高鐵鋁土礦鋁鐵分離技術(shù)

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　　【摘 要】高鐵鋁土礦鋁鐵分離的常用技術(shù)方法為還原焙燒法鋁鐵分離工藝，在這種工藝下可以通過(guò)將高鐵鋁土礦細加工，加入添加劑進(jìn)行重新的混合和造球，使其物理性能被加強，然后經(jīng)過(guò)焙燒、篩選分離出新型的磁性物和非磁性物，通過(guò)磁性篩選最后得到純度較高的金屬鐵粉，在這種工藝中金屬鐵粉以磁性物存在達到高度集中。

　　【關(guān)鍵詞】鋁化物;焙燒;礦物質(zhì);試驗

　　在還原焙燒法工藝中，需要多種型號添加劑，并且添加劑的總體體積要不小于45%，焙燒溫度保持在1050℃，就能夠得到純度為94%以上的高純度鐵粉。這種鐵鋁分離技術(shù)目前被廣泛應用于金屬分離工序中，下文我將通過(guò)實(shí)驗對其工藝技術(shù)進(jìn)行詳細的分析。

　　1 鋁鐵分離技術(shù)的工藝性

　　鋁鐵化合物礦物是自然界廣泛存在的礦物之一，很多高鋁鐵礦的鐵品位較低，但是其中的二氧化鋁卻有較高的含量，因此如何合理利用分離工藝來(lái)提高鋁鐵礦石的資源利用效率就顯得十分重要。常見(jiàn)的三氧化二鋁是能夠在燒結時(shí)形成鋁酸鈣和鐵酸鈣的，因而通過(guò)合理的添加來(lái)降低鋁化物的燒結溫度，通過(guò)提高鋁化物的分離性以提高能源的產(chǎn)出量，這對我國礦產(chǎn)行業(yè)來(lái)說(shuō)有著(zhù)十分重要的意義。

　　2 試驗流程

　　2.1 試驗材料的選擇

　　本試驗中選用高鐵三水鋁石型鋁土礦作為提取原料，這種礦石中的全鐵成分在31%以上，并且其它物質(zhì)如三氧化二鋁和二氧化硅的比例占26%和8%，其它雜質(zhì)類(lèi)金屬蘊含豐富，其中二氧化銻的含量為1.36%，同時(shí)燒損率為17%，介于試驗原料屬于高鐵低鋁硅比的鋁土礦，不適合利用拜耳法進(jìn)行處理而選用還原焙燒法鋁鐵分離工藝進(jìn)行作為主要試驗研究辦法。

　　添加劑的選擇為添加劑T-2、T-3、T-4以及硫酸。而還原劑為煙煤，固定碳含量接近50%，同時(shí)揮發(fā)程度較高，在硫的含量低于1%，能夠在本工藝中作為良好的還原劑。

　　2.2 試驗項目確定

　　本次試驗具有如下兩種試驗目的，首先在高鐵鋁土礦中鋁鐵分離獲得金屬鐵粉與非磁性物，另外是在非磁性物種中進(jìn)行下一步的鋁硅分離。在整個(gè)試驗過(guò)程中必須保證高鐵三水鋁石型鋁土礦能經(jīng)過(guò)細磨、加入添加劑、混合、造球、壓團，并且通過(guò)使用煙煤作為還原劑，從而獲得磁性物金屬鐵粉與非磁性物富鋁渣，以完成鐵鋁分離。另外在通過(guò)稀釋后的硫酸溶液和富鋁渣進(jìn)行反應，再由活性炭吸附后完成鋁硅分離，使回收后的二氧化鋁、鐵、硅等滿(mǎn)足實(shí)際使用需求。

　　2.3 試驗步驟

　　(1)細磨工序

　　用于細磨的設備為3MZ型粉碎機，首先根據試驗需求將原礦石進(jìn)行細磨，細磨時(shí)間為10分鐘，形成后的細磨粉粒直徑為0.07mm。

　　(2)造球工序

　　要將細磨后的高鐵三水鋁石型鋁土礦和上文所提及的添加劑等進(jìn)行混合攪拌，然后成球，成球的直徑為8-12毫米，并且做到自然風(fēng)干。

　　(3)焙燒工序

　　焙燒所使用的試驗設備為鋼豎式電爐，它的常用溫度為1300℃，首先將還原用的煙煤和生球都放入到反應罐中，要使用還原煤將反應罐中的空隙全部密實(shí)填滿(mǎn)。

　　(4)磁選

　　在進(jìn)行磁選前要先將焙燒的原料進(jìn)行破碎，所使用的磨碎設備為液晶智能球磨機，磨碎物的直徑為0.1mm。當礦石達到磨礦濃度后就會(huì )達到一定的細度，并且對礦漿使用磁選法進(jìn)行分選，保證在磁選強度下，所有物質(zhì)能夠分為磁性物和非磁性物，同時(shí)通過(guò)化學(xué)分析法和熒光分析法，對磁選物中的各種物質(zhì)含量進(jìn)行檢測。

　　(5)浸泡分離

　　使用電熱恒溫鍋進(jìn)行浸出，并且在攪拌過(guò)程中要配合無(wú)極攪拌機，充分攪拌后要將非磁性物質(zhì)和浸出劑同時(shí)放入燒杯，保證物質(zhì)能夠在勻速攪拌下正常浸出，然后在使用真空泵進(jìn)行固液分離，記錄好溶液體積確保三氧化二鋁和二氧化硅能夠充分反應。

　　(6)吸附

　　將一定比例的浸出液與吸附劑加入錐形瓶中密封，設定溫度與振蕩速度，在恒溫振蕩機中吸附一定時(shí)間后采用SHB一m型循環(huán)水式真空泵進(jìn)行固液分離，濾液用于分析氧化鋁與氧化硅的含量。

　　3 焙燒工藝分析

　　焙燒工藝屬于傳統的分離工藝之一，但是傳統的焙燒反應效率很慢，這就容易造成極大的資源浪費和環(huán)境污染，我們提出的還原焙燒工藝是對傳統焙燒工藝的一種改進(jìn)。在被細磨的原礦中分別加入T-2、T-3或T-4等添加劑時(shí)，鋁鐵在分離性上有著(zhù)十分明顯的改變，這使磁選鐵完成后能夠達到70%以上的回收率，同時(shí)磁性物種的鐵化物質(zhì)也發(fā)生了改變。同時(shí)我們發(fā)現通過(guò)對添加劑的不同搭配還能夠進(jìn)一步的提高鐵化物的含量，例如單獨使用T-2添加劑時(shí)，鐵化物的回收率會(huì )達到87%，而純鐵的回收率也會(huì )在80%以上，但是當出現T-2、T-4和T-3、T-4組合時(shí)，還原效果要遠遠高于鐵鋁添加劑的單獨作用，通過(guò)組合后所回收的鐵化物含量會(huì )在93%，而其中的三氧化二鋁也得到很好的控制，所以在研究中我們發(fā)現提高添加劑的優(yōu)化組合是保證焙燒技術(shù)回收率的關(guān)鍵。

　　4 添加劑用量對鋁鐵分離的影響

　　雖然合理的添加配合劑能夠提高鐵和鐵化物的回收率，但是過(guò)多的添加添加劑也是存在一定問(wèn)題的。在T-2和T-4配比分別為22.5%、25%(占原礦的百分含量)，焙燒溫度1050℃、焙燒時(shí)間60min、磨礦時(shí)間30min、磨礦礦漿濃度50%、磁選強度97.smT的條件下研究了添加劑T-3配比對鋁鐵分離的影響，不添加T-3時(shí)，還有12.45%的鐵存在于非磁性物中，各項指標并不好，磁選后鐵的回收率也僅為81.1%。隨著(zhù)T-3用量增加到2%，磁性物中鐵化物含量明顯增加，由84.74%提高到93.06%，相應的磁性物中二氧化鋁，含量由2.41%降低到 1.38%，變化較明顯，磁選后鐵的回收率也由81.1%增加到89.25%�？梢钥闯�，適量地添加T-3對礦石中鐵氧化物的還原以及鋁鐵分離都有良好的促進(jìn)作用。當T-3用量從2%繼續增加到2.5%甚至3%時(shí)，磁性物中的鐵化物含量、三氧化二鋁含量以及鐵的回收率都略微有所波動(dòng)，變化不明顯，也并沒(méi)有繼續增加。磁性物中鐵化物含量保持在93%左右，三氧化二鋁含量達到1.36%一1.38%，磁選后鐵的回收率在88%～90%之間。因此，推薦添加劑T-3的適宜用量為2%。

　　5 結束語(yǔ)

　　在高鐵鋁土礦中，鋁鐵含量相對很高，這些礦石常位于針鐵礦、赤鐵礦中，所進(jìn)行合理的鋁鐵分離是對礦產(chǎn)資源利用效果的有效措施，傳統的鋁鐵分離工藝有“先選后冶”工藝和“先鋁后鐵”工藝兩種，但是這些工藝在分離量上都無(wú)法滿(mǎn)足需求。而現階段所使用的“先鐵后鋁”中雖然通過(guò)燒結形式能夠提高鋁鐵回收率，但是在空氣污染等方面存在的問(wèn)題較為嚴重，在經(jīng)濟上存在不合理現象。所以本文所提出的采用煙煤作為還原劑，并且在磨選過(guò)程中加入適量添加劑能夠實(shí)現高鐵三水鋁石型鋁土礦中的鋁鐵分離。這項工藝在節能和材料回收率上都占據較大優(yōu)勢，十分值得推廣。

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