本发明属于冶金及生物质利用，具体涉及一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法。
背景技术：
1、拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的方法。在传统拜耳法流程中，通过将铝土矿与铝酸钠溶液混合进行高温溶出以提取氧化铝，同时为了保证氧化铝的溶出率，需要添加干矿质量的8％的量的氧化钙进行溶出，这就导致了每生产1t氧化铝，要产生约1.2t的赤泥。赤泥中含有大量的铁资源，其氧化铁含量高达30％～40％，但目前赤泥的利用率小于5％，铁资源无法得到有效的回收利用，筑坝堆存是赤泥目前主要的处理方式，这就导致了土地资源和矿物资源的双重浪费。因此，实现高铁铝土矿中铁资源的综合利用具有非常重要的现实意义，同时也可以为铁等战略金属资源的开发利用提供一条新的途径。
2、近年来针对铝土矿中铁资源的回收综合利用已有许多报道，cn110760637a提出一种利用高铁铝土矿回收铁的方法，该方法将高铁铝土矿矿粉置于密闭的还原炉内，并向炉内通入火炬气(石油化工行业工艺过程中产生的废气，成分比较复杂，主要含有碳原子、氢气及碳氢化合物)进行加热还原，获得还原料。对还原料进行研磨处理后，进行磁选，获得磁选精矿和磁选尾矿；所述磁选精矿为铁精矿，所述磁选尾矿为氧化铝富集矿。cn110093514a提出一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法，该方法将高铁铝土矿研磨至一定粒径后放入到酸溶液中浸出，浸出酸浓度为1mol/l～6mol/l，浸出固液比为1：20～3：10，浸出温度为50～100℃，浸出时间为30min～360min，将浸出后的矿浆固液分离，固体渣为尾矿，排放。酸浸出液为含铁铝的溶液，通过调节溶液的ph实现铁铝分离，以回收矿物资源。
3、上述发明专利通过焙烧还原法或是酸浸出法回收高铁铝土矿中的铁资源，缺点是反应过程较为复杂，反应条件比较苛刻，最重要的是先磁选再溶出过程和酸浸过程都会导致铁铝分离不完全，降低资源的利用率。
技术实现思路
1、针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法。本发明方法通过高铁铝土矿与生物质均匀混合后在惰性气氛条件下高温还原，在该过程中赤铁矿被还原为磁铁矿，随后经过溶出和磁选过程得到铁精矿和含铁铝量极低的赤泥，铁精矿可作为炼铁原料。
2、本发明目的通过以下技术方案实现：
3、一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，包括如下步骤：
4、(1)将高铁铝土矿和生物质混合均匀后在无氧条件下加热至600～700℃焙烧处理，得到焙烧物料；
5、(2)将步骤(1)得到的焙烧物料采用拜耳法进行溶出，得到固体渣和溶出液；
6、(3)将步骤(2)得到的固体渣进行磁选，得到铁精矿。
7、进一步地，步骤(1)中所述生物质包括竹粉、秸秆、玉米芯。
8、进一步地，步骤(1)中所述高铁铝土矿和生物质混合的质量比为10～40:1。
9、进一步地，步骤(1)中所述无氧条件是指采用氮气或氩气等惰性气氛条件。
10、进一步地，步骤(1)中所述焙烧处理的时间为10～30min。
11、进一步地，步骤(2)中所述采用拜耳法进行溶出的方法如下：
12、将焙烧物料与氧化钙一起加入到氧化纳浓度为200～250g/l，氧化铝浓度为100～150g/l，αk(苛性比)为2.5～4的铝酸钠溶液中，制成浆液；随后将浆液进行两阶段搅拌溶出反应，第一阶段先在90～110℃下搅拌反应1～3h，第二阶段在250～270℃下搅拌反应1～1.5h，反应结束后自然冷却至室温，固液分离，得到固体渣和溶出液。
13、优选地，所述焙烧物料与氧化钙加入的质量比为100:4～8；所述焙烧物料与氧化钙一起加入到铝酸钠溶液的固液质量比为1:4～5。
14、优选地，所述两阶段搅拌溶出反应的搅拌速度为300～500rpm。
15、优选地，所述固液分离采用抽滤分离，所得固体渣进一步用热水洗涤后干燥、粉碎。
16、进一步地，步骤(2)中所述溶出液经种分分解得到氢氧化铝和循环母液，循环母液经调配后循环使用。
17、进一步地，步骤(3)中所述磁选采用磁场强度为175～275mt的磁选机进行磁选。磁选尾矿为富含硅的赤泥相。
18、进一步地，步骤(3)中所得铁精矿的铁品位＞55％，铁的回收率(所得铁精矿中铁含量与高铁铝土矿中铁含量的百分比)＞80％。所得铁精矿可直接作为炼铁材料。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20、(1)本发明方法采用的工艺、设备简单，通过简单的高温焙烧、拜耳法溶出和磁选即可完成对高铁铝土矿中铁铝资源的回收利用，可直接与现有拜耳法工艺衔接，该处理方法的铁铝分离效果好，所得铁精矿的铁品位＞55％，铁的回收率＞80％，可直接作为炼铁材料，并能使赤泥减量程度达到50％以上。
21、赤泥减量计算方法为
22、其中α为减量率，ω1为传统拜耳法(直接将铝土矿与铝酸钠溶液混合进行高温溶出)产生的赤泥量(无法将铁资源有效分离回收)，ω2为本发明方法产生的赤泥量(可通过磁选回收其中大部分的铁资源，此处的赤泥量为磁选之后剩余的赤泥量)。
23、(2)本发明方法实现了高铁铝土矿与生物质的综合利用，解决了高铁铝土矿中铁资源的利用难题。
24、(3)本发明进一步采用无氧条件下加热至600～700℃焙烧处理及采用两阶段搅拌溶出反应，可显著提高所得铁精矿的铁品位及铁回收率。并能进一步提高赤泥减量程度。
1.一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(1)中所述生物质包括竹粉、秸秆、玉米芯。
3.根据权利要求2所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(1)中所述高铁铝土矿和生物质混合的质量比为10～40:1。
4.根据权利要求1所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(1)中所述无氧条件是指采用氮气或氩气惰性气氛条件；所述焙烧处理的时间为10～30min。
5.根据权利要求1所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(2)中所述采用拜耳法进行溶出的方法如下：
6.根据权利要求5所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，所述焙烧物料与氧化钙加入的质量比为100:4～8；所述焙烧物料与氧化钙一起加入到铝酸钠溶液的固液质量比为1:4～5；所述两阶段搅拌溶出反应的搅拌速度为300～500rpm。
7.根据权利要求5所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，所述固液分离采用抽滤分离，所得固体渣进一步用热水洗涤后干燥、粉碎。
8.根据权利要求5所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(2)中所述溶出液经种分分解得到氢氧化铝和循环母液，循环母液经调配后循环使用。
9.根据权利要求1所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(3)中所述磁选采用磁场强度为175～275mt的磁选机进行磁选。
10.根据权利要求1所述的一种以生物质为清洁还原剂从高铁铝土矿中提铁的方法，其特征在于，步骤(3)中所得铁精矿的铁品位＞55％，铁的回收率＞80％。
