高铁三水铝土矿适度还原—高效选分新工艺的实验研究

论文摘要

随着我国钢铁工业和氧化铝工业的持续快速发展,铁矿资源和铝矿资源的日益困乏已分别成为我国钢铁工业和铝工业发展的重要瓶颈问题。高铁三水铝土矿作为一种高含铁的三水铝石型铝土矿,广泛遍布于我国的广西、福建、海南以及台湾等地,其全国储量超过15亿吨,仅广西境内储量就超过2亿吨。国内外针对高铁三水铝土矿的综合利用研究已进行了多年,先后出现了铁铝分选法、先铝后铁法、先铁后铝法。由于高铁三水铝土矿中铁铝嵌布胶合、密切共生,铁铝分离极为困难,到目前为止,高铁三水铝土矿仍未得到开发利用。针对我国铁矿资源和铝土矿资源的供应形势,以及高铁三水铝土矿资源研究利用现状,本文提出了高铁三水铝土矿适度还原-高效选分新工艺。通过原料特性分析,研究了高铁三水铝土矿的化学组成、物相组成、矿物嵌布特征和焙烧性能等。基于原料特性分析,制定了适度还原-高效选分新工艺的实验研究方案。通过实验,研究了磁场强度、还原温度、还原时间、配碳比、铝土矿粒度等工艺参数对新工艺指标的影响规律。得出以下结论：（1）高铁三水铝土矿主要由三水铝石、一水铝石、针铁矿、赤铁矿、黄铁矿、石英等矿物组成；各矿物嵌布复杂,铁矿物、铝矿物、硅矿物三者相互胶结、颗粒微细,难以用常规方法实现其铁铝的有效分离；（2）适度还原-高效选分新工艺可以高效的实现高铁三水铝土矿的铁铝分离；当配碳比为2.0、铝土矿粒度为-2.0mm,还原温度为1400℃、还原时间为180min,磁场强度为40KA/m时,新工艺指标为：选分产物品位78.23%、金属化率97.56%、铁的收得率89.24%；尾矿中A1203的品位为53.32%,A1203的收得率为86.09%；（3）较佳的适度还原-高效选分工艺参数为：配碳比1.5～2.5、还原温度1400～1450℃、还原时间不小于120min、铝土矿的最大颗粒粒径处于2.00-3.20mm之间；（4）得到的选分产物为高金属化率的金属铁粉,可进一步处理用于钢铁生产；选分尾矿为高品位的含铝资源,可作为铝工业的优质原料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题的提出
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 研究内容
• 第2章 文献综述
• 2.1 我国铁矿资源供应现状
• 2.2 我国铝资源供应现状
• 2.3 国内外铁铝复合矿资源的特点
• 2.3.1 高铝铁矿石
• 2.3.2 高铁铝土矿
• 2.3.3 赤泥
• 2.4 铁铝复合矿资源利用现状
• 2.4.1 高铝铁矿石利用现状
• 2.4.2 高铁铝土矿利用现状
• 2.4.3 赤泥的利用现状
• 2.5 铁铝分离技术研究现状
• 2.5.1 物理法
• 2.5.2 化学法
• 2.5.3 生物法
• 第3章 原料特性研究
• 3.1 化学成分
• 3.2 物相组成
• 3.4 矿物嵌布特征
• 3.5 热重分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 适度还原-高效选分新工艺实验研究
• 4.1 实验方案
• 4.2 实验原料
• 4.2.1 高铁三水铝土矿
• 4.2.2 还原用煤
• 4.3 实验设备
• 4.4 实验步骤
• 4.4.1 配料计算
• 4.4.2 适度还原实验
• 4.4.3 高效选分实验
• 4.5 新工艺考核指标
• 4.6 磁场强度对工艺指标的影响
• 4.6.1 实验结果及讨论
• 4.6.2 实验结果机理分析
• 4.7 还原温度对工艺指标的影响
• 4.7.1 实验结果及讨论
• 4.7.2 实验结果机理分析
• 4.8 还原时间对工艺指标的影响
• 4.8.1 实验结果及讨论
• 4.8.2 实验结果机理分析
• 4.9 配碳比对工艺指标的影响
• 4.9.1 实验结果及讨论
• 4.9.2 实验结果机理分析
• 4.10 粒度对工艺指标的影响
• 4.10.1 实验结果及讨论
• 4.10.2 实验结果机理分析
• 4.11 还原产物元素分布规律研究
• 4.12 选分产品后续研究方案
• 4.12.1 选分产物
• 4.12.2 选分尾矿
• 4.13 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 作者简介
• 论文统计