高鐵鋁土礦鋁鐵分離技術研究.pdf

1、鐵和鋁是我國國民經濟發(fā)展的重要原材料，然而我國鐵礦石和鋁土礦石資源相對貧瘠，人均占有量不足，后備資源不足，隨著礦業(yè)經濟的發(fā)展，我國資源對外依存度不斷增加。高鐵鋁土礦在我國廣西、福建、山西等地廣泛分布，儲量可觀。因此，開發(fā)利用高鐵鋁土礦對推動我國礦業(yè)經濟健康可持續(xù)發(fā)展有著極大的意義。
　　針對普通高鐵鋁土礦，通常采用磁選、浮選或磁浮聯合流程分離鋁鐵;對于一些復雜的高鐵鋁土礦，需要通過磁化焙燒處理，以提高鐵礦物的可選性，促進鋁鐵分離;

2、而對于某些嵌布關系非常復雜的高鐵鋁土礦，常規(guī)分選法難以實現較好的分離，因此需要進行還原燒結處理，使得鋁鐵選擇性富集到相應形式，從而實現鋁鐵分離。本課題系統的研究了在氧化鈣添加劑、煤粉還原劑作用下高鐵鋁土礦高溫還原燒結鋁鐵引導性分離機制，并對其相應的機理進行分析研究。
　　本文以四川某地高鐵鋁土礦為原料，運用化學分析、光學顯微鏡、X射線衍射(XRD)等檢測手段進行了系統分析。分析結果表明礦石中含TFe22.56％，含Al2O336.

3、26％;主要有用礦物為三水鋁石、赤鐵礦和褐鐵礦，嵌布粒度較細;鋁土礦主要以隱晶狀、細小鱗片狀產出，赤鐵礦主要以他形粒狀、不規(guī)則狀、蜂窩狀和膠狀產出，褐鐵礦以膠狀、皮殼狀土狀產出;赤鐵礦在三水鋁石集合體邊部以皮膜狀緊密包裹在其周圍，而三水鋁石分布在赤鐵礦的蜂窩狀和膠狀的空隙中，鋁鐵嵌布關系非常緊密。
　　分析了氧化鈣添加量對還原燒結物料的金屬化率、磁選效果、Al2O3浸出效果的影響，以磁選鐵產品中Al2O3含量、富鋁渣中TFe含量為

4、評價指標考察鋁鐵分離效果。結果表明，氧化鈣添加量為70％時，鋁鐵分離效果較好。研究了不同氧化鈣用量下的還原燒結產品的物相組成和微觀結構，結合可能發(fā)生的熱力學反應分析可知CaO促進了鐵礦物的還原，同時CaO與Al2O3和SiO2結合生成12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2等物質，從而實現了鋁鐵分離。
　　考察還原燒結溫度、時間、配碳系數以及原礦粒度等對還原燒結物料的金屬化率、磁選效果、Al2O3浸出效果的影響，以磁選鐵產品中

5、Al2O3含量、富鋁渣中TFe含量為評價指標考察各還原燒結制度對鋁鐵分離效果的影響，確定了最優(yōu)的還原燒結條件，還原溫度為1350℃，時間為20min，配碳系數為2，原礦粒度為-0.18mm。分選時磨礦細度為-0.074mm91％，磁場強度為60kA/m，可得到磁選鐵產品TFe含量89.83％，回收率84.08％的最優(yōu)磁選效果。
　　高鐵鋁土礦還原燒結實際上是失水后礦石中的鐵氧化物還原和鋁氧化物鈣鹽化的綜合過程。在不同還原溫度、還原

6、氣氛下鐵氧化物進行著不同程度的直接還原反應和間接還原反應，從而最終還原成金屬鐵。鋁氧化物鈣鹽化過程實際上是添加劑CaO與礦石中的Al2O3、SiO2的固相反應，控制溫度、配鈣量可以使得這些化合物結合生成目的物料12CaO·7Al2O3和2CaO·SiO2。
　　在高鐵鋁土礦還原燒結過程中，各反應在不同階段不同程度的進行。在950℃時，鐵氧化物開始發(fā)生還原，低價的鐵氧化物開始轉變?yōu)镕e3O4，同時鋁氧化物的鈣鹽化也開始緩慢進行。隨著