[发明专利]一种从低品位红土铁矿中提铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低品位红土铁矿的选矿工艺，尤其涉及一种从低品位红土铁矿中提铝的方法。

背景技术

红土铁矿，是一种典型的热带地区风化—淋积—残余矿床，主要产于超基性岩（橄榄岩）上部的红土风化壳中，也称风化壳型红土铁矿，主要矿物有针铁矿、赤铁矿等一些含水氧化铁矿物组成，化学成分以Fe2O3含量高为特征。世界各地的 红土铁矿类型不完全相同，它是相对于硫化镍矿的一种含镍矿石，其矿石中主要含镍成分为氧化镍。印尼中苏拉威西省莫罗哇丽县和东南苏拉威西省北科纳威县境内东部沿海附近广泛区分布一种红土铁矿层，一般厚10-15米，层位自上而下为：表土层、褐铁矿层、褐泥层、腐泥矿层、中风化原岩（左图）。铁矿层位于上部，厚度一般3-8米，颗粒中等，颜色较深，含铁量较高，一般45-55%，例如，印尼东南苏拉威西省北科纳威红土铁矿、莫罗哇丽红土铁矿、菲律宾红土铁矿化学多元素分析结果见表1。

表1 印尼东南苏拉威西省北科纳威红土铁矿化学多元素分析结果

世界上红土铁矿资源丰富，主要分布在环太平洋亚热带—热带海洋气候多雨地区，以印尼、菲律宾为主要产地，全世界储量达500亿吨以上。储量巨大，开采方便，一直以来，由于红土铁矿受矿石选冶技术限制和生产成本偏高的制约，没有得到很好的开发和利用。印尼苏拉威西的红土铁矿与其它铁矿不同，其伴生的一些其它元素含量较高，特别是Al₂O₃含量偏高，平均在11%左右，最高可达18%，冶炼时会造成矿渣粘稠，高炉利用系数低，这是印尼红土铁矿的一大特点。例如，菲律宾红土铁矿矿物组成见表2，红土铁矿中铝的赋存状态见表3。

表2 红土铁矿样品中矿物组成

表3 红土铁矿中铝的赋存状态

红土铁矿中有用元素铝的赋存状态主要以三水铝石形式存在，其次以高岭土、绿泥石等粘土矿物形式存在，少量以类质同象形式存在于褐铁矿之中。在所有类型的铝土矿中，三水铝石型铝土矿是最易溶出的一种铝土矿。

与全球铝土矿储量巨大相比，中国铝土矿资源比较贫乏。有关专家指出，按照保有查明储量预计，中国铝土矿资源储量不容乐观，甚至有专家预计，到2015年前后，中国铝土矿资源将基本枯竭。由于是中国铝土矿资源稀缺，因此回收利用再生铝资源非常迫切。为了增强铝资源保障能力，促进铝产业可持续发展，应该快速与周边国家建立起资源经济合作伙伴关系，最大限度地分享境外资源，这是解决中国铝土矿资源不足的根本途径，也是最有效的途径。如何有效利用世界上拥有丰富资源量、开采成本低廉的红土铁矿，以及这类矿石中有价金属铝、钴、铬等的综合利用是国际一直未彻底解决的一大难题。

从红土铁矿中回收铁、镍、钴、铝的困难在于，在进行化学处理分离金属有用成分之前通常不能通过物理方式充分富集镍的有用成分，即无法用选矿的技术进行富集，这使得红土镍矿的处理成本很高。目前,红土镍处理工艺归纳起来，主要有选矿工艺和冶炼工艺。红土镍矿选矿工艺回收现阶段的研究主要包括还原培烧-磁选工艺、氯化离析-磁选工艺及直接磁选工艺等。还原焙烧-磁选工艺,即首先对原矿进行磨矿,再将磨好的原矿与还原剂混合后进行髙温还原倍烧,最后进行磁选,得到镍铁精矿。红土镍矿选冶回收工艺主要分为火法、湿法及火法-湿法联合三大类。冶炼工艺主要包括火法冶炼工艺、湿法冶炼工艺、火法-湿法联合冶炼工艺。红土镍矿的火法冶炼工艺包括还原熔炼生产镍铁工艺、还原硫化熔炼生产镍鋶工艺；湿法冶炼工工艺主要有：高压酸浸工艺（简称为HPAL）、常压酸浸工艺、堆浸工艺及微生物浸出；火法-湿法联合冶炼工艺有还原焙烧-氨浸工艺(简称为RRAL),硫酸化焙烧-水浸、氯化倍烧-水浸、还原倍烧-酸浸工艺。目前，国内外红土镍矿广泛应用的选冶处理方法是火法冶炼和高压酸浸工艺。火法冶炼应用较早，技术成熟，但随着高品位红土镍矿资源日益匮乏，其经济性明显降低；高压酸浸工艺代表当今红土镍矿选冶的发展方向，HPAL工艺消耗的硫酸比按化学计量溶解矿石中的非铁金属成分所需的硫酸更多；HPAL工艺只限 于处理主要为褐铁矿类的原料；镍、钴浸出率低 ；浸出渣量大，而且是硅和铁的混合渣，使得红土铁矿的主要成分铁不能经济有效的开发利用。该工艺投资大、流程长，污染严重，形成较大规模的工艺却较少。