含鐵高的鋁土礦選礦分離鋁和鐵工藝方法

鋁土礦是氧化鋁工業(yè)重要的原料資源，隨著對(duì)易選鋁土的過(guò)度開采，已逐漸枯竭，目前多為難選鋁土礦，多是含鐵礦鋁土礦，其含鐵礦物以赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦等形式存在，鋁則以三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的形式存在。在選礦過(guò)程中需進(jìn)行除鐵，以獲取高鋁土精礦。

通常，鋁土礦分離鐵常用的工藝以重選、磁選、浮選、電選、絮凝和強(qiáng)磁選-陰離子反浮選等為主，但該種常規(guī)選礦方法很難得到較好的鋁土精礦。需通過(guò)磁化焙燒、直接還原、拜耳、酸、還原燒結(jié)或鋁酸鈣爐渣冶煉等方法實(shí)現(xiàn)鋁鐵分離。

1、鋁土礦常規(guī)選礦法除鐵

常規(guī)法以磁選為例，采用磁選法選鋁除鐵的先決條件是原礦中鋁鐵應(yīng)充分解離，對(duì)于礦物粒度嵌布簡(jiǎn)單的高鐵鋁土礦而言，可直接采用磁選法進(jìn)行選礦分離，能夠獲得理想的鐵、鋁精礦。

但高鐵鋁土礦中，鐵礦物粒度較細(xì)，且鐵鋁礦物共生關(guān)系復(fù)雜，常緊密嵌布，鐵鋁晶體結(jié)構(gòu)相近，采用單一磁選法無(wú)法有效獲得合格鋁精礦，成分損失較大。

2、鋁土礦磁化焙燒法除鐵

磁化焙燒法選鋁除鐵，主要是利用還原性氣體（或煤）作為還原劑，將鋁土礦中的鐵還原成強(qiáng)磁鐵礦，然后再利用磁選法分離磁鐵與鋁土礦。其流程是將原礦破碎至-5mm，添加25%焦炭量，在焙燒溫度780℃，焙燒時(shí)間4.5h條件下進(jìn)行磁化焙燒。焙燒后礦物經(jīng)磨礦、磁選方法獲得合格鐵精礦和鋁土精礦。但該方法在磁選過(guò)程中，損失較大，回收率低。

3、鋁土礦直接還原法除鐵

直接還原法選鋁除鐵，同樣是采用煤或者氣體作為還原劑，在固態(tài)條件下將礦石中的鐵還原成強(qiáng)磁鐵，再經(jīng)磁選方法實(shí)現(xiàn)鐵與鋁土的有效分離。

但高鐵鋁土礦種礦物中鐵礦物顆粒較細(xì)，直接還原后生成的金屬磁鐵很難聚合，因此磁選效果較差，最終很難獲得較好的鋁鐵分離。

4、鋁土礦拜耳法除鐵

拜耳法選鋁除鐵，適于處理高鋁硅比(A/S>7)的三水鋁石礦，選用拜耳法溶解礦石提取氧化鋁，再經(jīng)選礦或酸溶從赤泥中回收鐵。但該方法對(duì)原礦的品質(zhì)要求較高，且在高鐵三水鋁土礦中，Al₂O₃不僅以三水鋁石形式存在，有時(shí)會(huì)夾雜有一水硬鋁石和一水軟鋁石，拜耳法常壓浸出時(shí)只能溶出三水鋁石形式存在的Al₂O₃，因此原礦中Al2O3在浸出過(guò)程中損失較大。

5、鋁土礦酸法除鐵

酸法選鋁除鐵，是利用鐵、鋁在不同的條件下溶于酸的能力的不同，利用鐵、鋁鹽溶液蒸發(fā)結(jié)晶的先后順序分離出鐵鋁的鹽晶體，再經(jīng)熱分解得到氧化鋁和氧化鐵。

由于在酸溶的過(guò)程中，硅的化合物多屬于不溶物，鐵鋁則與酸反應(yīng)溶于液體，故酸法適合處理高硅鋁土礦。但酸法對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，酸液的回收循環(huán)使用難度大，且對(duì)設(shè)備的要求較高。

6、鋁土礦還原燒結(jié)法除鐵

還原燒結(jié)法選鋁除鐵，是利用傳統(tǒng)燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁，然后在高鐵高硅鋁土礦中配加碳酸鈉、碳酸鈣和煤粉進(jìn)行燒結(jié)，使鋁土礦與碳酸鈉反應(yīng)生成固態(tài)鋁酸鈉，硅礦物與高溫分解的氧化鈣作用生成硅酸鈣，而鐵礦物則被還原為磁鐵礦或者金屬鐵。

7、鋁土礦鋁酸鈣爐渣冶煉法

鋁酸鈣爐渣冶煉法選鋁除鐵，是在高鐵鋁土礦配入石灰石(或生石灰)、煤，然后在回轉(zhuǎn)窯、高爐或電爐等高溫設(shè)備中，在半熔融或熔融狀態(tài)下，進(jìn)行還原、燒結(jié)或冶煉，將鐵礦物還原為固態(tài)金屬鐵或熔融鐵或合金鐵，鋁礦物與石灰進(jìn)行造渣，制得鋁酸鈣爐渣。最終鋁鐵分離可通過(guò)鐵水與鋁酸鈣爐渣的渣鐵分離，或通過(guò)磁選分離鐵粒。

但鋁酸鈣爐渣冶煉法的熔煉溫度要求高、石灰消耗量大、爐渣量大且氧化鋁浸出率也不高。

上述便是常規(guī)方法及其他選別鋁土礦除鐵方法的介紹，在實(shí)際選礦廠中，需根據(jù)鋁土礦中鋁、鐵成分及成礦條件等進(jìn)行選礦試驗(yàn)分析，然后在根據(jù)試驗(yàn)情況設(shè)計(jì)適合的高鐵鋁土礦選礦除鐵工藝方案。

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