利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统，该方法包括：(1)将赤泥、高硫煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将混合球团进行还原-熔分处理，以便得到含硫铁水和尾渣；(3)将含硫铁水进行制块处理，以便得到含硫铁块；(4)将含硫铁块与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；(5)将含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及(6)将液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳。该方法可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。

【技术实现步骤摘要】
利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统
本专利技术属于冶金
，具体而言，本专利技术涉及一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统。
技术介绍
赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。赤泥是冶金领域比较难处理的固废之一，而且污染性很强。并且每生产一吨氧化铝，大约产生赤泥0.8～1.5吨。我国是氧化铝生产大国，2009年生产氧化铝2378万吨，约占世界总产量的30％，产生的赤泥近3000万吨。目前我国赤泥综合利用率仅为4％，累积堆存量达到2亿吨，每吨每年要花堆存费约50元。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加，预计到2015年，赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨。赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。赤泥综合利用是解决环境污染和安全隐患的治本之策，也是我国铝工业持续发展的必由之路。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统，该方法可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法，根据本专利技术实施例的，该方法包括：(1)将赤泥、高硫煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将所述混合球团进行还原-熔分处理，以便得到含硫铁水和尾渣；(3)将所述含硫铁水进行制块处理，以便得到含硫铁块；(4)将所述含硫铁块与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；(5)将所述含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及(6)将所述液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳。由此，根据本专利技术实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。另外，根据本专利技术上述实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述赤泥、所述高硫煤和所述添加剂按照质量比为100：(20～50)：(5～15)进行混合。由此，可以有效促进铁的还原。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述高硫煤中硫含量高于2wt％。由此，不仅可以降低还原剂成本，而且可以显著简化后续羰基合成工艺流程。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述含硫铁水中硫含量为2～7wt％。由此，可以显著提高后续羰基铁合成率。在本专利技术的一些实施例中，所述利用赤泥制备羰基铁粉的方法进一步包括：(7)将所述第一一氧化碳返回步骤(4)与所述含硫铁块接触。由此，可以显著提高一氧化碳循环利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述利用赤泥制备羰基铁粉的方法进一步包括：(8)将所述第二一氧化碳返回步骤(4)与所述含硫铁块接触。由此，可以进一步提高一氧化碳循环利用率。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提出了一种利用赤泥制备羰基铁粉的系统，根据本专利技术的实施例，该系统包括：混合造球装置，所述混合造球装置具有赤泥入口、高硫煤入口、添加剂入口和混合球团出口，且适于将赤泥、高硫煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；还原-熔分装置，所述还原-熔分装置具有混合球团入口、含硫铁水出口和尾渣出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连，且适于将所述混合球团进行还原-熔分处理，以便得到含硫铁水和尾渣；制块装置，所述制块装置具有含硫铁水入口和含硫铁块出口，所述含硫铁水入口与所述含硫铁水出口相连，且适于将所述含硫铁水进行制块处理，以便得到含硫铁块；羰基合成装置，所述羰基合成装置具有一氧化碳入口、含硫铁块入口和气态混合物出口，所述含硫铁块入口和所述含硫铁块出口相连，且将所述含硫铁块与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；冷凝装置，所述冷凝装置具有气态混合物入口、液态羰基铁出口和第一一氧化碳出口，所述气态混合物入口与所述气态混合物出口相连，且适于将所述含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及分解装置，所述分解装置具有液态羰基铁入口、羰基铁粉出口和第二一氧化碳出口，所述液态羰基铁入口和所述液态羰基铁出口相连，且适于将所述液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳。由此，根据本专利技术实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。另外，根据本专利技术上述实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述第一一氧化碳出口与所述一氧化碳入口相连，且适于将所述第一一氧化碳返回至所述羰基合成装置与所述含硫铁块接触。由此，可以显著提高一氧化碳循环利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述第二一氧化碳出口与所述一氧化碳入口相连，且适于将所述第二一氧化碳返回至所述羰基合成装置与所述含硫铁块接触。由此，可以进一步提高一氧化碳循环利用率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法流程示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法流程示意图；图3是根据本专利技术又一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法流程示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统结构示意图；图5是根据本专利技术再一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统结构示意图；图6是根据本专利技术又一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法，其特征在于，包括：（1）将赤泥、高硫煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；（2）将所述混合球团进行还原‑熔分处理，以便得到含硫铁水和尾渣；（3）将所述含硫铁水进行制块处理，以便得到含硫铁块；（4）将所述含硫铁块与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；（5）将所述含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及（6）将所述液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳。

【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法，其特征在于，包括：(1)将赤泥、高硫煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；(2)将所述混合球团进行还原-熔分处理，以便得到含硫铁水和尾渣；(3)将所述含硫铁水进行制块处理，以便得到含硫铁块；(4)将所述含硫铁块与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；(5)将所述含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及(6)将所述液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳，其中，在步骤(1)中，所述赤泥、所述高硫煤和所述添加剂按照质量比为100：(20～50)：(5～15)进行混合，所述高硫煤中硫含量高于2wt％；在步骤(2)中，所述含硫铁水中硫含量为2～7wt％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：(7)将所述第一一氧化碳返回步骤(4)与所述含硫铁块接触。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：(8)将所述第二一氧化碳返回步骤(4)与所述含硫铁块接触。4.一种利用赤泥制备羰基铁粉的系统，其特征在于，包括：混合造球装置，所述混合造球装置具有赤泥入口、高硫煤入口、添加剂入口和混合球团出口，且适于将赤泥、高硫煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；还原-熔分装置，所述还原-熔分装置具有混合球团入口、含硫铁水出口和尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32