氧化铝工业含铁赤泥制备DRI技术研究

利用氧化铝溶出废弃贫铁矿泥,配入自制添加剂,采用煤基直接还原焙烧一渣铁磁选分离一冷固成型的新工艺流程,通过X-ray,SEM-EDS手段,研究了国外铝土矿溶出废弃含铁矿泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性,并着重讨论了添加剂种类、焙烧条件对金属铁晶粒长大特性的影响,生产出优质的海绵铁,其金属化率为92.9%,含铁品位为93.7%,铁回收率为94.42%。为氧化铝工业废弃贫铁矿泥综合利用开辟了道路。     

某高铁赤泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性研究

本文研究了某高铁赤泥煤基直接还原过程中金属铁晶粒长大特性，并着重讨论了煤种及添加剂种类对金属铁晶粒长大特性的影响，得出了一些有意义的结论。     

高铁铝土矿直接还原过程热力学分析

高铁铝土矿由于自身特质,铁铝分开提取较为困难,大量研究表明直接还原—磁选工艺可有效分离铁铝,其关键所在是提高铁的金属化率及铁晶粒的长大。本文着重对高铁铝土矿直接还原过程中反应的热力学进行分析,搞清楚还原过程中可能生成的难以还原的含铁矿物,并针对其还原特性提出相应的提高铁金属化率及有助于铁晶粒长大措施。     

高铁赤泥煤基直接还原中铁晶粒成核及晶核长大特征

讨论了高铁赤泥煤基直接还原特性及还原过程中金属铁晶粒成核及晶核长大特征。研究结果表明，由于还原过程中生成了铁橄缆石和铁尖晶石，使得金属铁晶核更加难成；新相一旦形成后，铁橄缆石和铁尖晶石充当了成核剂，使得金属铁晶粒成核位垒降低，成核速度加快，其过程系“吸附－固相反应－自动催化”。     

拜耳法高铁赤泥直接还原制备海绵铁的研究

高铁赤泥煤基直接还原-磁选分离制备海绵铁,实现了铁的有效富集;还原过程中2FeO·SiO₂和FeO·Al₂O₃的生成阻碍了赤泥中铁氧化物还原,采用预焙烧处理可以促进赤泥还原,但添加剂存在时经预焙烧处理效果不显著;还原过程中添加剂Na₂CO₃产生碱性氧化物与酸性氧化物反应,CaF₂则可降低固相反应产生化合物熔点和粘度,改善还原条件;添加3%Na₂CO₃和3%CaF₂,还原焙烧温度为1 150 ℃,还原焙烧时间为3 h时,还原焙烧块的金属化率达到92.79%,可获得铁品位89.57%,铁回收率为91.15%的海绵铁。     

从赤泥中回收有价产品

众所周知，从铝土矿中碱法提取氧化铝(拜耳法)的主要废料称作赤泥。大约每两吨铝土矿产生一吨赤泥。牙买加铝土矿产生的赤泥富含赤铁矿、氧化铝和二氧化钛。试验已经证明，用纯碱烧结和苛性碱浸出可回收赤泥中90％的氧化铝。碳高温还原可使赤铁矿转化为金属化率高于94％的金属铁，从而可用磁选分离它。由于没有废弃产品的产生，这种磁选分离是值得的。因此，提供了一个完全利用废料的机会。相反地，可将预先分离过的物料给到铁鼓风炉风口中，或者通过熔炼产出生铁。如果熔炼，炉渣中的二氧化钛浓度可能足够高，可用现有的酸浸工艺回收它。本文叙述了回收氧化铝的结果，以及从赤泥中回收二氧化钛的计划。此外，还叙述了不断发展的提取铁的技术，特别是对被还原物料的磁选分离方法。还讨论了用还原赤泥作为直接还原铁的替代物的相关问题。     

广西某地区沉积型和堆积型铝土矿溶出性能分析

模拟拜耳法铝土矿溶出及赤泥磁选工艺,研究了广西地区典型的堆积型和沉积型铝土矿中铝矿物的溶出性能及赤泥中铁矿物的分选性能。结果表明: 堆积型铝土矿中各元素分布呈现各自集中、相对分散的特点,铝矿物主要为一水硬铝石,铝相对溶出率达93.58%,赤泥中的铁矿物主要为赤铁矿,铁精粉全铁含量为55.71%。沉积型铝土矿分化程度较低,各元素之间嵌布紧密,矿石中的铝矿物主要是一水硬铝石和绿泥石物,铝相对溶出率为87.73%,赤泥中的铁矿物主要是绿泥石,铁精粉全铁含量仅为31.63%。     

不同添加剂对某铝土矿拜耳法溶出性能的影响

对不同添加剂(氧化镁、铁酸二钙、水化铁酸钙、赤泥磁选氧化铁的水化铁酸钙)替代石灰拜耳法对国内某铝土矿的溶出性能影响,结果表明,水化铁酸钙完全替代石灰效果最佳,当按C/S=1.3添加时,赤泥中N/S降至0.31,A/S降至1.2,溶出率提升至96.91%。通过本研究可优化生产工艺,开发新型添加剂,为氧化铝生产企业节能减排增产提供参考。     

赤泥还原焙烧磁选回收铁的试验研究

针对赤泥普遍含铁低、有价元素稀土和钪含量较高的特点,采用还原焙烧磁选工艺对原平某地铝土矿赤泥进行回收铁的试验,研究了温度、时间、还原剂用量、添加剂、磨矿细度及场强对铁精矿品位和回收率的影响.结果表明:在焙烧温度1160℃、还原时间70min及赤泥∶焦炭∶氟化钙含量为100∶8∶8、磨矿细度-0.045mm占97%、磁场强度为300mT的条件下,所得铁精矿品位63.71%、回收率83.36%,精矿中钪损失率为8.63%、RE损失率为9.55%;磁选尾渣可作为分选稀土的原料,尾渣中含铁2.56%,有利于钪和稀土的分离.     

某镍冶炼炉渣深度还原过程中铁的成长特性研究

研究了某镍冶炼炉渣深度还原过程中铁的还原特性及金属铁的生成及成长过程,重点讨论了还原温度、还原时间和氧化钙添加剂对金属铁生成及成长的影响。研究结果表明,适当的提高还原温度、延长还原时间和添加一定量氧化钙都有利于金属铁的生成及长大;在反应过程中还原出的金属铁以小液滴聚集成大液滴的方式逐渐汇集,经过水萃降温处理后以固态铁颗粒的形式存在于还原物料中,铁颗粒的形成过程可分为还原成铁、聚集成滴、冷却成粒3个阶段。     

氧化铝厂赤泥综合利用的新工艺

利用氧化铝厂赤泥 ,配入A型催化剂 ,采用煤基直接还原焙烧—渣铁磁选分离—冷固成型新工艺流程 ,生产出优质的直接还原铁团矿。所得产品的金属化率为 92 1 % ,含铁品位为 92 7% ,铁回收率为 94 2 % ,该产品可作电炉炼钢的原料。这种新工艺为氧化铝厂赤泥的综合利用开辟了新途径     

高铁赤泥中铝的赋存状态及铝铁分离技术研究

针对拜耳法高铁赤泥无害化处置与资源化利用难题,研究了高铁赤泥中铝的赋存状态及其对铝铁分离的影响。借助XRD、铁化学物相分析、SEM-EDS等检测手段,主要关注高铁赤泥的化学组成、矿物组成以及铝的赋存状态等工艺矿物学特征。赤泥的主要组成矿物为褐铁矿、赤铁矿和铝针铁矿和钛铁矿。查明赤泥中的铁主要以针铁矿、赤铁矿的形式存在;铝主要以类质同象存在于针铁矿中,形成铝针铁矿,部分以三水铝石的形式存在,铁铝共生关系密切。赋存于针铁矿中的铝采用常规物理分选方法无法实现铝铁分离,利用磁化焙烧和悬浮焙烧预还原-电炉熔炼工艺分别尝试对高铁赤泥进行铝铁分离,磁化焙烧能够实现赤铁矿、针铁矿向磁铁矿的定向转化,但不能有效破坏铁矿物中铝的类质同象结构,无法实现铝和铁的分离,导致磁选铁精矿中TFe品位低、Al2O3含量高;悬浮焙烧预还原-电炉熔炼工艺能有效实现高铁赤泥的铁铝分离与综合利用,当原料TFe品位为46.85%、Al2O3含量为13.31%时,可获得TFe 92.86%的炼钢用生铁,同时所得到的矿渣产品可以作为生产铝酸盐水泥熟料的原料。可见,悬浮焙烧预还原-电炉熔炼工艺可以有效破坏矿石内部铝和铁类质同象的晶格结构,实现了铝铁的高效分离,为高铁赤泥的无害化处置与资源化利用提供了新途径。     

山东某赤泥磁化焙烧—磁选提铁初探

随着我国氧化铝产量的不断增大,排放的赤泥量也日益增加,普通堆存处置的方式所带来的污染生态环境、占用土地资源等问题越来越突出。为有效富集赤泥中的铁,以山东某赤泥为研究对象,在矿石性质分析的基础上,进行了磁化焙烧-弱磁选工艺流程试验。结果显示：赤泥铁品位为37.37%,赤泥中铁主要存在于赤、褐铁矿中,赤、褐铁矿中铁占总铁的98.23%;赤泥在CO浓度30%、焙烧温度620 ℃、焙烧时间为20 min的条件下磁化焙烧,焙烧产品磨细至-0.038 mm含量70%,在磁场强度为85.6 kA/m条件下进行弱磁选,可获得铁品位47.01%、作业回收率73.01%的最终铁精矿。对获得的铁精矿进行铁物相分析、XRD分析和磁性分析可知,赤泥中的赤、褐铁矿在磁化焙烧过程中大部分被还原成磁铁矿,铁矿物磁性增强,进而可以通过弱磁选实现铁矿物与脉石矿物的分离。但是针对铁精矿中铁品位的继续提升与铝的脱除需要进一步的研究。     

某磁铁精矿内配碳直接还原试验研究

为探究直接还原铁新工艺并提高产品质量,以全铁含量为64.71%的某低硫磁铁精矿为原料,糊精为有机粘结剂,采用内配焦炭制备生球团,在氮气的保护下进行还原焙烧试验。结果表明：在焦炭用量为20%、还原温度为1 150 ℃、还原时间为1 h、糊精添加量为1%、磨矿细度为-0.074mm占80%、磁场强度为80 kA/m的条件下,可获得全铁含量为92.67%的直接还原铁产品,此时铁回收率为95.74%;内配1.6%的碳酸钠后,直接还原铁产品的全铁含量达到93.55%,提升近一个百分点,而铁回收率降至94.20%。SEM EDS分析显示直接还原铁产品晶粒较大,金属铁衍射峰明显,可作为电炉炼钢中替代废钢的优质原料。     

拜耳法赤泥选铁工艺研究

以拜耳法赤泥为原料,在分析赤泥性质的基础上,考察赤泥选铁的途径和最佳条件。分析发现赤泥铁渣中主要矿物为赤铁矿和水化铝硅酸盐。研究了以磁化焙烧-磁选工艺从赤泥中回收铁精矿的工艺技术,并确定赤泥选铁的最佳工艺参数为焙烧温度750 ℃,焙烧时间20 min,掺碳量6%,磁选次数2次,磁选磁感应强度0.1 T。此工艺条件下得到的铁精矿品位为62.36%,回收率49.60%,S含量0.273%,达到了试验效果。     

高硫氰化尾渣还原焙烧脱硫—磁选试验

江西某冶炼厂氧化焙烧氰化尾渣含铁43.15%,含硫1.97%,属高硫氰化尾渣,采用常规选矿方法、磁化焙烧—磁选工艺难以获得理想的铁回收率指标。为开发利用该尾渣,对其进行了还原焙烧同步脱硫回收铁工艺研究。试验确定的最佳焙烧条件为:烟煤用量20%、脱硫剂BK用量16%、还原焙烧温度1 150℃、焙烧时间45 min。最佳焙烧条件获得的焙烧产品经两段阶段磨矿阶段弱磁选试验,获得了产率42.71%、铁品位92.05%、硫含量0.04%、磷含量0.04%、铁回收率91.11%的还原铁产品,为高硫氰化尾渣资源化提供了一种新途径。     

拜耳法赤泥磁化焙烧理论与实践问题探讨

概述了高铁低硅拜尔法赤泥的来源及综合利用现状,介绍了赤泥磁化还原-磁选方法以及存在的主要问题,并阐述了赤泥磁化焙烧还原动力学与矿相重构规律。重点介绍了武汉工程大学开发的赤泥多级动态磁化焙烧-磁选工艺技术。该技术能得到用于氧化球团的高品质铁精粉和用于制备建筑材料的尾矿,完全消除了结圈结块问题,原料和燃料适应性强、焙烧均匀、温度及弱还原气氛控制方便、能源利用率高,可实现赤泥资源化、减量化、无害化综合利用,具有生产成本低、经济性好、安全环保等诸多优点。     

铁矿石焙烧动力学研究现状及发展

焙烧-磁选法是处理低品位难选氧化铁矿石的有效方法。归纳了铁矿焙烧过程动力学研究常用的3种表征方法,着重介绍了基于热重分析技术的静态法和动态法在铁矿石焙烧过程动力学研究方面的运用。总结了磁化焙烧、直接还原和深度还原过程动力学近年来的研究成果。指出菱铁矿磁化焙烧过程根据TG和DTG曲线可分为两个阶段,其反应机理分别符合随机核化和核生长机理;铁矿石直接还原过程根据TG和DTG曲线分为几个阶段,再由各阶段活化能的差异分为缓慢反应阶段和快速反应阶段,由此可以找出焙烧过程的限制环节;赤铁矿在深度还原过程中经历缓慢反应-快速反应-趋于平衡3个阶段,整体反应符合随机成核及长大模型,活化能约为320 kJ/mol。指出今后应加强对实际矿石磁化焙烧动力学的研究,为实际难选矿磁化焙烧关键技术提供理论支撑;还应注重焙烧过程热力学与动力学研究的结合,对焙烧过程进行计算机模拟等方面的研究。     

含锰褐铁矿焙烧-磁选工艺中锰的行为研究

通过磁化焙烧-磁选、还原焙烧-磁选试验,研究了含锰褐铁矿中锰在工艺过程中的走向;采用化学分析、XRD、SEM、光片等手段,研究了焙砂中锰的赋存状态和嵌布特征.试验结果表明:原矿经过磁化焙烧-弱磁选后,得到的铁精矿中,锰含量较高,在6%以上,铁锰分离效果较差;原矿经过直接还原焙烧-弱磁选后,得到的铁精矿中,锰品位较低,基本上低于3%,实现了铁锰的有效分离.磁化焙烧焙砂中,锰主要以方铁锰矿的形式分布在磁铁矿与脉石矿物的集合体中,嵌布粒度细;直接还原焙砂中,锰主要以尖晶石的形式分布在非铁相中,易与通过磁选实现铁与锰的分离.