一種赤泥和高磷鐵礦綜合利用的方法技術

本發明專利技術涉及一種鋁冶金赤泥和高磷鐵的綜合利用方法，具體為赤泥和高磷鐵礦固態脫磷提鐵技術。該方法包括以下的制備步驟：a、將粉狀高磷鐵礦、粉狀赤泥、煤粉按照100：1～100：1～100的比例混合均勻；b、將步驟a的混合材料在100℃～900℃的溫度范圍內加熱保溫10min～300min；c、待步驟b材料冷卻后，以水浸泡10～120min后過濾掉液體；d、將步驟c濾出的固體進行磁選分離，磁性部分為赤鐵礦或磁鐵礦或鐵精礦，其磷的含量小于0.3wt%。本發明專利技術方法可有效利用赤泥，從而減少其對環境的污染；并且同時可以降低高磷鐵礦的含磷量，使其資源化。該方法的工藝簡單，生產成本低廉，有利于工業化推廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于能源與冶金金屬領域，尤其涉及鋁冶金赤泥和高磷鐵的綜合利用方法，具體為赤泥和高磷鐵礦固態脫磷提鐵技術。技術背景赤泥是用堿從鋁土礦中提取氧化鋁后得到的固體殘渣，是氧化鋁生產過程中對環境造成污染的主要因素之一，赤泥的主要組分有Si02、Ca0、Fe203、Al203、Na20、Ti02以及一定的稀土元素和微量的放射性元素。一般每生產一噸氧化鋁大約產出I. O I. 7噸赤泥。據不完全估計，全世界每年排放赤泥約6000萬噸。我國是世界第4大氧化鋁生產國，累積赤泥堆存量已高達4100萬噸。大量的赤泥露天堆存，占據農田和 山丘，塵土飛揚，造成環境和大氣污染，赤泥的PH很高，其浸出液pH值約為12. I 13.0。赤泥中的堿液隨雨水滲入地層造成地下水源的污染。目前赤泥的利用率僅為4%左右，迄今為止還尚未找到大量利用赤泥的有效途徑。鋁冶金產生的赤泥堆存數量巨大，目前赤泥中鐵的提取主要是對高鐵赤泥磁選，分選出鐵精礦進行利用；直接還原提鐵由于需要高溫操作、設備工藝條件復雜，尚不能滿足工業要求，赤泥用作土建材料已經取得了實際應用效果，但處理赤泥量少。赤泥的主要處理方法有利用赤泥生產水泥(任冬梅、毛亞楠.赤泥的綜合利用 .有色金屬工業，2002， :57-58);碳還原赤泥中的鐵，磁選回收法(廖春發，姜國平等、 從赤泥中回收鐵的工藝、中國礦業、第16卷第二期.2007年二月)；CN101275182在高溫條件下將赤泥中的SiO2和Fe2O3被還原成的硅鐵合金、Al2O3和CaO生成鋁酸鈣，Na2O和K2O在高溫下揮發，經精煉冷卻沉淀，破碎分離可得到鋁酸鈣材料和硅鐵合金；CN101463426公開了一種包括氯化焙燒、燒渣處置、沉淀出混合稀土渣、干塵及循環液處置等步驟的綜合處理赤泥方法。高磷鐵礦石在北美、北歐、澳大利亞、沙特阿拉伯和我國的長江流域等地區均有巨大的儲量。在我國僅鄂西地區的鮞狀高磷鐵礦探明的儲量就高達40億噸，總儲量約74. 5 億噸，但是目前尚未得到有效地利用。我國鐵礦資源分布廣泛，成因類型多樣，貧礦多，富礦少，鐵礦床中共生組分多。在己查明的1834處鐵礦中，總探明儲量為531. 4億噸，保有儲量為501. 2億噸，其中高磷鐵礦石的保有儲量為74. 5億噸，占全國鐵礦總保有儲量的14. 86%。 我國的高磷鐵礦石主要分布于長江流域的云南、四川、湖北、湖南、安徽、江蘇及華北的內蒙古等地區，其分布廣、儲量大，但其礦物組成復雜，磷礦物嵌布粒度細小，磷礦物與鐵礦物之間關系復雜，聯結力大，屬于難選礦石。長期以來，由于沒有開發出理想的降磷方法而使得國內現存的人量鐵礦資源不能得以有效利用，致使某些礦山因含磷高而停止開采。高磷鐵礦中的磷主要以磷灰石或碳氟磷灰石形態與其它礦物共生，浸染于氧化鐵礦物的顆粒邊緣，嵌布于石英或碳酸鹽礦物中，少量賦存于鐵礦物的晶格中，且磷灰石晶體主要呈柱狀、針狀、集晶或散粒狀嵌布于鐵礦物及脈石中，粒度較小，不易分離，屬難選礦物。無法在選礦過程中脫磷，因此，目前而無法得到充分利用。高爐基本不具備脫磷能力，如此高的磷含量如果全部放到鐵水預處理和煉鋼過程，必然給煉鋼過程帶來沉重的經濟負擔，同時大量泡沫渣的生成也必然給煉鋼過程帶來很大的工藝麻煩。因此，若能在進入高爐之前脫磷，不僅可以節約預處理成本，還能避免煉鋼過程的麻煩。在進入高爐之前降低礦石中的磷含量，依靠現有工藝技術尚難以解決。高磷鐵礦現有的研究路線主要有酸浸脫磷、堿浸脫磷、還原氣化脫磷等。現有技術在成本、環保等方面尚有待改進。專利技術專利CN101862701A和CN102513203A提供一種高磷硫菱鐵礦反浮選脫磷、掃選脫磷、使高磷硫菱鐵礦資源得到合理利用高磷硫菱鐵礦資源回收利用的方法。目前還沒有將赤泥和高磷赤鐵礦同時綜合利用的方法
技術實現思路
本專利技術同時要解決赤泥無法利用對環境的污染問題以及高磷鐵礦的降磷問題，本專利技術通過赤泥+高磷鐵礦固態還原轉化技術，達到“以廢治廢”的目的。為解決上述問題，本專利技術采用以下的技術方案。，包括以下的制備步驟a、將粉狀高磷鐵礦、粉狀赤泥、煤粉按照100:1 100 :1 100的重量比例混合均勻；b、將步驟a的混合材料在100°C 900°C的溫度范圍內加熱保溫IOmin 300min；C、待步驟b材料冷卻后，以水浸泡10 120min后過濾掉液體；d、將步驟c濾出的固體進行磁選分離，磁性部分為赤鐵礦或磁鐵礦或鐵精礦。優選方案為，步驟a中所述粉狀高磷鐵礦、粉狀赤泥、煤粉的重量比例為I :1 :1。優選方案為，步驟c中所述用于浸泡的水為循環水。優選方案為，步驟c中所述濾掉的液體可用于磷肥的制備。優選方案為，步驟d中經磁性分離后無磁性的部分可用于金屬回收，所述金屬為鋁、鈦、稀有稀散金屬、稀有稀土金屬等。本專利技術所述赤泥為鋁冶金過程產生的赤泥。本專利技術書高磷鐵礦主要成分TFe為35_60wt%、P含量為O. 4-1. 8wt%。優選方案為，步驟d中所述磁選分離得到的磁性部分低磷鐵礦中，磷的含量小于O.3wt%本專利技術的原理是利用低溫固態礦相轉化的方法，使用堿性赤泥將高磷鐵礦中的不可溶磷酸鹽轉化為可溶性的磷酸鹽，同時，煤粉將高磷鐵礦和赤泥中的氧化鐵還原為磁鐵礦或鐵精礦，再通過固液分離，將磷酸鹽轉移到水溶液中，達到脫磷的目的，而留下的固體部分則可通過磁選作用，分離出其中的低磷磁鐵礦或鐵精礦。本專利技術的有益效果是，通過赤泥與高磷鐵礦固態還原礦相轉化技術，將不能進入高爐煉鐵的高磷鐵礦和煉鋁產生的大量廢棄物赤泥綜合利用，將不能利用的資源進行有效利用，將大量堆放的廢棄物變成資源重復利用，達到“以廢治廢”的目的。使用本項專利技術可有效的利用赤泥，從而減少其對環境的污染；并且同時可以降低高磷鐵礦的含磷量，使其資源化。本專利技術的工藝簡單，生產成本低廉，有利于工業化推廣。具體實施方式實施例I本專利技術所述的包括以下的制備步驟a、將Ikg高磷鐵礦石、IOg赤泥和IOg煤粉混合均勻,其中赤泥的主要成分是Si02為 12wt%> CaO 為 3. 5wt%>Fe2O3 為 38wt%> Al2O3 為 18wt%> Na2O 為 9 wt %、TiO2 為 I. 5wt% ;高憐鐵礦主要成分TFe 為 50wt%、Al2O3 為 5wt%、P 為 I. 28wt% ；b、將步驟a所述的混合材料加熱至100°C,保溫IOmin；C、待步驟b反應結束后降至室溫，以水浸泡IOmin后過濾掉液體，對其進行回收用于磷肥的制備；d、將步驟c濾出的固體，進行磁選，得到赤鐵礦；得到的非磁性部分為高磷鐵礦及赤泥中的鋁、硅、鈦和其他有價金屬鹽混合物，可以對該部分進行鋁、鈦、稀有稀散金屬、稀有稀土金屬等的回收利用。經分析測試，得到的產物為赤鐵礦，其含P量為O. 3wt%。實施例2本專利技術所述的包括以下的制備步驟a、將Ikg高磷鐵礦石、500g赤泥和IOOg的煤粉混合均勻，其中赤泥的主要成分是 Si02 為 12wt%、Ca0 為 3. 5wt%,Fe2O3 為 38wt%、Al203 為 18wt%、Na20 為 9 wt %,TiO2 為 I. 5wt% ； 高磷鐵礦主要成分TFe為50wt%、Al2O3為5wt%、P為I. 28wt% ；b、將步本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種赤泥和高磷鐵礦綜合利用的方法，其特征在于：包括以下的制備步驟：a、將粉狀高磷鐵礦、粉狀赤泥、煤粉按照100：1～100：1～100的重量比例混合均勻；b、將步驟a的混合材料在100℃～900℃的溫度范圍內加熱保溫10min～300min；c、待步驟b材料冷卻后，以水浸泡10～120min后過濾掉液體；d、將步驟c濾出的固體進行磁選分離，磁性部分為赤鐵礦或磁鐵礦或鐵精礦。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬瑞新，李士娜，肖玉琴，黃凱，李東冉，賀良偉，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：