高铁铝土矿铝铁分离技术研究

高铁铝土矿铝铁分离技术研究
【摘要】高铁铝土矿铝铁分离的常用技术方法为还原焙烧法铝铁分离工艺，在这种工艺下可以通过将高铁铝土矿细加工，加入添加剂进行重新的混合和造球，使其物理性能被加强，然后经过焙烧、筛选分离出新型的磁性物和非磁性物，通过磁性筛选最后得到纯度较高的金属铁粉，在这种工艺中金属铁粉以磁性物存在达到高度集中。

【关键词】铝化物；焙烧；矿物质；试验
在还原焙烧法工艺中，需要多种型号添加剂，并且添加剂的总体体积要不小于45%，焙烧温度保持在1050℃，就能够得到纯度为94%以上的高纯度铁粉。

这种铁铝分离技术目前被广泛应用于金属分离工序中，下文我将通过实验对其工艺技术进行详细的分析。

1 铝铁分离技术的工艺性
铝铁化合物矿物是自然界广泛存在的矿物之一，很多高铝铁矿的铁品位较低，但是其中的二氧化铝却有较高的含量，因此如何合理利用分离工艺来提高铝铁矿石的资源利用效率就显得十分重要。

常见的三氧化二铝是能够在烧结时形成铝酸钙和铁酸钙的，因而通过合理的添加来降低铝化物的烧结温度，通过提高铝化物的分离性以提高能源的产出量，这对我国矿产行业来说有着十分重要的意义。

2 试验流程
2.1 试验材料的选择
本试验中选用高铁三水铝石型铝土矿作为提取原料，这种矿石中的全铁成分在31%以上，并且其它物质如三氧化二铝和二氧化硅的比例占26%和8%，其它杂质类金属蕴含丰富，其中二氧化锑的含量为1.36%，同时烧损率为17%，介于试验原料属于高铁低铝硅比的铝土矿，不适合利用拜耳法进行处理而选用还原焙烧法铝铁分离工艺进行作为主要试验研究办法。

添加剂的选择为添加剂T-2、T-3、T-4以及硫酸。

而还原剂为烟煤，固定碳含量接近50%，同时挥发程度较高，在硫的含量低于1%，能够在本工艺中作为良好的还原剂。

2.2 试验项目确定
本次试验具有如下两种试验目的，首先在高铁铝土矿中铝铁分离获得金属铁粉与非磁性物，另外是在非磁性物种中进行下一步的铝硅分离。

在整个试验过程中必须保证高铁三水铝石型铝土矿能经过细磨、加入添加剂、混合、造球、压团，
并且通过使用烟煤作为还原剂，从而获得磁性物金属铁粉与非磁性物富铝渣，以完成铁铝分离。

另外在通过稀释后的硫酸溶液和富铝渣进行反应，再由活性炭吸附后完成铝硅分离，使回收后的二氧化铝、铁、硅等满足实际使用需求。

2.3 试验步骤
（1）细磨工序
用于细磨的设备为3MZ型粉碎机，首先根据试验需求将原矿石进行细磨，细磨时间为10分钟，形成后的细磨粉粒直径为0.07mm。

（2）造球工序
要将细磨后的高铁三水铝石型铝土矿和上文所提及的添加剂等进行混合搅拌，然后成球，成球的直径为8-12毫米，并且做到自然风干。

（3）焙烧工序
焙烧所使用的试验设备为钢竖式电炉，它的常用温度为1300℃，首先将还原用的烟煤和生球都放入到反应罐中，要使用还原煤将反应罐中的空隙全部密实填满。

（4）磁选
在进行磁选前要先将焙烧的原料进行破碎，所使用的磨碎设备为液晶智能球磨机，磨碎物的直径为0.1mm。

当矿石达到磨矿浓度后就会达到一定的细度，并且对矿浆使用磁选法进行分选，保证在磁选强度下，所有物质能够分为磁性物和非磁性物，同时通过化学分析法和荧光分析法，对磁选物中的各种物质含量进行检测。

（5）浸泡分离
使用电热恒温锅进行浸出，并且在搅拌过程中要配合无极搅拌机，充分搅拌后要将非磁性物质和浸出剂同时放入烧杯，保证物质能够在匀速搅拌下正常浸出，然后在使用真空泵进行固液分离，记录好溶液体积确保三氧化二铝和二氧化硅能够充分反应。

（6）吸附
将一定比例的浸出液与吸附剂加入锥形瓶中密封，设定温度与振荡速度，在恒温振荡机中吸附一定时间后采用SHB一m型循环水式真空泵进行固液分离，滤液用于分析氧化铝与氧化硅的含量。

3 焙烧工艺分析
焙烧工艺属于传统的分离工艺之一，但是传统的焙烧反应效率很慢，这就容易造成极大的资源浪费和环境污染，我们提出的还原焙烧工艺是对传统焙烧工艺的一种改进。

在被细磨的原矿中分别加入T-2、T-3或T-4等添加剂时，铝铁在分离性上有着十分明显的改变，这使磁选铁完成后能够达到70%以上的回收率，同时磁性物种的铁化物质也发生了改变。

同时我们发现通过对添加剂的不同搭配还能够进一步的提高铁化物的含量，例如单独使用T-2添加剂时，铁化物的回收率会达到87%，而纯铁的回收率也会在80%以上，但是当出现T-2、T-4和T-3、T-4组合时，还原效果要远远高于铁铝添加剂的单独作用，通过组合后所回收的铁化物含量会在93%，而其中的三氧化二铝也得到很好的控制，所以在研究中我们发现提高添加剂的优化组合是保证焙烧技术回收率的关键。

4 添加剂用量对铝铁分离的影响
虽然合理的添加配合剂能够提高铁和铁化物的回收率，但是过多的添加添加剂也是存在一定问题的。

在T-2和T-4配比分别为22.5%、25%（占原矿的百分含量），焙烧温度1050℃、焙烧时间60min、磨矿时间30min、磨矿矿浆浓度50%、磁选强度97.smT的条件下研究了添加剂T-3配比对铝铁分离的影响，不添加T-3时，还有12.45%的铁存在于非磁性物中，各项指标并不好，磁选后铁的回收率也仅为81.1%。

随着T-3用量增加到2%，磁性物中铁化物含量明显增加，由84.74%提高到93.06%，相应的磁性物中二氧化铝，含量由2.41%降低到 1.38%，变化较明显，磁选后铁的回收率也由81.1%增加到89.25%。

可以看出，适量地添加T-3对矿石中铁氧化物的还原以及铝铁分离都有良好的促进作用。

当T-3用量从2%继续增加到2.5%甚至3%时，磁性物中的铁化物含量、三氧化二铝含量以及铁的回收率都略微有所波动，变化不明显，也并没有继续增加。

磁性物中铁化物含量保持在93%左右，三氧化二铝含量达到1.36%一1.38%，磁选后铁的回收率在88%～90%之间。

因此，推荐添加剂T-3的适宜用量为2%。

5 结束语
在高铁铝土矿中，铝铁含量相对很高，这些矿石常位于针铁矿、赤铁矿中，所进行合理的铝铁分离是对矿产资源利用效果的有效措施，传统的铝铁分离工艺有“先选后冶”工艺和“先铝后铁”工艺两种，但是这些工艺在分离量上都无法满足需求。

而现阶段所使用的“先铁后铝”中虽然通过烧结形式能够提高铝铁回收率，但是在空气污染等方面存在的问题较为严重，在经济上存在不合理现象。

所以本文所提出的采用烟煤作为还原剂，并且在磨选过程中加入适量添加剂能够实现高铁三水铝石型铝土矿中的铝铁分离。

这项工艺在节能和材料回收率上都占据较大优势，十分值得推广。

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