一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法与流程

1.本技术涉及固体废物资源回收技术领域，尤其涉及一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法。


背景技术：

2.高硫铝土矿是氧化铝生产潜在可利用资源，因为硫对氧化铝生产的有害影响，通常需要对其进行预处理降低硫含量，以满足氧化铝生产要求。浮选脱硫是目前高硫铝土矿常用的脱硫方法，但在降低铝土矿硫含量的同时，也产生浮选尾矿。
3.赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种高碱性工业固体废弃物，成分复杂，当前尚无经济可行的规模化利用途径。
4.目前，未见将浮选尾矿和赤泥综合利用方法的报道。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法，以解决针对铝土矿浮选脱硫尾矿和赤泥综合利用技术不足的问题。
6.第一方面，本技术提供了一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法，所述方法包括：
7.将浮选尾矿和赤泥进行混合，得到混合物料；
8.将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧物；
9.将所述焙烧物进行分离，得到铁矿物和铝硅渣；
10.其中，所述浮选尾矿中含有fes2。
11.进一步地，所述浮选尾矿为高硫铝土矿浮选尾矿。
12.进一步地，所述混合物料中fes2和fe2o3的摩尔比为1:(3～6)。
13.进一步地，所述混合物料中fes2和fe2o3的摩尔比为1:(4～5)。
14.进一步地，所述焙烧的工作参数包括：焙烧温度为350～450℃，焙烧时间为5～30min，焙烧气氛的氧气体积浓度为5％～23％。
15.进一步地，所述焙烧的工作参数包括：焙烧温度为380～420℃，焙烧时间为10～20min，焙烧气氛的氧气体积浓度为5％～20％。
16.进一步地，所述赤泥包括烧结法赤泥、拜尔法赤泥和联合法赤泥中的至少一种。
17.进一步地，所述铁矿物中铁精矿产率＞29％。
18.进一步地，以全铁计，所述铁精矿品位＞54％。
19.进一步地，所述将所述焙烧物进行分离，得到铁矿物和铝硅渣的具体过程包括：
20.将所述焙烧物进行破碎，后进行磁选分离，得到铁矿物和铝硅渣。
21.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
22.本技术实施例提供了一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法，该方法将含有fes2的浮选尾矿和赤泥混合后直接进行焙烧，无需额外添加其他化学试剂，fes2、fe2o3和o2可发生氧化还原反应生成fe3o4和so2，反应生成的fe3o4磁性增强，利于磁选分离，生成的so2与赤泥
中碱性物质(钙矿物、钠矿物、镁矿物)发生反应，降低赤泥的碱性，减少焙烧烟气中so2的排放量，得到铁矿物和铝硅渣。实现了浮选尾矿和赤泥中铁矿物的协同回收，剩余铝硅渣可返回氧化铝流程或用于建筑材料，且具有综合利用率高和成本低的特点。
附图说明
23.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法的流程示意图；
26.图2为本技术实施例1-4提供的一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法的流程示意图。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.除非另有特别说明，本技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
29.高硫铝土矿是氧化铝生产潜在可利用资源，因为硫对氧化铝生产的有害影响，通常需要对其进行预处理降低硫含量，以满足氧化铝生产要求。浮选脱硫是目前高硫铝土矿常用的脱硫方法，但在降低铝土矿硫含量的同时，也产生浮选尾矿。
30.赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种高碱性工业固体废弃物，成分复杂，当前尚无经济可行的规模化利用途径。
31.目前，未见将浮选尾矿和赤泥综合利用方法的报道。
32.本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
33.第一方面，本技术提供了一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法，如图1所示，所述方法包括：
34.将浮选尾矿和赤泥进行混合，得到混合物料；
35.将所述混合物料进行焙烧，得到焙烧物；
36.将所述焙烧物进行分离，得到铁矿物和铝硅渣；
37.其中，所述浮选尾矿中含有fes2。
38.本技术实施例提供了一种综合利用浮选尾矿和赤泥的方法，该方法将含有fes2的浮选尾矿和赤泥混合后直接进行焙烧，fes2、fe2o3和o2可发生氧化还原反应生成fe3o4和so2，反应生成的fe3o4磁性增强，利于磁选分离，生成的so2与赤泥中碱性物质(钙矿物、钠矿物、镁矿物)发生反应，降低赤泥的碱性，减少焙烧烟气中so2的排放量，得到铁矿物和铝硅渣。实现了浮选尾矿和赤泥中铁矿物的协同回收，剩余铝硅渣可返回氧化铝流程或用于建
筑材料，且具有综合利用率高和成本低的特点。
39.本技术中，将含有fes2的浮选尾矿和赤泥混合后直接进行焙烧过程发生的反应方程式如下：
[0040][0041]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述浮选尾矿为高硫铝土矿浮选尾矿。
[0042]
本技术中，高硫铝土矿是氧化铝生产潜在可利用资源，因为硫对氧化铝生产的有害影响，通常需要对其进行预处理降低硫含量，以满足氧化铝生产要求。浮选脱硫是目前高硫铝土矿常用的脱硫方法，但在降低铝土矿硫含量的同时，也产生浮选尾矿。浮选尾矿的主要成分为黄铁矿和铝硅酸盐矿物，因硫铁矿含量较低，通常作为固体废弃物直接排放，造成资源的浪费。因此，本技术提供一种高硫铝土矿浮选尾矿和赤泥协同综合利用方法，避免浮选尾矿和赤泥堆放对环境的影响，实现了浮选尾矿和赤泥中铁矿物的协同回收，剩余铝硅渣可返回氧化铝流程或用于建筑材料。
[0043]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述混合物料中fes2和fe2o3的摩尔比为1:(3～6)。
[0044]
本技术通过将焙烧前的混合物料中fes2/fe2o3摩尔比按1:(3～6)进行控制，有利于fes2、fe2o3和o2可发生氧化还原反应生成fe3o4和so2，使得反应更加充分，从而提高了含有fes2的浮选尾矿和赤泥的综合利用率。
[0045]
在一些具体实施例中，所述混合物料中fes2和fe2o3的摩尔比可为1:3、1:4、1:5、1:6等。
[0046]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述混合物料中fes2和fe2o3的摩尔比为1:(4～5)。
[0047]
本技术，在一些具体实施例中，所述混合物料中fes2和fe2o3的摩尔比优选为1:(4～5)。
[0048]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述焙烧的工作参数包括：焙烧温度为350～450℃，焙烧时间为5～30min，焙烧气氛的氧气体积浓度为5％～23％。
[0049]
本技术，通过控制焙烧的工作参数为上述参数时，有利于fes2、fe2o3和o2发生氧化还原反应转换生成fe3o4和so2。若氧气体积浓度过高，焙烧时间过长，则会发生fe3o4的进一步氧化，生成磁性较弱的fe2o3，不利于后续铁的磁选分离。
[0050]
相较于现有常规的磁化焙烧技术，物料焙烧温度与常规的磁化焙烧温度(500-700℃)大幅度降低，本技术控制焙烧温度仅为350-450℃，大大降低了能源消耗。
[0051]
在一些具体实施例中，焙烧温度可为350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃等；焙烧时间可为5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min、30min等；焙烧气氛的氧气体积浓度可为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％等。
[0052]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述焙烧的工作参数包括：焙烧温度为380～420℃，焙烧时间为10～20min，焙烧气氛的氧气体积浓度为5％～20％。
[0053]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述赤泥包括烧结法赤泥、拜尔法赤泥和联
合法赤泥中的至少一种。
[0054]
赤泥主要根据氧化铝的不同生产工艺分为拜耳法赤泥和烧结法赤泥。赤泥中含有的主要化学成分是相似的，主要为sio2、al2o3、cao、fe2o3、tio2、na2o、k2o、mgo，但各种成分含量稍有不同。另外，联合法赤泥是指拜耳法和烧结法联合使用产出的赤泥。
[0055]
作为本技术实施例的一种实施方式，所述铁矿物中铁精矿产率＞29％。
[0056]
作为本技术实施例的一种实施方式，以全铁计，所述铁精矿品位＞54％。
[0057]
本技术提供的综合利用浮选尾矿和赤泥的方法，铁精矿产率高且品位佳。
[0058]
下面结合具体的实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
[0059]
本技术中下述实施例和对比例所用的高硫铝土矿浮选尾矿成分分析结果如表1所示，实施例1-4提供的综合利用浮选尾矿和赤泥的方法的流程示意图如图2所示。
[0060]
表1高硫铝土矿浮选尾矿主要化学组成(以氧化态计)
[0061][0062]
根据表1中高硫铝土矿浮选尾矿分析结果，通过s和fe2o3含量计算浮选尾矿中黄铁矿含量为35.81％，氧化铁含量为2.41％。
[0063]
本技术中实施例所用赤泥成分分析结果如表2所示。
[0064]
表2赤泥主要化学组成(以氧化态计)
[0065][0066]
将高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合均匀，控制混合物料中fes2/fe2o3摩尔比为1:3，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥重量分别为50克和750克，总重量800克，在450℃温度下焙烧5min，焙烧气氛的氧气体积浓度为20％，焙烧后物料经研磨破碎后在1.5t磁场强度下进行高梯度磁选。得到铁精矿产率为29.14％，铁精矿品位为(以全铁tfe计)为54.82％。
[0067]
实施例2
[0068]
将高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合均匀，控制混合物料中fes2/fe2o3摩尔比为1:4，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥重量分别为38克和762克，总重量800克，在400℃温度下焙烧20min，焙烧气氛的氧气体积浓度为10％，焙烧后物料经研磨破碎后在1.5t磁场强度下进行高梯度磁选。得到铁精矿产率为35.61％，铁精矿品位为(以全铁tfe计)为56.79％。
[0069]
实施例3
[0070]
将高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合均匀，控制混合物料中fes2/fe2o3摩尔比为1:5，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥重量分别为30克和770克，总重量800克，在350℃温度下焙烧30min，焙烧气氛的氧气体积浓度为5％，焙烧后物料经研磨破碎后在1.5t磁场强度下进行高梯度磁选。得到铁精矿产率为31.25％，铁精矿品位为(以全铁tfe计)为56.85％。
[0071]
实施例4
[0072]
将高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合均匀，控制混合物料中fes2/fe2o3摩尔比为1:6，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥重量分别为26克和774克，总重量800克，在400℃温度下焙烧15min，焙烧气氛的氧气体积浓度为20％，焙烧后物料经研磨破碎后在1.5t磁场强度下进行高梯度磁选。得到铁精矿产率为30.38％，铁精矿品位为(以全铁tfe计)为55.64％。
[0073]
对比例1
[0074]
本对比例与实施例2的区别在于，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合后，不进行焙烧直接磁选。
[0075]
将高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合均匀，控制混合物料中fes2/fe2o3摩尔比为1:4，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥重量分别为38克和762克，总重量800克，混匀后物料在1.5t磁场强度下进行高梯度磁选。得到铁精矿产率为3.26％，铁精矿品位为(以全铁tfe计)为25.51％。
[0076]
从对比例1可知，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥直接混合，不进行焙烧直接磁选，由于铁矿物未进行磁化转化，磁选出的铁精矿产率很少，铁精矿品位也很低，选别性能差。
[0077]
对比例2
[0078]
本对比例与实施例2的区别在于，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合后，焙烧温度超过450℃。
[0079]
将高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合均匀，控制混合物料中fes2/fe2o3摩尔比为1:4，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥重量分别为38克和762克，总重量800克，在500℃温度下焙烧20min，焙烧气氛的氧气体积浓度为20％，混匀后物料在1.5t磁场强度下进行高梯度磁选。得到铁精矿产率为5.84％，铁精矿品位为(以全铁tfe计)为27.45％。
[0080]
从对比例2可知，高硫铝土矿浮选尾矿与赤泥按比例混合后进行焙烧，当焙烧温度达到500℃，铁矿物进一步氧化转化为fe2o3，磁选的选别效率降低，高硫铝土矿浮选尾矿和赤泥中的铁矿物无法有效回收。
[0081]
本技术的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
[0082]
在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本技术说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也
可以是多个。
[0083]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。