处理赤泥的方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了处理赤泥的方法和系统，其中，处理赤泥的方法包括：将含水赤泥进行成型处理，以便得到含水赤泥球团；将含水赤泥球团供给至转底炉的进料区，并向转底炉的还原剂加入区供给还原煤，使含水赤泥球团依次经过爆裂区、烘干区、还原剂加入区、还原区和出料区，其中，使含水赤泥球团在爆裂区发生爆裂，并得到赤泥碎块；使赤泥碎块在烘干区内经过干燥处理，并得到干燥赤泥碎块；使干燥赤泥碎块在还原剂加入区内与还原煤进行混合，并得到预还原赤泥碎块；使预还原赤泥碎块在还原区内发生还原反应，并获得还原产物。该方法较传统处理赤泥工艺减少了两套烘干系统，显著缩短了工艺流程，节省了能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源与冶金领域，具体而言，本专利技术涉及处理赤泥的方法和系统。
技术介绍
赤泥，是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物，因其为赤红色泥浆而得名。随着铝工业的不断发展，目前全世界每年产出约6000万吨赤泥，我国的赤泥排放量每年为450万吨以上。世界上大多数氧化铝厂是将赤泥堆积或者倾入深海。现今，煤基直接还原工艺有多种，其中，由于转底炉还原工艺具有设备简单、操作容易、生产周期短、反应速度快、环境友好等优点，所以转底炉还原工艺已经引起了广泛的关注。目前，转底炉直接还原炼铁技术应用于处理赤泥。但直接还原处理赤泥的过程中，由于赤泥含水量大，需要先对赤泥进行烘干处理，且在成型过程中再加入水等进行成型，成型后还需要对球团进行烘干，两次烘干不仅需要增加专门的设备，同时还需要更多的热源。因此，转底炉直接还原处理赤泥技术有待改进。
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具有高效率、低能耗的处理赤泥的方法和系统。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理赤泥的方法，包括：将含水赤泥进行成型处理，以便得到含水赤泥球团；将所述含水赤泥球团供给至转底炉的进料区，并向所述转底炉的还原剂加入区供给还原煤，使所述含水赤泥球团依次经过爆裂区、烘干区、还原剂加入区、还原区和出料区，其中，使所述含水赤泥球团在所述爆裂区发生爆裂，并得到赤泥碎块；使所述赤泥碎块在烘干区内经过干燥处理，并得到干燥赤泥碎块；使所述干燥赤泥碎块在还原剂加入区内与还原煤进行混合，并得到预还原赤泥碎块；使所述预还原赤泥碎块在还原区内发生还原反应，并获得还原产物。另外，根据本专利技术上述实施例的处理赤泥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，所述成型处理采用模具压制成型，任选地，所述压制成型采用的压力为10-15MPa。在本专利技术的一些实施例中，所述含水赤泥球团的平均粒径为10-40mm。在本专利技术的一些实施例中，所述赤泥碎块的平均粒径为3-5mm。在本专利技术的一些实施例中，上述实施例的处理赤泥的方法进一步包括：利用所述爆裂和所述还原反应产生的烟气对所述赤泥碎块进行干燥处理。在本专利技术的一些实施例中，所述爆裂区内的温度为800-1000℃。在本专利技术的一些实施例中，所述烘干区内的温度为800-1000℃。根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提出了一种处理赤泥的系统，所述系统适于实施前面所述处理赤泥的方法，该系统包括：成型设备，所述成型设备具有含水赤泥入口和含水赤泥球团出口；转底炉，所述转底炉内按照原料运动方向依次为进料区、爆裂区、烘干区、还原剂加入区、还原区和出料区，所述进料区具有含水赤泥球团入口，所述还原剂加入区具有还原煤入口，所述出料区具有还原产物出口，所述含水赤泥球团入口与所述含水赤泥球团出口相连。另外，根据本专利技术上述实施例的处理赤泥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，所述爆裂区与所述进料区之间和所述爆裂区所述烘干区之间均设置有隔墙。在本专利技术的一些实施例中，所述爆裂区内设置有燃烧器。在本专利技术的一些实施例中，上述实施例的处理赤泥的系统进一步包括：引风机，所述引风机分别与所述爆裂区的烟气出口、所述还原区的烟气出口和所述烘干区的烟气入口相连。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的处理赤泥的方法的流程图。图2是根据本专利技术一个实施例的处理赤泥的系统的结构示意图。图3是根据本专利技术一个实施例的处理赤泥的系统中转底炉的结构示意图。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。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理赤泥的方法，根据本专利技术具体实施例的处理赤泥的方法包括：将含水赤泥进行成型处理，以便得到含水赤泥球团；将所述含水赤泥球团供给至转底炉的进料区，并向所述转底炉的还原剂加入区供给还原煤，使所述含水赤泥球团依次经过爆裂区、烘干区、还原剂加入区、还原区和出料区，其中，使所述含水赤泥球团在所述爆裂区发生爆裂，并得到赤泥碎块；使所述赤泥碎块在烘干区内经过干燥处理，并得到干燥赤泥碎块；使所述干燥赤泥碎块在还原剂加入区内与还原煤进行混合，并得到预还原赤泥碎块；使所述预还原赤泥碎块在还原区内发生还原反应，并获得还原产物。传统的利用转底炉内直接还原处理赤泥的工艺中，需要预先对含水赤泥先进行烘干，再成型，并且在球团成型后需要进一步对球团进行单独烘干。而采用本专利技术上述实施例的处理赤泥的方法，其中，在转底炉内增加了爆裂区和还原剂加入区。进而可以直接对含水赤泥进行成型处理，并将得到的含水赤泥球团在转底炉内直接进行还原处理。因此，利用上述方法有效避免了两次烘干步骤，减少了两套烘干系统，显著降低了成本。具体地，本专利技术上述实施例的处理赤泥的方法，直接将含水赤泥进行成型处理，得到含水赤泥球团，利用含水球团在高温下爆裂的特点，直接将含水球团送入转底炉内进行处理，使其在爆裂区的高温作用下爆裂成小碎块，并利用还原区域的热烟气将小碎块烘干至一定水分后，在小碎块上部布入还原煤，将赤泥还原，得到还原产物。因此，本专利技术上述实施例的处理赤泥的方法不仅节省了两步干燥能耗，同时还缩短了整个处理赤泥的流程，显著提高了处理赤泥的效率。根据本专利技术的具体实施例，下面参考图1详细描述本专利技术具体实施例的处理赤泥的方法。S100：成型处理根据本专利技术的具体实施例，首先将含水赤泥进行成型处理，以便得到含水赤泥球团。根据本专利技术的具体实施例，为了进一步提高成型效率，含水赤泥的含水量可以为25-35重量％。由于含水赤泥成型本身粘度低，还含有大量的水分，成型比较困难。根据本专利技术的具体实施例，采用模具压制成型对含水赤泥进行成型处理，具体地，压制成型采用的压力为10-15MPa。由此更加便于含水赤泥成型，并有效地制备得到含水赤泥球团。根据本专利技术的具体实施例，制备得到的含水赤泥球团的平均粒径可以为10-40mm。含水赤泥球团尺寸过小球团不易爆裂，球团尺寸过大，爆裂后得到的赤泥碎块的尺寸也过大，不利于后面的烘干和还原。因此，控制含水赤泥球团的平均粒径为10-40mm，更加有利于保证球团的强度，并且更加容易发生爆裂，并得到粒度合适的赤泥碎块。S200：爆裂根据本专利技术的具体实施例，使上述实施例制备得到的含水赤泥球团在爆裂区发生爆裂，并得到赤泥碎块。在爆裂区内，含水赤泥球团在突然的高温作用下，球团内部水分受热形成蒸汽，使得球团迅速爆裂成赤泥碎块，同时部分水分得到挥发，产生高温烟气。根据本专利技术的具体实施例，爆裂区内的温度为800-1000℃。由此可以使得含水赤泥球团得到充分爆裂。根据本专利技术的具体示例，转底炉的爆裂区可以通过设置燃烧器达到上述爆裂所需温度。在该温度下，爆裂得到的赤泥碎块同时也得到了一定程度的干燥。具体地，可以设置爆裂区的角度为60-120°，进而可以使得爆裂后的赤泥碎块在爆裂区结束后的含水量低于5重量％。另外，专利技术人发现爆裂区温度过高有可能使得含水赤泥球团爆裂成粉末，不利于后续烘干和还原处理，而温度过低则不利于形成平均粒径分布较窄的赤泥碎块，进而增加后续烘干难度、降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理赤泥的方法，其特征在于，包括：将含水赤泥进行成型处理，以便得到含水赤泥球团；将所述含水赤泥球团供给至转底炉的进料区，并向所述转底炉的还原剂加入区供给还原煤，使所述含水赤泥球团依次经过爆裂区、烘干区、还原剂加入区、还原区和出料区，其中，使所述含水赤泥球团在所述爆裂区发生爆裂，并得到赤泥碎块；使所述赤泥碎块在烘干区内经过干燥处理，并得到干燥赤泥碎块；使所述干燥赤泥碎块在还原剂加入区内与还原煤进行混合，并得到预还原赤泥碎块；使所述预还原赤泥碎块在还原区内发生还原反应，并获得还原产物。

【技术特征摘要】
1.一种处理赤泥的方法，其特征在于，包括：将含水赤泥进行成型处理，以便得到含水赤泥球团；将所述含水赤泥球团供给至转底炉的进料区，并向所述转底炉的还原剂加入区供给还原煤，使所述含水赤泥球团依次经过爆裂区、烘干区、还原剂加入区、还原区和出料区，其中，使所述含水赤泥球团在所述爆裂区发生爆裂，并得到赤泥碎块；使所述赤泥碎块在烘干区内经过干燥处理，并得到干燥赤泥碎块；使所述干燥赤泥碎块在还原剂加入区内与还原煤进行混合，并得到预还原赤泥碎块；使所述预还原赤泥碎块在还原区内发生还原反应，并获得还原产物。2.根据权利要求1所述的处理赤泥的方法，其特征在于，所述成型处理采用模具压制成型，任选地，所述压制成型采用的压力为10-15MPa。3.根据权利要求1或2所述的处理赤泥的方法，其特征在于，所述含水赤泥球团的平均粒径为10-40mm，任选地，所述赤泥碎块的平均粒径为3-5mm。4.根据权利要求1-3任一项所述的处理赤泥的方法，其特征在于，进一步包括：利用所述爆裂和所述还原反应产生的烟气对所述赤泥碎块进行干燥处理。5.根据权利要求1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，吴佩佩，古明远，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