高铁铝土矿的碱浸处理工艺

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1、高铁铝土矿的碱浸处理工艺高铁铝七矿实际上是指全轶含量冼23%以匕同时含有赤铁旷、磁铁矿、养铁矿、喝铁矿警含飲矿物，以二水铝石、咏软铝石或乍K砒铝石竽为主耍含铝矿物的矿石统称。它的应用领域有金屣和非金福两个方面，在我国的分布比较案申，主要分布于山西、河南、贵州利广西等省.利用现状高铁铝土矿高铁、高硅矿石箱构复杂，加工利用闲难。国内北京矿冶研究总院、中南大学.北点科技大学、东北大学等众多研机构针对此类矿石进行r犬駅的基础研究,先后捉出了“先铁后铝”方案先铝后铁”方案、“铁铝同步回收”方案等众塞的工艺思臥但目前尚未有大规模工业利用的实例打但是从长远讲，高饮铝土矿的加工利用时我国铝上矿资源的供应、氧化

2、铝工业的发展具有巫要意义盟叫铝鉄分离法1高铝铁矿石的铝铁分离作为典型的复杂难处理铁矿畫源，侖铝铁矿的铁品位较低，只有咒玄左右，AliOj含量较飢一般高于？,最高可达8沧9%吟叫矿石中的铝、铁呈细粒嵌布，关系境紀适虽AkOj存在时在烧结过稈中会半成低熔点的铝服钙和铁酸钙固溶休即疑合铁稜钙，有助于降低烧结料的熔化温度同时Ah6可增加去面张力，降低烧结液相粘促进氧离子扩散.有利亍烧結过程中低价氧化物的氧化.但AIQ*过务则会引起烧結矿的还原粉化性能懇化，使高炉透气性变差勺AhOifl的高低也会影响炉逬粘度，一般沟保证炉渣的流动性应控制高炉炉渣中的含量为】2%15%,则烧结矿中的从6含凰应小丁2.1%

3、巩也就足翌求含铁底料中川幻、的含呈更低，即使以配矿的形式与其它高品廣的铁矿石配合使用，也一般墓求铁矿石中的Ab5含量低于3.0%.目前主要垦通过与高品位铁犷进行配矿生产或预处理后对髙铝铁矿加以利用，TT接利用时由于在烧结过程中的不利影响，高铝诜矿的配比不宜趙过“国l因此宜接利用高铝铁矿在丁业应用中受到严重限制.通常需采用预址理的方法以降低矿石中的AbCh含嚴。对高铝铁矿的预处理主要是通过选矿方法降低AbOj含最，提高矿石铁品位。预处理方法目前应用较多的主要是选矿法和冶炼法，选矿法又分为物理选矿和化学选矿。物理选矿中的更选和磁选均只适合于处理结构简单的矿石，对于大量以类质同象形式存在的铝、铁分离

4、效果其微*56】。化学选矿中的磁化焙烧一磁选与钠盐焙烧一浸出工艺也不能有效破坏铝铁嵌布结构，虽有定的分离效果，但铁磁性物中AbOj含量仍偏高.由于矿石中铝铁嵌布关系复杂，仍需进一步研究铝铁分离的合理有效工艺。冶炼法主要应用于对高铝含铁原料赤泥的综合利用方面1冈，包括烧结法、直接还原法、磁化焙烧法，熔炼法等。其中，磁化焙烧用于对赤泥进行铝铁分离时，由于铝铁矿物嵌布关系复杂而效果不佳；烧结法、直接还原法和熔炼法虽在铝铁分离效果上有一定的优势，但又因能耗高、条件耍求苛刻而在广泛的工业应用中受到限制.1高铁铝土矿的铝铁分离高铁铝土矿中的铝铁分离主要针对的是高铁三水铝石型铝土矿。由于商铁三水铝石型铝土矿

5、资源中铁、铝的含量均没有达到单铁矿和铝矿的工业应用要求，因此，其开发利用必须以同时回收铁、铝为前提，铝铁分离是其综合利用的第一步针对奇铁三水铝石型铝上矿铝铁分离的研究已有很多报道，总的来说可以归纳为先选后冶”、“先铝后铁”和“先铁后铝”三种较成熟的基本利用方案。“先选后冶”工艺化I是采用选矿方法将饮铝京集分离并去掉部分脉石矿物，然后将获得的铁磁性物和铝土矿物分别用来炼铁和生产氣化铝的过程。大量研究均表明，对于结构简单的高铁铝土矿矿石，“先选后冶”工艺可以较好地实现铝铁分离。但对于铁铝矿物粒度细微，相互胶结，类质同彖现象明显，嵌布关系复杂的矿石，则因矿物的单体解离性能差，难以实现铁、铝的有效分离

6、富集，获得合格的铁磁性物和铝土矿物。“先铝后铁”工艺亠】是从三水铝石型铝土矿的基本待性出发，充分利用了矿石中三水铝石易溶出的特点，应用相对成熟的拜耳法氧化铝生产技术，在不苛刻的条件下从原矿中提取氣化铝，再对溶出残渣赤泥中的铁进行回收。“先铁后铝”工艺【351是先将高铁三水铝石型铝土矿在高炉（或电炉）内冶炼提铁【呦，然后对炉渣进行浸出提取氧化铝的方法.综上所述，为了进一步改善还原条件，降低焙烧能耗，强化铝铁分离效率，同时回收金属铁、氧化铝及伴生或共生稀散金属，在开展广泛深入的理论研究基础上仍需进一步开发高铁铝土矿综合利用尤其是铝铁分离的新方法【6儿1緘浸铝铁分离工艺目前，在不少生产工艺中，都会用

7、到碱浸除侣、除硅等工艺，尤其在是氧化铝生产工艺中赤泥的回收利用方面。赤泥的回收与利用一直是氧化铝行业面临的世界性难题，目前全世界每年产生约5000万t赤泥，我国的赤泥排放量每年大约也有400万t以上。如此大呈的赤泥，国内外氧化铝厂大都将它们输送堆场、筑坝湿法堆存或干法堆存，长期占用大危土地，且含碱废液污染地表、地下水源，造成自然生态环境严垂破坏，也制约着氧化铝生产的发展，赤泥综合回收与利用已成为发展氧化铝工业的盧要课题。长期以来，国内外对赤泥的综合利用也进行了大量研究，包括赤泥中有用物质如铁的回收、有价铝的回收等等。现在有研究表明通过碱浸处理赤泥不仅可以回收其中铝，还可以将其中的铁进行再处理后

8、回收，不仅可以保护环境，还可以节约资源。同时在石墨的提纯工艺中，酸碱法的利用是首先用碱溶出其中的硅铝，溶出后进行酸洗除铁，可以得到品位99.99%的高纯石吊。1.6拜耳法在工艺生产中的运用拜耳法简介所谓的拜耳法是因为是它是K.J.拜耳在18891892年提出而得名的，一百年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这外名字。拜耳法用在处理低硅铝七矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质嚴高，其经济效果远非其它方法所能比美，冃前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，有90%以上是用拜耳法生产的。拜耳法包括两个主要的过程，也就拜耳提出的两项专利，一项是他发现氧化钠与氧化铝摩尔比

9、为1.8的铝酸钠溶液在常温F,只要添加氢鬥化铝作为晶种，不断搅拌，涪液中的氧化铝便町以呈氢氧化铝徐徐析出，直到其中氧化钠与氧化铝的摩尔比提高至6,已经析出了大部分氢氧化铝溶液，在加热时，又可以溶岀铝土矿中的氧化铝，这也就是利用种分母液溶出铝土矿的过程，交替使用这两个过程就能够一批批地处理铝土矿，从中得出纯的氢氧化铝产品，构成所谓的拜耳法循坏。拜耳法的原理拜耳法的第一个过程是用粉碎机将铝土矿的矿石粉碎成粒度为30mm左右的颗粒，然后用水冲洗掉颗粒表面的粘土等杂质.冲洗过的这些颗粒与重复利用的，氢氧化钠浓度为30%70%的拜耳法余液相混合，借助球磨形成固体粒径在0.3mm以下的悬浊液。随着粒径逐渐

10、变小，铝七矿的比农面积大大埋加，这有助于加快后续化学反应的速度。铝土矿和岛浓度氢氧化钠溶液形成的悬浮液随后进入反应釜，通过提岛温度和压力使铝上矿中的氢氧化铝和氢氧化钠反应，生成可以溶解的铝酸钠(NaAl(0H)4),这被称为溶出，其方程式如下：AI2O3+2NaOH+3H2O-2NaAl(OH)4(1.1)反应釜的温度和压力根据铝土矿的组成决定.对于含三水铝石校多的铝土矿，可在常压下，150C进行反应，而对于一水硬铝石和勃姆石含量多的，则需要在加压进行反应，常用条件为2009到250C,30到40个大气压.在和氢氧化钠反应时，铝土矿中所含的铁的各种氧化物、氧化钙和二氧化钛基木不会和氢氧化钠反应

11、，形成了固体沉淀，留在反应釜底部，它们会被过滤掉，形成的滤渣呈红色，被称作赤泥，而铝土矿中含有的二氧化硅杂质则会和氢氧化钠反应，生成同样溶于水的硅酸钠。SiO2+2NaOH-2NazSiCh+fW(1.2)为了除去硅酸钠，拜耳法是通过缓慢加热溶液，促使二氧化硅、氧化铝和氢氧化钠生成方钠石结构的水合铝硅酸钠，沉淀下來，然后过滤除掉，这样一来，就只有铝酸钠留在上淸液中热的溶液进入冷却装置中，加水稀释同时逐渐冷却，铝酸钠会发生水解，生成氢氧化铝，此时加入纯的氧化铝粉末，会析出白色的氢氧化铝固体。NaAl(OH)4-*Al(OH)3+NaOH(1.3)有的厂家对这一步进行了改进，通入过啟二氧化碳帮助产

12、生氢氧化铝.NaAl(OH)4+CO2A1(OH)3+NaHCOj(1.4)过滤掉生成的氢氧化铝后，剩余的浓度仍然较高的氮氧化钠溶液会循环利用，用于处理另一批铝土矿，溶出氢氧化铝.已经生产出的氢氧化铝则在iooor以上锻烧，可以分解成氣化铝：2A1(OH)3-*A12O3+3H1O(1.5)具体锻烧温度依据所需氣化铝的晶型和粒径来决定生产的氧化铝随后可通过霍尔埃罗过程电解制取金属铝。在拜耳法溶出铝土矿的过程中，尤其是在三水铝石和一水铝石的生产工艺中，为了减少碱的消耗和提高铝的浸出率，可以通过控制浸出条件，减少铝土矿中的石英和含硅矿物的溶出来达到冃的。但是我国国内的铝土矿主要以一水礎铝石为主，其中的含硅矿物主要是石英，慝于较难溶出的部分，在浸出温度在245C以上时，石英就会进入到碱液中，随着浸出温度的升奇，石英浸出率逐渐增大，在300C时，石英可以在15min左右的时间全部溶出.