一种复杂难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102168156A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102168156A(43)申请公布日2011.08.31(21)申请号201110076400.7(22)申请日2011.03.29(71)申请人东北大学地址110004辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人李强邹宗树(74)专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限公司11286代理人韩明星薛义丹(51)Int.Cl.C21B11/00(2006.01)C21B13/14(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种复杂难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法(57)摘要本发明提供了一种嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法。所述方法包括：将铝铁共生矿装入预还原炉(1)中，然后向预还原炉(1)内通入一氧化碳和/或氢气以部分还原铝铁共生矿，而后将已经被部分还原的铝铁共生矿放入终还原熔分炉(2)内，通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同形成上下两个液相分别出铁和排渣，以完成熔融分离。本发明能够实现难选复杂铝铁共生矿中的铁、铝的彻底分离，同时保证铁、铝的高回收率并实现复杂难选铝铁共生矿综合利用。且本发明工艺能够获得铁、氧化铝、高质量煤气、水泥和二氧化碳等产品且无废气、废渣排出，具有低能耗、高回收率的特点。CN102685ACCNN110216815602168161A权利要求书1/2页1.一种嵌布复杂、难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于包括以下步骤：将铝铁共生矿装入预还原炉(1)中，然后向预还原炉(1)内通入一氧化碳和/或氢气以部分还原铝铁共生矿，而后将已经被部分还原的铝铁共生矿放入终还原熔分炉(2)内，通过碳热高温进一步对其进行终还原，利用高温下熔铁液和含氧化铝的熔渣比重不同形成上下两个液相分别出铁和排渣，以完成熔融分离。2.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述部分还原铝铁共生矿的步骤包括：将铝铁共生矿从预还原炉(1)的上部直接加入，同时在预还原炉(1)下部通入还原煤气，还原煤气温度范围为750℃～950℃，还原势范围为0.6～1.0，以制得金属化率在40％-90％范围内的金属化铝铁共生球团矿。3.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述终还原步骤包括：将金属化铝铁共生球团矿经预还原炉(1)的下料管送入到终还原熔分炉(2)内，同时按总燃料重量比的20％～40％的比例加入块煤，并依据矿石中氧化铝和二氧化硅的含量适度加入石灰石熔剂，以保持熔渣中碱度在CaO/SiO2＝1.2±0.3、CaO/Al2O3＝1.2±0.2范围内；并通过煤氧喷吹系统(3)向终还原熔分炉(2)内喷入纯度大于90％的氧气和煤粉，煤比按总燃料比的60％～80％比例喷入，燃料比为750±200kg/tHM，同时在反应器上部喷入氧气，通过调整喷入终还原熔分炉(2)内上下两部分氧的比例和煤气的二次燃烧率控制炉内煤气温度和煤气的氧化度，二次燃烧率控制在5％～45％范围内，相应的炉内熔渣温度在1650±150℃。4.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述铝铁共生矿的全铁品位按重量比计在25％以上。5.根据权利要求1所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述预还原炉(1)包括流化床、竖炉、转底炉或者回转窑，所述终还原熔分炉(2)是氧煤熔融还原炉。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述方法还包括向排出的熔渣中加入石灰以生成铝酸钙渣矿相的步骤。7.根据权利要求6所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述向排出的熔渣中加入石灰以生成铝酸钙渣矿相的步骤为将终还原熔分炉(2)内的高温含氧化铝熔渣排入到炉渣矿相调整装置(7)内，并向其中添加石灰，配入石灰的量必须保证熔渣中碱度在CaO/SiO2＝2.0±0.1，CaO/Al2O3＝1.4±0.2范围内，以使生成物矿相的按重量比计90％以上为铝酸钙炉渣。8.根据权利要求1至5中任意一项所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述方法还包括对所述终还原步骤产生的高温煤气进行富氢改质的步骤。9.根据权利要求8所述的铝铁共生矿铁铝熔融分离方法，其特征在于，所述富氢改质步骤包括：将高温煤气首先经热旋风除尘器(4)除尘，粉尘通过氧煤喷吹系统(6)重新喷入终还原熔分炉(2)，经热旋风除尘器(4)净化后的高温煤气进入高温煤气富氢改质炉(3)，并向高温煤气富氢改质炉(3)兑入相近成分冷煤气或兑入天然气，以实现改质或利用高温煤气物理热与炽热碳床进行化学反应，将氧化性气体CO2和H2O转变为还原性气体CO和H2，提高煤气的还原势化学能并使其富氢。