原料除铁 (iron removal from raw material)

从非金属矿物原料中脱除铁杂质的过程。铁是地球上分布最广的元素之一，在地壳中平均含量5．1％，仅次于氧、硅和铝。铁的化学活性高，能与其他元素形成多种天然化合物。但不是所有含铁矿物在工业上都能利用、有些非金属矿物中的含铁成分是有害杂质，必须除去。例如，在硅砂、高岭土、铝土矿、菱镁矿、硅藻土以及珍珠岩等非金属矿物原料中，若含有铁矿物成分，影响产品质量，降低使用价值，故原料中的含铁成分，必须尽可能排除。

除铁主要有磁选、浮选和化学处理法等方法。

(1)磁选法包括强磁选法和高梯度磁选法。常规强磁选法除铁有一定效果，铝矾土中所含Fe₂O₃可除去50％左右。较有效的是高梯度磁选法，磁介质根据待选物料粒度选用钢毛或钢板网介质，背景磁感应为1．5～2．0T。为提高非磁性产品纯度，可在磁选机的分选腔中加振动机构或脉动机构。

对于中细粒所含铁氧化物，如硅砂中的铁，采用洗矿一磁选联合流程排除(图1)硅砂精矿中Fe₂O₃为0．21％，而原硅砂中为O．47％。

浮选法是除去耐火原料中细粒铁和钛氧化物的主要方法。脂肪酸作捕收剂，松油作起泡剂，氢氧化铵作介质调整剂，矿浆pH值为9，矿样细磨到43um。由于粒度过细，有时采用载体浮选，杂质矿物随载体进入泡沫产品中而除去，槽中产品为有用成分。若原料中含有黄铁矿，在酸性(用H₂SO₄调整)矿浆中用黄药浮选，黄铁矿排入泡沫中。

化学处理法处理高岭土的染色杂质一含铁氧化物，在世界上广为流行。用连二亚硫酸钠、亚硫酸锌等还原剂，在矿浆pH为3时将氧化铁中的三价铁还原成二价铁(溶于水的硫酸亚铁盐)，脱水时排除。此法成本高，中国未采用。

对铝土矿和耐火粘土中的铁，可用酸法或氯化挥发除去。酸处理时，矿石磨细到(小于0．147mm)，用5～7mol浓度的HCl或7～9mol浓度的H₂S0₄作浸出剂，液固比1．5～2，80～90℃浸出，Fe₂O₃的浸出率70％～90％。酸浸后的水硬铝石型晶体，仍保持原来的晶形，钛矿物、硅矿物基本不浸出，与铝矿物一同保持在固体中。对耐火粘土中呈微粒矿物、显微包裹体和类质同象形态存在的铁、钛矿物，机械选矿法脱除的效果不佳，这时可考虑氯化挥发，使铁、钛以气体状态除去。据研究，氯化温度1200℃，氯化时间1h，Fe₂0₃挥发率64％～66％，TiO₂挥发率78％～79％。若把氯化过程与高铝原料煅烧相结合，氯化成本便可降低。

对于耐火熟料中的含铁或锰铁合金碎片，前者磁性强，应采用干式弱磁场(H=80kA／m)筒式磁选机脱除，后者磁性弱，应采用干式感应辊式强磁场磁选机脱除。(图2)这些碎片一般粒度较粗0．5～5mm，含量不高，Fel％～3％，故除铁较易实现。