废为宝，将赤泥和铜尾矿中有价元素最大化的有效分离出来，获得高产率、高品位的介质粉和铁精矿粉产品；本发明还提供一种实现该工艺的装置。
本发明所述的氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺，赤泥尾砂经压滤制备得到赤泥干基；将固化剂、干燥剂混合制成砂化剂；将赤泥干基与砂化剂搅拌混合后进行处理使得赤泥尾砂的含水率小于20％，再与铜尾矿搅拌混合，堆场，翻转；对得到的物料进行稀释，然后筛分出杂物，其余物料经旋流器分级后，溢流物在沉降槽内进行沉降；在沉降槽内添加化学絮凝剂，将沉降槽内沉降后的底流固体物送往磁选机进行磁选，磁选得到的固体部分过滤脱水，得到铁质添加剂或介质粉。
作为一种优选的技术方案，本发明所述的氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺，包括以下步骤：
(1)赤泥尾砂经压滤制备得到赤泥干基；将固化剂、干燥剂混合制成砂化剂；将赤泥干基与砂化剂搅拌混合，放置熟化，翻抛后，再放置熟化，使得赤泥尾砂的含水率小于20％，得到处理后的赤泥尾砂；将处理后的赤泥尾砂与铜尾矿搅拌混合，堆场，翻转；
(2)利用步骤(4)中磁选得到的浆液和立盘过滤机得到的滤液对步骤(1)得到的物料在洗液槽内进行稀释，然后经混合料筛分分出直径大于2cm的大块状物料和杂物送去堆场，其余物料进入步骤(3)处理；
(3)步骤(2)得到的物料进入旋流器进料槽，经过旋流器分级后，将旋流器溢流物料送入沉降槽进行沉降，将旋流器底流物料送往立盘过滤机；
(4)在沉降槽内添加化学絮凝剂，将沉降槽内沉降后的底流固体物送往磁选机进行磁选，磁选得到的固体部分用工业新水送往立盘过滤机进行过滤脱水，使含水率小于15％，得到铁质添加剂或介质粉；磁选得到的浆液和立盘过滤机得到的滤液均返回洗液槽。
步骤(1)为：赤泥尾砂经压滤机压滤，制备得到赤泥干基；将固化剂、干燥剂按照质量比为0.5-1.5：3-5的比例，在干式混料机充分中混合均匀，制成砂化剂；赤泥干基与砂化剂按照质量比为15-30:1的比例搅拌混合，然后放置熟化15-20小时，再经翻抛设备一次翻抛后，再放置熟化15-20小时，使得赤泥尾砂的含水率小于20％，得到处理后的赤泥尾砂；将处理后的赤泥尾砂与铜尾矿搅拌混合，堆场24-48小时，翻转；
步骤(1)中干燥剂为无机干燥剂碱石灰。
步骤(1)中固化剂为碳酸钙和氧化镁按质量比为5:1混合。
步骤(1)中处理后的赤泥尾砂与铜尾矿的重量比为1:1.5-3.5。
步骤(2)中在洗液槽内稀释后固含达到200-240g/l。
步骤(3)中旋流器分级为：大于10um的物料为底流物料，小于10um的物料为溢流物料。
步骤(3)中在沉降槽内进行沉降的时间为8-15小时。
步骤(4)中化学絮凝剂为聚丙烯酸钠。
步骤(4)中磁选机为高梯度强磁选机，磁场强度为8000-14000gs。
当赤泥尾砂与铜尾矿的重量配比为1:2.5-3.5、磁选机的磁场强度为10000-14000gs时，得到的是铁质添加剂，当赤泥尾砂与铜尾矿的重量比为1:1.5-2.5，磁选机的磁场强度为8000-10000gs时，得到的是介质粉。
本发明得到的产品主要是铁精矿，铁精矿根据其中的全铁含量不同又分为介质粉和铁质添加剂，tfe(全铁含量)≥25％为铁质添加剂，tfe≥50％为介质粉，介质粉主要用于煤炭行业及钢铁行业，铁质添加剂主要用于水泥生产行业。
本发明还提供一种实现所述的氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺的装置，包括混料器，混料器上设有赤泥尾砂进料管和铜尾矿进料管，混料器出口依次连接堆场设备、洗液槽和筛分器，筛分器底部连接旋流器进料槽，旋流器溢流物料出口连接沉降槽，旋流器底部物料出口连接立盘过滤机，沉降槽底部通过管道连接磁选机，磁选机固体出口连接立盘过滤机，立盘过滤机固体出口通过管道分别连接铁质添加剂罐和介质粉罐。
磁选机浆液出口连接洗液槽。
立盘过滤机的滤液出口连接洗液槽。
沉降槽上设有化学絮凝剂进料口。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明不仅可以大规模的减少赤泥的外排数量和铜尾矿的堆存数量，而且真正实现了变废为宝，将赤泥和铜尾矿中有价元素最大化的有效分离出来，获得高产率、高品位的介质粉和铁精矿粉产品。
(2)本发明首次开发了利用氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿两种固体废弃物生产铁精矿的新工艺并工业应用。本发明是一种利用固废氧化铝赤泥和铜尾矿经过砂化、混合、稀释、重选、磁选、压滤等工序，产品可分别用于水泥铁质添加剂和方法介质粉的生产方法。由于赤泥和铜尾矿均含水较高，通过添加钙类添加剂将水分降低，使两种原料充分均匀混合在稀释搅拌。搅拌后的混合料进入分级旋流器进行重选，底流、溢流部分均进入磁选机进行磁选，磁选后进入压滤机进行压滤，固体部分为铁精矿。压滤液可循环使用。
(3)针对客户的不同需求采用不同物料和磁选条件，采用可以可调整的工艺，控制尾矿和精矿的精选，分别生产铁质介质粉和铁精矿粉两种产品，并且可以实现流程的连续化生产，最大限度的利用赤泥和铜尾矿；在生产过程上不会带来流程堵塞情况，利于工业用水现场操作，同时采用工业用水循环使用流程，既降低了生产成本，又不会造成二次污染。
(4)技术参数容易控制，铁元素有效利用率可达到70％以上。
(5)生产成本低，主要产品铁精矿粉可分别用于水泥行业、煤炭行业和炼铁行业，其市场容量大，利用方便，奠定了此技术可广泛推广应用性。
(6)本发明通过低铁氧化铝赤泥尾砂与铜尾矿两种固体废弃物的有效掺混，经过混合、稀释、重选、磁选、压滤等工序生产介质粉和铁质水泥添加剂等产品。建成了一条年处理固体废物赤泥尾砂9万吨、铜尾矿21万吨，年产量达到30万吨的介质粉、精铁矿粉和铁质水泥添加剂生产线，生产用水循环使用，每年可节约工业用水15万吨，生产过程中无二次污染。其中铁质添加剂tfe≥25％、介质粉tfe≥50％，且300目筛通过率90％以上，其产品广泛用于水泥和煤炭、钢铁及等行业。
附图说明
图1是本发明实施例中氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的装置的结构示意图；
图中：1-赤泥尾砂进料管，2-铜尾矿进料管，3-混料器，4-堆场设备，5-洗液槽，6-筛分器，7-旋流器，8-沉降槽，9-磁选机，10-立盘过滤机，11-铁质添加剂罐，12-介质粉罐，13-化学絮凝剂进料口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺，步骤如下：
(1)对低铁赤泥尾砂(tfe8％)进行砂化处理，使其达到含水率小于18％，粘度减小，结构松散；将处理得到的赤泥尾砂放置与铜尾矿按照重量比为1:1.8下料，送入搅拌设备搅拌混合，搅拌均匀后用皮带输送至第一堆场堆场36小时，经翻转后进入第二堆场作为原料；
(2)利用步骤(4)中磁选得到的浆液和立盘过滤机得到的滤液对步骤(1)得到的物料在洗液槽内进行稀释，固含达到220g/l，然后将混合料浆液经过圆筒筛进行筛分，筛分出直径大于2cm的大块状物料和杂物送去堆场，其余物料进入步骤(3)处理；
(3)步骤(2)得到的物料首先进入旋流器进料槽，利用物料比重不同的重力分级原理，经过旋流器分级后，旋流器溢流物送入高效沉降槽，沉降时间13小时，将旋流器底流送往立盘过滤机；
(4)在沉降槽内添加化学絮凝剂，将沉降槽内沉降后的底流固体物送往磁选机进行磁选，磁场强度为14000gs，磁选得到的固体部分用工业新水送往立盘过滤机进行过滤脱水，使含水率小于15％。
产品全铁含量(tfe)30％，产品为水泥铁质添加剂；磁选得到的浆液和立盘过滤机得到的滤液均返回洗液槽。
所用的装置，如图1所示，包括混料器3，混料器3上设有赤泥尾砂进料管1和铜尾矿进料管2，混料器3出口依次连接堆场设备4、洗液槽5和筛分器6，筛分器6底部连接旋流器7进料槽，旋流器7溢流物料出口连接沉降槽8，旋流器7底部物料出口连接立盘过滤机10，沉降槽8底部通过管道连接磁选机9，磁选机9固体出口连接立盘过滤机10，立盘过滤机10固体出口通过管道分别连接铁质添加剂罐11和介质粉罐12。
磁选机9浆液出口连接洗液槽5。
立盘过滤机10的滤液出口连接洗液槽5。
沉降槽8上设有化学絮凝剂进料口13。
运行过程：含水率小于20％的赤泥尾砂由赤泥尾砂进料管1进入混料器3，铜尾矿由铜尾矿进料管2进入混料器3，两者在混料器内混料；进入堆场设备4堆场后，利用磁选机9得到的浆液和立盘过滤机10得到的滤液对堆场后的物料在洗液槽5内进行稀释，然后经筛分器6筛分分出直径大于2cm的大块状物料和杂物送去堆场，其余物料进入旋流器7进料槽，旋流器7对物料进行旋流分级，旋流器7溢流物料出口进入沉降槽8进行沉降，旋流器底流物料送往立盘过滤机；沉降槽8上设有化学絮凝剂进料口13，在沉降槽8内添加化学絮凝剂，沉降槽8内沉降后的底流固体进入磁选机9进行磁选，磁选得到的固体部分进入立盘过滤机10进行过滤脱水，使含水率小于15％，根据赤泥尾砂与铜尾矿的重量配比、磁选机的磁场强度不同，分别得到铁质添加剂或介质粉。
实施例2
一种氧化铝赤泥尾砂和铜尾矿混合料制备铁精矿的工艺，步骤如下：
(1)对低铁赤泥尾砂(tfe12％)进行砂化处理，使其达到含水率小于20％，粘度减小，结构松散；将处理得到的赤泥尾砂放置与铜尾矿按照重量比为1:3下料，送入搅拌设备搅拌混合，搅拌均匀后用皮带输送至第一堆场堆场48小时，经翻转后进入第二堆场作为原料；
(2)利用步骤(4)中磁选得到的浆液和立盘过滤机得到的滤液对步骤(1)得到的物料在洗液槽内进行稀释，固含达到240g/l，然后将混合料浆液经过圆筒筛进行筛分，筛分出直径大于2cm的大块状物料和杂物送去堆场，其余物料进入步骤(3)处理；
(3)步骤(2)得到的物料首先进入旋流器进料槽，利用物料比重不同的重力分级原理，经过旋流器分级后，旋流器溢流物送入高效沉降槽，沉降时间10小时，将旋流器底流送往立盘过滤机；
(4)在沉降槽内添加化学絮凝剂，将沉降槽内沉降后的底流固体物送往磁选机进行磁选，磁场强度为9000gs，磁选得到的固体部分用工业新水送往立盘过滤机进行过滤脱水，使含水率小于15％。
所用的装置与实施例1相同。
产品全铁含量(tfe)55％，产品为介质粉；磁选得到的浆液和立盘过滤机得到的滤液均返回洗液槽。