一种处理高铁铝土矿的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种处理高铁铝土矿的系统及方法。所述系统包括预处理单元、还原单元和细磨分离单元。预处理单元包括高铁铝土矿原矿入口、预热后的高铁铝土矿粉出口；还原单元包括流化床，流化床包括预热后的高铁铝土矿粉入口、还原气体入口、金属化的高铁铝土矿出口，所述还原气体入口设置在所述流化床的下部；细磨分离单元包括金属化的高铁铝土矿入口、金属铁粉出口以及富铝渣出口，所述金属化的高铁铝土矿入口和所述金属化的高铁铝土矿出口相连。通过该系统和方法得到的富铝渣可作为生产氧化铝的原料，金属铁粉可作为炼钢原料，最终实现了减少金属铁的有害成分，减小能耗和生产成本，简化工艺的效果。

System and method for treating high iron bauxite

The present invention relates to a system and method for treating high iron bauxite. The system comprises a preprocessing unit, a reduction unit, and a fine grinding separation unit. The pretreatment unit includes a high iron bauxite ore, entrance preheated high iron bauxite ore exports; the reduction unit comprises a fluidized bed, the fluidized bed comprises a preheated high iron bauxite powder, reducing gas entrance, entrance metallization of high iron bauxite exports, the reducing gas entrance is arranged at the lower part of the fluidized bed; fine grinding separation unit including the metallization of high iron bauxite, iron rich metal entrance to export and export of aluminum slag, high iron bauxite entrance of the metal of the metal and the high iron bauxite exports. Al rich slag obtained by this system and method can be used to produce alumina raw materials, metal powder can be used as raw material for steelmaking, ultimately reducing the harmful components of iron, reduce energy consumption and production cost, simplify the process effect.

【技术实现步骤摘要】
一种处理高铁铝土矿的系统和方法
本专利技术涉及气基直接还原生产金属铁领域，尤其涉及一种处理高铁铝土矿的系统和方法。
技术介绍
铝土矿是目前生产氧化铝中最主要的原料，90％以上的氧化铝是用铝土矿作为原料进行生产的。世界范围上来说铝土矿资源非常丰富，据美国矿务局统计，世界铝土矿储量为268亿吨，铝土矿资源分布广泛但又相对集中，各大洲都有分布，但主要分布于几内亚、巴西、印度、澳大利亚及中国。国外铝土矿多数为三水铝石型，铝硅比高的优质铝土矿。我国是一个铝土矿资源相对贫瘠的国家，铝土矿人均储量仅相当于世界人均水平的7.3％，而且我国铝土矿主要属于高硅、高铁、难溶型铝土矿，优质铝土矿储量较少，优质铝土矿资源短缺是我国氧化铝工业面临的主要挑战之一，据国家发改委预测，到2020年我国铝土矿供储量的保障程度只有27.1％。当前我国是世界金属铝产量和消费第一大国。近几年来，我国氧化铝产能扩张迅猛，据统计2015年我国氧化铝产量高达2500万t，但绝大多数的铝土矿资源依赖进口，随着铝土矿需求缺口越来越大，国内的铝土矿供应量越来越难以保证；因此不得不重视低质的高铁铝土矿资源。高铁型铝土矿直接进行进入拜耳法工艺时会产生大量的赤泥，导致单机产率降低、能耗过大、污染环境等弊端，如何在拜耳法工艺前将高铁铝土矿中的铁含量降低成为利用高铁铝土矿亟待解决的问题。
技术实现思路
面临上述技术问题，本专利技术旨在提供一种采用流化床处理高铁铝土矿的系统和方法使铝铁分离，通过该系统和方法得到的富铝渣可作为生产氧化铝的原料，金属铁粉可作为炼钢原料，最终到达减少金属铁的有害成分，减小能耗和生产成本，简化工艺的目的。为实现上述目的，本专利技术提出了一种处理高铁铝土矿的系统，所述系统包括预处理单元、还原单元和细磨分离单元，其中，所述预处理单元包括高铁铝土矿原矿入口、预热后的高铁铝土矿粉出口；所述还原单元包括流化床，所述流化床包括预热后的高铁铝土矿粉入口、还原气体入口、金属化的高铁铝土矿出口，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口相连；所述细磨分离单元包括金属化的高铁铝土矿入口、金属铁粉出口以及富铝渣出口，所述金属化的高铁铝土矿入口和所述金属化的高铁铝土矿出口相连。具体地，所述预处理单元包括破碎干燥装置和预热装置顺序相连，其中，所述破碎干燥装置用于所述高铁铝土矿原矿的破碎、干燥和再细磨得到高铁铝土矿粉，所述破碎干燥装置设置有所述高铁铝土矿原矿入口；所述预热装置设置有所述燃气入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口，燃气进入所述预热装置用于所述高铁铝土矿粉的预热处理。进一步地，所述破碎干燥装置包括破碎机、干燥设备和细磨设备顺序相连。进一步地，所述细磨分离单元包括细磨装置和物理分离装置顺序相连。进一步地，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口通过下料管连接。进一步地，所述还原气体入口设置在所述流化床的下部。本专利技术还提供一种处理高铁铝土矿的方法，包括步骤，A预处理：在所述预处理单元，将高铁铝土矿原矿进行破碎、干燥、再细磨、预热，得到预热后的高铁铝土矿粉；B气基还原：在所述流化床，将所述预热后的高铁铝土矿粉进行气基还原得到金属化的高铁铝土矿；C细磨分离：在所述细磨分离单元，对所述金属化的高铁铝土矿进行细磨和物理分离得到金属铁粉和富铝渣。进一步地，在步骤A中，将所述高铁铝土矿原矿破碎到3mm以下。优选地，在步骤A中，干燥后的水分控制在2％以下。优选地，在步骤A中，通过再细磨将小于100目的粉料控制在占全部原料的90％以上。进一步地，在步骤A中，将高铁铝土矿粉预热至700～950℃。进一步地，在步骤B中，将还原反应温度控制在700～1050℃，反应时间30～100min。优选地，将用于还原的还原气体的CO+H2体积比控制在≥70％。进一步地，还原反应前，将还原气体预热至700～950℃。进一步地，在步骤C中，将所述金属化的高铁铝土矿细磨至小于100目。优选地，在步骤C中，所述物理分离的方法包括磁选、浮选、重选。采用本专利技术所述的技术方案有如下优点：(1)对原料的适应性强。高铁铝土矿是全铁品位超过20％、Al2O3含量超过40％的铝土矿，相较于优质铝土矿，此类矿石在拜耳法生产氧化铝的过程中会极大地降低单机生产能力，增大能耗并会产生大量的赤泥，因此无法直接进入生产氧化铝的流程，需要进行选矿除铁或其他方式除铁，将矿石中的Fe2O3降低到合理范围内才能进入生产氧化铝的流程。同时高铁铝土矿中铝铁紧密嵌布，颗粒极细，致使单纯靠选矿的方法使高铁铝土矿铁铝分离是困难的，同时经济上也是不合理的。高铁铝土矿中氧化铝含量很高，导致这种矿的熔点也很高，难以通过高炉炼铁的方式进行冶炼。对于本专利技术来说，由于采用的气基还原的方法，还原温度较低，不产生液相，避免了过多的能耗，产物为金属化矿粉，Fe2O3被还原成了金属铁粉能够与Al2O3较为容易地分离，同时不限于高铁铝土矿的成分，因此采用气基还原的方法处理高铁铝土矿，更具有优势，本专利技术适用于所有类型的高铁铝土矿。(2)由于使用气基还原，反应温度低(700～1050℃)，远低于通常高炉法或电炉法约1600℃的温度水平，因此本专利技术工艺技术能耗低，从而降低了生产成本。(3)采用气态还原剂，避免使用煤或焦碳做还原剂，因此使金属铁中磷硫含量远低于传统高炉炼铁流程。(4)矿粉的还原度是可调节的，调节方法可以通过调节反应器内中还原气成分、反应温度和反应时间来灵活调节。(5)当用流化床法处理普通铁精矿时，由于铁精矿铁品位高，还原出金属铁后原料容易发生团聚而出现失流现象，为了防止流化床失流需要加入如MgO或CaO等抗粘剂；但当用流化床处理高铁铝土矿时，由于高铁铝土矿铁品位较低且熔点较一般铁矿粉高，因此还原出铁后不易出现团聚现象。因此采用流化床法处理高铁铝土矿具有独特的优势。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术的处理高铁铝土矿的系统简图；1-预处理单元，2-还原单元，3-细磨分离单元；11-破碎干燥装置，12-预热装置；111-破碎机，112-干燥设备，113-细磨设备，燃气入口121；还原气体入口21；31-细磨装置，32-物理分离装置。图2为本专利技术的处理高铁铝土矿的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术的目的是提供一种高铁铝土矿分离铝铁资源的工艺，利用流化床还原高铁铝土矿粉，将得到的金属化的高铁铝土矿粉进行细磨后磁选分离出金属铁精粉和富铝渣。为实现上述目的，本专利技术提出了一种处理高铁铝土矿的系统，如图1，所述系统包括预处理单元1、还原单元2和细磨分离单元3，其中，所述预处理单元1包括高铁铝土矿原矿入口、预热后的高铁铝土矿粉出口；所述还原单元2包括流化床，所述流化床包括预热后的高铁铝土矿粉入口、还原气体入口、金属化的高铁铝土矿出口，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口相连；所述细磨分离单元3包括细磨装置31和物理分离装置32，所述细磨分离单元3包括金属化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理高铁铝土矿的系统，所述系统包括预处理单元、还原单元和细磨分离单元，其中，所述预处理单元包括高铁铝土矿原矿入口、预热后的高铁铝土矿粉出口；所述还原单元包括流化床，所述流化床包括预热后的高铁铝土矿粉入口、还原气体入口、金属化的高铁铝土矿出口，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口相连，所述还原气体入口设置在所述流化床的下部；所述细磨分离单元包括金属化的高铁铝土矿入口、金属铁粉出口以及富铝渣出口，所述金属化的高铁铝土矿入口和所述金属化的高铁铝土矿出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理高铁铝土矿的系统，所述系统包括预处理单元、还原单元和细磨分离单元，其中，所述预处理单元包括高铁铝土矿原矿入口、预热后的高铁铝土矿粉出口；所述还原单元包括流化床，所述流化床包括预热后的高铁铝土矿粉入口、还原气体入口、金属化的高铁铝土矿出口，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后的高铁铝土矿粉出口相连，所述还原气体入口设置在所述流化床的下部；所述细磨分离单元包括金属化的高铁铝土矿入口、金属铁粉出口以及富铝渣出口，所述金属化的高铁铝土矿入口和所述金属化的高铁铝土矿出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理单元包括破碎干燥装置和预热装置顺序相连，其中，所述破碎干燥装置设置有所述高铁铝土矿原矿入口；所述预热装置设置有燃气入口以及所述预热后的高铁铝土矿粉出口。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述破碎干燥装置包括破碎机、干燥设备和细磨设备顺序相连；所述细磨分离单元包括细磨装置和物理分离装置顺序相连。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预热后的高铁铝土矿粉入口和所述预热后...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士朝，边妙莲，孙辉，马冬阳，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32