摘要以山西阳泉铝土矿为原料,研究了高铁铝土矿低温 (200~550 ℃ ) 气基还原与磁选联合的除铁方法,此法将非磁性和弱磁性含铁矿物磁化并通过磁选脱除。研究表明,当还原温度在 300~550 ℃时,含铁矿物被磁化,表现出良好的可磁选性;高铁铝土矿经过还原温度为 400 ℃保温 1 h 的氢气还原处理,并经过一次弱磁粗选,除铁率由原矿的 4.17% 升高到 60.6%,铝土矿回收率达到 78.72%,为实验最优条件。
山西铝土矿资源丰富,为我国四大铝土矿区之首,其矿床分布集中在孝义、保德、宁武和阳泉四个矿集区。山西孝义铝土矿具有储量多、易开采、品位高等优点,主要矿物为一水硬铝石、高岭石、赤铁矿、针铁矿和锐钛矿,主要化学组成 (w/%) 为:Al 2 O 3 ,21.96~66.93;Fe 2 O 3 ,6.17~30.84;TiO 2 ,1.68~3.16;SiO 2 ,1.57~13.30 [2] 。含铁较高,这些含铁矿物一部分以不规则状集合体在含铝矿物边缘嵌布或在含铝矿物中以星散浸染状出现。一部分以结构疏松的多孔状团块形式存在,部分与细小的含铝矿物混杂交生构成毛毡状集合体,组成集合体的含铁矿物粒度极细小 。
铝土矿作为耐火材料的原料时,一般要求 Fe 2 O 3含量小于 1.2%。而拜耳法生产氧化铝的过程中,若铝土矿中铁含量过高,将会降低设备的单机生产能力,增加生产能耗,导致赤泥沉降困难。因此,铝土矿除铁工艺的研究具有十分重要的意义。
铝土矿作为耐火材料的原料时,一般要求 Fe 2 O 3含量小于 1.2%。而拜耳法生产氧化铝的过程中,若铝土矿中铁含量过高,将会降低设备的单机生产能力,增加生产能耗,导致赤泥沉降困难。因此,铝土矿除铁工艺的研究具有十分重要的意义。
铝土矿选矿除铁方法可分为物理法、化学法 及生物法。化学法除铁以盐酸法及氯化法研究最多,脱铁效果较物理法好,但环保问题尚未能很好解决。生物法可在常温常压下操作、设备要求简单、成本及能耗低、无二次污染,但生物反应速度慢,除铁时间长,铁的脱除率不高。目前使用较为广泛的是物理法。物理法主要有磁选、浮选或者磁选 - 浮选联合流程,但一般效果较差。这主要是由于铝土矿中的铁主要是非磁性铁及弱磁性铁,有些铝土矿含铁矿物呈超顺微晶态存在,并且铝土矿中的铁矿物通常会与含铝矿物嵌布复杂,普通磁选和其他方法很难选出。本实验拟采用的除铁方法为在还原性气氛下低温煅烧高铁铝土矿,把铝土矿中的弱磁性铁矿物还原为磁铁矿和金属铁,经一次弱磁选除去磁性铁。