本發(fā)明屬于共伴生難處理礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于直接還原從高鋁褐鐵礦中提取鐵的方法，特別是涉及一種高鋁褐鐵礦鋁鐵分離方法。
背景技術(shù)：
我國經(jīng)濟和鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，推動了我國鋼鐵工業(yè)的持續(xù)高速增長，從而引起我國第一、第二大金屬鐵和鋁的消耗量也越來越大，導(dǎo)致了國內(nèi)高品位鐵礦和鋁土礦的資源供應(yīng)嚴重不足，為此很多鋼鐵企業(yè)通過采購高品質(zhì)礦石來實現(xiàn)精品原料的供應(yīng)。但隨著礦產(chǎn)資源，特別是鐵礦資源的日益緊張和優(yōu)質(zhì)礦的逐漸減少，導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)面臨巨大的生產(chǎn)成本壓力。數(shù)據(jù)顯示自2003年以來，我國對進口鐵礦石的依賴度已達50％左右，這給我國鋼鐵工業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟的安全帶來重大隱患。為了應(yīng)對這一形勢，人們開始將研究的重點轉(zhuǎn)向國內(nèi)難處理、低品位的鐵礦石資源，也迫切需要依靠技術(shù)進步最大限度地開發(fā)利用低品位復(fù)雜難處理礦石資源，以保障鋼鐵工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
高鋁褐鐵礦就是一類典型的復(fù)雜難處理鐵礦石，在我國廣西、安徽、貴州等地以及澳大利亞和東南亞國家等均有較大儲量，因其儲量豐富，價格相對低廉，是一種比較重要的鐵礦資源。但由于高鋁褐鐵礦中的鐵礦物和鋁礦物嵌布粒度細、相互膠結(jié)，礦物的單體解離性能差、難以分選，不能實現(xiàn)鐵與鋁、硅的高效分離。若以單一鐵礦或鋁土礦開發(fā)，開發(fā)成本較高，技術(shù)不可行，因此這部分礦產(chǎn)資源在我國尚處呆滯狀態(tài)。
我國針對高鋁褐鐵礦的綜合利用研究已進行了多年，已經(jīng)出現(xiàn)了鐵鋁分選法、先鋁后鐵法、先鐵后鋁法等。但由于以上方法存在Al2O3浸出率低，堿耗高，能耗高，污染大，高爐冶煉焦炭消耗高、操作復(fù)雜等問題。到目前為止，這些高鋁褐鐵礦研究利用工藝均未見工業(yè)化應(yīng)用和實施。所以，目前高鋁褐鐵礦這種含有鐵、鋁等有價金屬的復(fù)合資源仍然未能得到有效開發(fā)利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高鋁褐鐵礦鋁鐵分離方法，解決了現(xiàn)有高鋁褐鐵礦鋁鐵分離方法及綜合利用存在的問題，該方法具有工藝簡單，能耗低，鐵回收率高，鋁鐵分離效果好的優(yōu)點。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案包括以下步驟：
(1)將高鋁褐鐵礦加熱至850℃～1000℃，以脫除礦中的結(jié)晶水，將脫水后的高鋁褐鐵礦破碎至粒度0.1～3.0mm的高鋁褐鐵礦顆粒，將褐煤破碎成粒度0.1～3.0mm的褐煤顆粒；
(2)將脫水破碎后的高鋁褐鐵礦顆粒和褐煤顆?；旌暇鶆?，制得混合料其中，按質(zhì)量百分數(shù)計：高鋁褐鐵礦顆粒的質(zhì)量分數(shù)為65.0％～83.0％、褐煤顆粒的質(zhì)量分數(shù)為17.0％～35％；
(3)將混合料置于還原裝置中進行直接還原，其中，還原溫度為1150℃～1370℃，還原時間為40min～80min；
(4)將直接還原完成后的反應(yīng)產(chǎn)物迅速排入水中冷卻，然后采用磨礦設(shè)備對冷卻后的還原產(chǎn)物進行磨礦和磁選，其中，磨礦至粒度0.1～0.3mm，磁場強度為20～60KA/m，其中，得到直接還原鐵的全鐵含量不低于93％，金屬化率大于94％，鐵回收率不低于94％；
(5)經(jīng)磨礦、磁選后的磁選尾渣經(jīng)浮選脫除過剩褐煤后得到富鋁尾渣。
所述高鋁褐鐵礦礦石中按質(zhì)量百分數(shù)計：全鐵含量不低于17％、Al2O3含量不低于20％，SiO2含量不高于19％，褐煤中的固定碳含量不低于45％。
步驟(1)所述的將脫水后的高鋁褐鐵礦破碎至粒度0.1～3.0mm的高鋁褐鐵礦顆粒，將褐煤破碎成粒度0.1～3.0mm的褐煤顆粒，其中，粒級-1.0mm含量65％～85％。
步驟(3)所述的還原裝置為旋轉(zhuǎn)管式爐，旋轉(zhuǎn)管式爐的轉(zhuǎn)速為3～5r/min。
本發(fā)明方法采用技術(shù)可行，經(jīng)濟合理的直接還原—磁選工藝，使含高鋁的褐鐵礦通過直接還原—磁選工藝選出其中的鐵，磁選后的富鋁尾渣可用作生產(chǎn)氧化鋁，使高鋁褐鐵礦得到很好的利用，并且可以綜合利用其中的鐵礦物和鋁礦物，具有工藝簡捷、成本低、產(chǎn)率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、安全環(huán)保等優(yōu)點。對于我國高鋁褐鐵礦的綜合開發(fā)利用有重要的現(xiàn)實意義，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種高鋁褐鐵礦高效鋁鐵分離方法流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點會在描述中更為清楚，但這些實施例僅是范例性質(zhì)的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。
實施例1
某高鋁褐鐵礦全鐵含量為41.00％，Al2O3的含量為20.77％，SiO2含量為18.47％，燒損為12.30％，剩余為其它雜質(zhì)，其中，Al2O3與SiO2的質(zhì)量比為1.13。
所用褐煤的固定碳含量為46.77％，揮發(fā)分為32.38％，結(jié)合水為20.85％。
將上述高鋁褐鐵礦加熱至870℃脫去結(jié)晶水，然后破碎成粒度0.1～3.0mm的顆粒，同時將褐煤破碎成粒度0.1～3.0mm的顆粒。
將高鋁褐鐵礦顆粒和褐煤顆粒按照質(zhì)量百分比為80％和20％的比例混勻。
將上述混合料裝入到旋轉(zhuǎn)管式爐中進行直接還原，還原區(qū)溫度為1250℃，還原時間為40min，旋轉(zhuǎn)管式爐的轉(zhuǎn)速為4r/min，將還原產(chǎn)物從出料口排入到水中冷卻。
將冷卻的還原產(chǎn)物磨碎至粒度0.1～0.3mm后磁選，磁場強度為35KA/m，得到直接還原鐵的全鐵含量為95.12％，金屬化率為94.57％，鐵回收率為94.36％。
將磁選尾渣經(jīng)浮選脫除過剩褐煤后，檢測富鋁尾渣中的鋁含量為42.65％。
實施例2
采用實施例1中的高鋁褐鐵礦顆粒和褐煤顆?；旌狭希咪X褐鐵礦顆粒和褐煤顆粒按照質(zhì)量百分比為70％和30％的比例混勻。
將上述混合料裝入到旋轉(zhuǎn)管式爐中進行直接還原，還原區(qū)溫度為1250℃，還原時間為60min，旋轉(zhuǎn)管式爐的轉(zhuǎn)速為4r/min，將還原產(chǎn)物從出料口排入到水中冷卻。
將冷卻的還原產(chǎn)物磨碎至粒度0.1～0.3mm后磁選，磁場強度為35KA/m，得到直接還原鐵的全鐵含量為96.52％，金屬化率為96.30％，鐵回收率為95.21％。
將磁選尾渣經(jīng)浮選脫除過剩褐煤后，檢測富鋁尾渣中的鋁含量為43.41％。
實施例3
采用實施例1中的高鋁褐鐵礦顆粒和褐煤顆粒混合料，高鋁褐鐵礦顆粒和褐煤顆粒按照質(zhì)量百分比為65％和35％的比例混勻。
將上述混合料裝入到旋轉(zhuǎn)管式爐中進行直接還原，還原區(qū)溫度為1300℃，還原時間為75min，旋轉(zhuǎn)管式爐的轉(zhuǎn)速為4r/min，將還原產(chǎn)物從出料口排入到水中冷卻。
將冷卻的還原產(chǎn)物磨碎至粒度0.1～0.3mm后磁選，磁場強度為35KA/m，得到直接還原鐵的全鐵含量為98.34％，金屬化率為97.58％，鐵回收率為97.06％。
將磁選尾渣經(jīng)浮選脫除過剩褐煤后，檢測富鋁尾渣中的鋁含量為43.84％。