[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN103014216B - 一种含铁物料中铁化合物的还原方法 - Google Patents

一种含铁物料中铁化合物的还原方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103014216B
CN103014216B CN201310005597.4A CN201310005597A CN103014216B CN 103014216 B CN103014216 B CN 103014216B CN 201310005597 A CN201310005597 A CN 201310005597A CN 103014216 B CN103014216 B CN 103014216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
solution
waste residue
reductive agent
counts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310005597.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103014216A (zh
Inventor
李小斌
刘楠
余顺文
彭志宏
刘桂华
周秋生
齐天贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201310005597.4A priority Critical patent/CN103014216B/zh
Publication of CN103014216A publication Critical patent/CN103014216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103014216B publication Critical patent/CN103014216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含铁物料中铁化合物的还原方法。在碱性水热条件下，采用还原剂将含铁物料中的高价铁还原为低价铁，以利于含铁多金属矿或冶金废渣中铁的综合利用。本发明具有适用性广、还原剂廉价易得、易与冶金过程相结合等优点。

Description

一种含铁物料中铁化合物的还原方法
技术领域
本发明涉及一种含铁多金属矿或含铁冶金废渣中氧化铁的还原方法，属于冶金技术领域。
背景技术
在含铁多金属矿或冶金废渣综合利用过程中，需要将其中的赤铁矿、针铁矿等非磁性铁矿物还原为磁铁矿或金属铁，以便于其中铁的分离富集。因此，铁矿物的还原在含铁物料的综合利用方面具有重要的作用。
在冶金技术领域铁矿物还原主要采用火法过程，而火法过程对含铁物料中铁的综合利用而言，存在过程比较复杂、能耗高等问题。虽然湿法还原过程易与冶金过程相结合，流程简单、能耗低，但是未见该方面的研究报道。
而可供借鉴的是，在材料制备领域中，有水热体系中还原铁化合物的相关报道。中国专利CN 101885512 A提出了一种在120～180℃的水热体系中，采用还原铁粉将胶体Fe(OH)3还原以制备四氧化三铁超细颗粒的方法；中国专利CN101323466A提出了一种在有机醇溶液中将三氯化铁和氢氧化钠的混合物经水热处理以制备纳米四氧化三铁的方法。Ni Xiaoming等(Journal ofCrystal Growth，2005)提出了一种在碱性水热条件下，采用水合肼将Fe(OH)3、Fe2O3还原至纳米Fe或Fe3O4的方法；Glavee等提出了一种在水热条件下利用硼氢化物还原铁盐化合物以制备纳米金属铁的方法。但上述方法中水合肼、硼氢化物成本高，且其处理对象是纯的铁化合物，需专门制备。因此，在处理含铁多金属矿或冶金废渣综合利用铁过程中，上述方法难以直接应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种含铁多金属矿或含铁冶金废渣中氧化铁的还原方法，经济实现含铁多金属矿或冶金废渣中铁的综合利用。
为了达到上述目的，本发明方法包括如下步骤：
1)将含铁多金属矿或含铁冶金废渣、还原剂加入到碱溶液中，配制成浆液，其中碱溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或铝酸钠溶液，碱浓度以Na2O计为10～300g/L，含铁多金属矿或含铁冶金废渣的配入量按碱溶液的体积计为50～500g/L，还原剂为醇类、糖类、醛类、烷烃类、活性碳、石墨、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物，还原剂用量按碱溶液的体积计为0.2～200g/L；
2)所制备的浆液在90～350℃下水热处理20～600min。
优选地，上述方法中，还原剂为甲醇、丙三醇、葡萄糖、淀粉、甲醛、煤油、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物。
本发明具有如下优点：1)适用性广，不仅可用于含铁多金属矿或含铁冶金废渣中氧化铁的转化，而且可用于含铁功能材料的制备；2)还原剂廉价易得；3)易与冶金过程相结合，简单易行。
附图说明
图1实施例12中所用氧化铁的XRD图谱；
图2实施例12中水热处理渣的XRD图谱。
具体实施方式
下面的实施例是为了更清楚地描述本发明的特点，选取氧化铝生产过程中的铝土矿和赤泥作为范例性的含铁物料，但这并不对本发明的适用对象构成任何限制。
实施例1
将一水硬铝石型铝土矿(主要成分：Al2O3 56.63％、SiO2 9.85％、Fe2O318.56％、TiO2 2.36％)、石灰、铝酸钠溶液(100mL)和甲醛配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为：Na2Ok 220.34g/L，Al2O3 120.58g/L；按铝酸钠溶液体积计，配矿量为255g/L、甲醛添加量为5g/L；石灰添加量为干矿石重量的7％。所制备的原矿浆在260℃下溶出60min，所得溶出浆液经固液分离获得溶出液和溶出渣。溶出渣在场强为120kA/m下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为56.30％和48.74％；而在未添加甲醛、其它条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为30.52％和17.37％。
实施例2
将高铁三水铝石矿(Fe2O3 42％，Al2O3 30％)、铝酸钠溶液(100mL)和甲醇混合配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为：Na2Ok 160.23g/L，Al2O382.72g/L；按铝酸钠溶液体积计，配矿量为200g/L、甲醇添加量为5g/L；所制备的原矿浆在90℃下溶出120min，所得溶出浆液经固液分离获得溶出液和溶出渣。溶出渣在场强为120kA/m下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为55.12％和35.32％；而在未添加甲醇、其它条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为41.50％和7.67％。
实施例3
将赤泥(Fe2O3 54％，Al2O3 14％)、丙三醇、氢氧化钠溶液(100mL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为10g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计，赤泥配量为50g/L、丙三醇添加量为0.2g/L。所配制的浆液在350℃的水热条件下处理20min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为58.42％、铁的回收率为55.31％。而未添加丙三醇、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为42.50％和16.87％。
实施例4
将赤泥(Fe2O3 54％，Al2O3 14％)、葡萄糖、碳酸钠溶液(100mL)混合配制成浆液。其中碳酸钠溶液浓度为50g/L(以Na2O计，下同)；按碳酸钠溶液体积计，赤泥配量为300g/L、葡萄糖添加量为5g/L。所配制的浆液在280℃的水热条件下处理600min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为62.42％、铁的回收率为75.68％。而未添加葡萄糖、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为41.35％和18.87％。
实施例5
将赤泥(Fe2O3 54％，Al2O3 14％)、淀粉、氢氧化溶液(100mL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为150g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计，赤泥配量为500g/L、淀粉添加量为10g/L。所配制的浆液在260℃的水热条件下处理180min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为60.42％、铁的回收率为70.24％。而未添加淀粉、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为42.4％和15.87％。
实施例6
将赤泥(Fe2O3 54％，Al2O3 14％)、煤粉、氢氧化溶液(100mL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为300g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计，赤泥配量为300g/L、煤粉添加量为200g/L。所配制的浆液在350℃的水热条件下处理180min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为57.32％、铁的回收率为55.02％。而未添加煤粉、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe) 质量百分含量和铁回收率分别为43.65％和20.87％。
实施例7
将赤泥(Fe2O3 54％，Al2O3 14％)、麦麸、氢氧化溶液(100mL)混合配制成浆液。其中氢氧化钠溶液浓度为50g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计，赤泥配量为300g/L、麦麸添加量为50g/L。所配制的浆液在200℃的水热条件下处理180min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为56.32％、铁的回收率为53.12％。而未添加麦麸、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为40.25％和15.62％。
实施例8
将高铁三水铝石矿(Fe2O3 42％，Al2O3 30％)、铝酸钠溶液(100mL)和煤油混合配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为：Na2Ok 160.23g/L，Al2O382.72g/L；按铝酸钠溶液体积计，配矿量为280g/L、煤油添加量为5g/L；所制备的原矿浆在145℃下溶出90min。上述溶出渣在场强为120kA/m条件下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为57.42％和45.32％；而在未添加煤油、其它条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为41.92％和10.82％。
实施例9
将一水硬铝石型铝土矿(主要成分：Al2O3 56.63％、SiO2 9.85％、Fe2O318.56％、TiO2 2.36％)、石灰、铝酸钠溶液(100mL)和煤焦油配制成原矿浆。铝酸钠溶液组成为：Na2Ok 220.34g/L，Al2O3 120.58g/L；按铝酸钠溶液体积计，配矿量为255g/L、煤焦油添加量为30g/L；石灰添加量为干矿石重量的7％。所制备的原矿浆在260℃下溶出120min。上述溶出渣在场强为120kA/m下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为58.35％和54.39％；而在未添加煤焦油、其它条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为31.02％和17.57％。
实施例10
将一水硬铝石型铝土矿(主要成分：Al2O3 56.63％、SiO2 9.85％、Fe2O318.56％、TiO2 2.36％)、石灰、铝酸钠溶液(100mL)、甲醇、淀粉配制成原矿浆。其中，铝酸钠溶液组成为：Na2Ok 220.34g/L，Al2O3 120.58g/L；按铝酸钠溶液体积计，配矿量为255g/L、甲醇添加量为0.5g/L、淀粉添加量为2g/L；石灰添加 量为干矿石重量的7％。所制备的原矿浆在260℃下溶出120min。上述溶出渣在场强为120kA/m下进行磁选，所得铁精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为55.75％和50.87％；而不添加甲醇和淀粉还原剂的对比实验结果同实施例9。
实施例11
将赤泥(Fe2O3 54％，Al2O3 14％)、甲醛、淀粉、煤焦油、氢氧化溶液(100mL)混合配制成浆液。其中，氢氧化钠溶液浓度为100g/L(以Na2O计，下同)；按氢氧化钠溶液体积计，赤泥配量为300g/L、甲醛添加量为0.2g/L、淀粉添加量为2g/L、煤焦油添加量为2g/L。所配制的浆液在240℃的水热条件下处理300min。上述水热处理后的渣，在场强为120kA/m的磁选管中进行磁选，所得磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量为57.42％、铁的回收率为62.25％。而未添加甲醛、煤焦油和淀粉还原剂、其它处理条件相同时，磁选精矿的全铁(TFe)质量百分含量和铁回收率分别为41.25％和16.32％。
实施例12
将分析纯Fe2O3、氢氧化钠溶液、甲醛和葡萄糖混合配制成浆液。其中，氢氧化钠溶液浓度为150g/L(以Na2O计)；按氢氧化钠溶液体积计，分析纯Fe2O3配量为200g/L、甲醛添加量为0.5g/L、葡萄糖加量为5g/L。所配制的浆液在280℃的水热条件下处理180min。水热处理前后物料的X-射线衍射图谱(XRD)分别如图1和图2所示。图1中衍射峰与Jade5.0中Fe2O3的标准图谱(PDF24-0072#)相符，图2中衍射峰与Fe3O4的标准图谱(PDF 07-0322#)相符，说明在上述添加还原剂的水热处理过程中，还原产物为四氧化三铁。

Claims (2)

1.一种含铁多金属矿或含铁冶金废渣中氧化铁的还原方法，其特征是，包括以下步骤：
1)将含铁多金属矿或含铁冶金废渣、还原剂加入到碱溶液中，配制成浆液，其中碱溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或铝酸钠溶液，碱浓度以Na2O计为10～300g/L，含铁多金属矿或含铁冶金废渣的配入量按碱溶液的体积计为50～500g/L，还原剂为醇类、糖类、醛类、烷烃类、活性碳、石墨、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物，还原剂用量按碱溶液的体积计为0.2～200g/L；
2)所制备的浆液在90～350℃下水热处理20～600min。
2.根据权利要求1的一种含铁多金属矿或含铁冶金废渣中氧化铁的还原方法，其特征是，所述的还原剂为甲醇、丙三醇、葡萄糖、淀粉、甲醛、煤油、煤、煤焦油、麦麸中的一种或多种的混合物。
CN201310005597.4A 2013-01-08 2013-01-08 一种含铁物料中铁化合物的还原方法 Active CN103014216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310005597.4A CN103014216B (zh) 2013-01-08 2013-01-08 一种含铁物料中铁化合物的还原方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310005597.4A CN103014216B (zh) 2013-01-08 2013-01-08 一种含铁物料中铁化合物的还原方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103014216A CN103014216A (zh) 2013-04-03
CN103014216B true CN103014216B (zh) 2015-06-24

Family

ID=47963327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310005597.4A Active CN103014216B (zh) 2013-01-08 2013-01-08 一种含铁物料中铁化合物的还原方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103014216B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103521205A (zh) * 2013-10-10 2014-01-22 上海大学 一种制备高光催化活性核壳结构TiO2材料的方法
CN103755005B (zh) * 2014-01-02 2016-12-07 上海大学 三价铁离子还原方法
CN104327885B (zh) * 2014-10-10 2016-10-12 昆明理工大学 一种应用于冶金火法冶炼过程中的地沟油混合油燃料还原剂
CN105238924A (zh) * 2015-10-23 2016-01-13 辽宁科技大学 一种高铁一水硬铝石型铝土矿中铝和铁的提取方法
CN105801077A (zh) * 2016-02-17 2016-07-27 中国科学院地球化学研究所 一种赤泥/碳基磁性复合材料的制备方法
CN105710383A (zh) * 2016-04-30 2016-06-29 安徽农业大学 一种甘油还原CuO制备Cu粉的方法
CN106319226A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 中国铝业股份有限公司 一种赤泥综合回收氧化铝氧化钠氧化铁的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055136A (en) * 1988-06-24 1991-10-08 Bayer Aktiengesellschaft Heat-stable iron oxide black pigments, processes for their production and their use
CN101070193A (zh) * 2007-06-19 2007-11-14 南开大学 制备磁铁矿Fe3O4纳米粒子材料的方法
CN101914650A (zh) * 2010-06-29 2010-12-15 同济大学 用甘油将氧化态铁还原成单质铁的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4154608A (en) * 1978-07-19 1979-05-15 Uop Inc. Production of high purity iron powder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055136A (en) * 1988-06-24 1991-10-08 Bayer Aktiengesellschaft Heat-stable iron oxide black pigments, processes for their production and their use
CN101070193A (zh) * 2007-06-19 2007-11-14 南开大学 制备磁铁矿Fe3O4纳米粒子材料的方法
CN101914650A (zh) * 2010-06-29 2010-12-15 同济大学 用甘油将氧化态铁还原成单质铁的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103014216A (zh) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103014216B (zh) 一种含铁物料中铁化合物的还原方法
CN101413054B (zh) 一种高铁含铝物料的综合利用方法
Kameda et al. Uptake of heavy metal ions from aqueous solution using Mg–Al layered double hydroxides intercalated with citrate, malate, and tartrate
CN102976374B (zh) 一种氧化铝生产过程中铁矿物的转化方法
Ji et al. A review of metallurgical slag for efficient wastewater treatment: Pretreatment, performance and mechanism
CN102757060A (zh) 一种消纳拜耳法赤泥的方法
WO2012171481A1 (zh) 全面综合回收和基本无三废、零排放的湿法冶金方法
CN104152686A (zh) 一种石棉尾矿的分解方法
CN101254951A (zh) 从粉煤灰和煤矸石中回收氧化铁的方法
CN104118895B (zh) 一种酸解石灰石制备均一相纳米球霰石型碳酸钙的方法
Hou et al. Sustainable process for valuable-metal recovery from circulating fluidized bed fly ash through nitric acid pressure leaching
CN108502907B (zh) 一种铝灰和高铁赤泥同步处理方法
CN104751928A (zh) 一种用吸附-固化法固化放射性废有机溶剂的方法
CN103290206B (zh) 一种高效分离赤泥中铁和铝的复合添加剂及应用
CN102515219A (zh) 铝土矿一步法提取氧化铝和还原铁的无渣生产工艺
CN104843750A (zh) 一种将拜耳法赤泥中铝从水化石榴石物相转化成氧化铝物相的方法
CN107297195A (zh) 磁性除氟剂及其制备方法
Wang et al. Synergistic utilization, critical mechanisms, and environmental suitability of bauxite residue (red mud) based multi-solid wastes cementitious materials and special concrete
CN104445314B (zh) 一种从煤矸石或高岭石矿物中酸碱联合提取氧化铝的方法
CN104878223B (zh) 一种从黑钨矿或黑白钨混合矿中提取钨的方法
CN105253906B (zh) 一种微波处理中低品位一水硬铝石矿的方法
CN105238924A (zh) 一种高铁一水硬铝石型铝土矿中铝和铁的提取方法
CN103725873A (zh) 一种冷固结压球工艺用高镁固结剂及使用方法
Li et al. Bauxite residue (red mud) treatment: Current situation and promising solution
CN111330540A (zh) 一种氧化石墨烯复合铝系锂吸附剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant