Separation of aluminium and preparation of powdered DRI from lateritic iron ore based on direct reduction process

Abstract

Lateritic iron ore has not been used effectively due to excess content of multiple metals. In this work, separation of aluminium from a high-aluminium lateritic iron ore was achieved by the process of ‘direct reduction with sodium sulfate-magnetic separation’, with a powdered direct reduced iron (DRI) produced. It is found that the presence of 12% sodium sulphate during reductive roasting significantly improves separation of iron and aluminium in magnetic separation: the total iron grade (TFe) of powdered DRI increases from 80.6 to 92.0% and the Al₂O₃ content decreases from 9.8 to 1.3% correspondingly. The presence of sodium sulphate results in formation of sodium aluminosilicates instead of FeAlO₂. Moreover, sodium sulphate significantly promotes growth of metallic iron grains which is beneficial to sufficient liberation and separation of metallic iron grains from gangue minerals in grinding and magnetic separation.

Le minerai de fer latéritique n’est pas utilisé de manière optimale du fait de la présence en excès de plusieurs autres métaux dans sa composition. Dans cette étude, la séparation de l’aluminium, issu d’un minerai de fer latéritique à haute-teneur en aluminium, est atteinte par le processus de « réduction directe par séparation magnétique du sulfate de sodium ». Ce processus produit une poudre de fer réduite directement (FRD). Lors du grillage réducteur, la présence de 12% de sulfate de sodium améliore significativement la séparation de fer et aluminium par séparation magnétique: la teneur totale en fer (TFe) de la poudre FRD augmente de 80.6% à 92.0%, tandis que celle de l’alumine diminue de 9.8% à 1.3%. La présence du sulfate de sodium mène à la formation d’aluminosilicates de sodium, au lieu de FeAlO₂. De plus, le sulfate de sodium favorise de façon significative la croissance de grains de fer métallique. Ceci s'avère favorable à la bonne libération et séparation des grains de fer métallique de la gangue dans le cadre du broyage et de la séparation magnétique.

Keywords:

• Lateritic iron ore
• Direct reduction
• Sodium sulphate
• DRI
• Al₂O₃

Acknowledgements

The authors wish to thank the National Natural Science Foundation of China (51234008, 51174230) for the financial support for this research. This work was also financially supported by the Co-Innovation Center for Clean and Efficient Utilization of Strategic Metal Mineral Resources.

ORCID

G. Li http://orcid.org/0000-0001-8835-8346