[发明专利]一种综合利用高铁铝土矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理高铁铝土矿的方法，具体涉及一种从高铁铝土矿中提取铝、铁、硅，并制备氧化铝、氧化铁及二氧化硅产品，实现高铁铝土矿资源综合开发利用。 

背景技术

随着我国经济的快速发展，对支持国民经济可持续发展的第一、第二大金属铁、铝的消耗也越来越大，铁矿和铝土矿的资源供应量严重短缺。20世纪80年代，我国在广西等地发现大量高铁铝土矿，资源储量超过1.6亿吨。该矿具有三个特点：其一，采用传统选矿方法不能有效分离铁、铝、硅等元素。由于铁矿物与铝矿物嵌布粒度细，相互胶结，矿物的单体解离性能极差，难以选别。其二，单一元素均达不到工业品位。该矿具有有价金属品种多(主要含铁、铝、钒、镓、锰、钛等)、铝铁含量都不高(总铁含量24％～37％，Al₂O₃含量20％～37％)、铝硅比较低(A/S＝2.6～5.4)、烧损大的特点。其三，采用处理普通铝土矿的传统工艺很难盈利。虽然矿石中铁的品位高于普通铝土矿，但还远没有达到合格铁矿的边界品位，铝的品位也没有达到目前氧化铝经济生产的工艺要求，若以单一铁矿或铝土矿开发，成本较高，技术不可行。因此，使用该矿进行单纯的冶炼铝或冶炼铁是没有经济效益可言的，必须实现铁、铝综合利用才有工业利用价值。 

在高铁铝土矿利用方面，现存“先选矿，后冶炼”、“先铝后铁”和“先铁后铝”三种工艺。 

先选矿后冶炼工艺是通过选矿的方法使含铝矿物与含铁矿物分离富集得到铝精矿与铁精矿，用拜耳法处理铝精矿生产氢氧化铝，高炉处理铁精矿制取铁。由于高铁铝土矿结晶较差，嵌布关系极为复杂，采用常规选矿方法均无法使铝铁矿物有效分离。 

先铝后铁的工艺是采用拜耳法提取矿石中的氧化铝，再用赤泥炼铁。但该法氧化铝浸出率低，同时，由于拜耳法赤泥炼铁时，必须进行赤泥脱钠、物料成团等工序，导致铁的回收率偏低。该方案在技术上可行，但工艺复杂，经济上不合理，难以实现工业化。 

先铁后铝工艺是先从矿石中还原提取铁，再从炉渣中提取氧化铝，主要有四个方案：粒铁法方案、生铁熟料法方案、金属化学还原一电炉熔分-提取氧化铝方案、烧结一高炉冶炼一提取氧化铝方案。其中粒铁法技术上困难较大；生铁熟料法存在回转窑炉衬寿命短的问题，而且能耗较高；金属化学还原一电炉溶分一提取氧化铝方案，技术上可行，但电能耗大，而广西目前电力资源紧张；烧结一高炉冶炼一提取氧化铝方案，技术可行，但渣铁分离不彻底，氧化铝浸出率低。 

发明内容

针对高铁铝土矿未能合理利用的现状，本发明提供了一种综合开发利用高铁铝土矿的方法。 

本发明的目的可以通过以下措施来达到： 

将高铁铝土矿磨细至80μm以下，与质量分数为70％～98％的硫酸均匀混合。高铁铝土矿与硫酸的比例为：高铁铝土矿中的氧化铁、氧化铝按与硫酸完全反应生成盐所消耗的硫酸物质的量计为1，硫酸与矿比例为0.8～1.5∶1，将混好的物料在250℃～550℃焙烧，保温0.5～2h。过剩的硫酸分解产生的三氧化硫用硫酸吸收，再返回铝土矿焙烧工序。将反应后的熟料加入2～5倍质量的水溶出，在50℃～95℃下搅拌15～60min，过滤，滤液为硫酸铁、硫酸铝溶液；滤渣主要成分为二氧化硅，作为微硅粉产品。涉及的化学反应为： 

Al₂O₃+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+3H₂O↑ 

Fe₂O₃+3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O↑ 

H₂SO₄＝SO₃↑+H₂O↑ 

SO₃+H₂O＝H₂SO₄