处理赤泥的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了处理赤泥的方法和系统，其中，处理赤泥的方法包括：将含水赤泥进行烘干处理，以便得到干燥赤泥；将干燥赤泥进行细磨处理，以便得到赤泥超细粉；将赤泥超细粉在流化床内于还原气氛下进行预还原脱碱处理，以便得到脱碱赤泥和高碱烟尘；将脱碱赤泥与还原剂和添加剂进行混合压块，以便得到赤泥团块；将赤泥团块在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团；以及将金属化球团进行磨矿和磁选分离，以便得到铁粉和尾渣。由此采用该方法能将赤泥中的碱金属有效的脱除，解决了赤泥脱碱率低，铁还原效果差，铁难以回收的技术难题。同时通过加入添加剂，铁颗粒得到还原和聚集，便于后续通过物理分离的方式可以将渣、铁进行分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金和能源
，具体涉及一种处理赤泥的方法和系统。
技术介绍
赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的最主要的固体废渣，目前，国内赤泥每年排放量超过3000万t，除少部分应用于水泥生产、制砖等用途外，大多湿法露天筑坝堆存，现今赤泥累积堆存已超过3.5亿吨。在水泥建材领域，2015年我国水泥消耗量国约为22亿吨，市场十分巨大，但目前制约赤泥在水泥中应用的主要限制因素是赤泥中碱含量过高。现有的赤泥脱碱方法主要有石灰法、常压悬浮碳化法、水洗法、酸洗法。石灰水热法脱碱是在高压或低压下加入石灰，使之与赤泥发生晶格取代反应，利用Ca2+取代赤泥中的Na+，Na+随溶液溶出，从而达到脱碱目的。此种方法脱碱效果显著，但脱碱过程存在石灰用量大，成本高等问题。酸浸出法是直接用硫酸、盐酸等强酸浸取赤泥进行脱碱，此方法存在操作环境差，废液量大且易造成二次污染等问题。脱碱成本高导致企业和客户利用赤泥的意愿较低，单纯脱碱或回收碱并不能经济有效的利用赤泥，从而限制了赤泥在水泥方面的应用。从成分来看，赤泥中酸性氧化物Al2O3、SiO2含量特别高，赤泥中Al2O3、SiO2含量特别高，在还原过程中需要添加大量的石灰石作为碱性熔剂。不加入石灰石时或加入量较少时，球团不能得到充分的还原，金属化率很低，不利于后续渣铁分离。当加入较多的石灰石后，石灰石中CaO在高温下则与FeO、SiO2、Al2O3形成钙铁橄榄石等低熔点化合物，导致球团软熔与耐火材料粘接严重，因此得到高金属化率的金属化球团比较难，现有的回转窑采用赤泥粉料烧结的方法，脱碱率虽能达到60％以上，但金属化率仅有50％-70％，铁回收率30％，设备易结圈，生产不顺。因此，赤泥的综合治理及其金属资源的有效回收成为人们日益关注的焦点。赤泥的处理主要还是外排前采用强磁选，提取部分铁精矿，尾矿直接堆存。
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赤泥脱碱率高、铁还原效果好且易回收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：将含水赤泥进行烘干处理，以便得到干燥赤泥；将干燥赤泥进行细磨处理，以便得到赤泥超细粉；将所述赤泥超细粉在流化床内于还原气氛下进行预还原脱碱处理，以便得到脱碱赤泥和高碱烟尘；将所述脱碱赤泥与还原剂和添加剂进行混合压块，以便得到赤泥团块；将所述赤泥团块在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行磨矿和磁选分离，以便得到铁粉和尾渣。由此本专利技术通过流化床还原超细粉赤泥，可以有效脱除赤泥中的碱金属元素，减少对赤泥后续提铁过程中碱金属对炉衬的侵蚀，也可得到低碱含量的尾矿。流化床在脱碱的同时对赤泥中的铁进行预还原，加速后期还原效率，便于得到高金属化率的金属化球团。最后将脱碱后的赤泥中添加添加剂，在转底炉的高温作用下，促进剩余铁的还原，同时添加剂的加入能起到铁颗粒聚集的作用，使细粒度的铁颗粒聚集成较大的粒度，以便能采用物理分离的方法将铁和渣进行分离。另外，本专利技术在还原脱碱处理的过程中可以回收高碱含量的烟尘，实现了资源的综合回收利用，因而具有重要的经济效益和社会效益。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：根据本专利技术的一些实施例，所述赤泥超细粉的平均粒度为不大于50微米。由此可以提高脱碱效率和金属的还原效率。根据本专利技术的一些实施例，所述预还原脱碱处理的温度为800-1050℃，时间为20-40min。由此可以有效地脱除赤泥中的碱，减少赤泥后续提铁过程中碱金属对炉衬的侵蚀，并能对赤泥中金属进行预还原。根据本专利技术的一些实施例，所述还原气氛中还原性气体含量不小于50体积％。由此可以进一步提高赤泥中金属的还原效率。根据本专利技术的一些实施例，所述还原性气体为H2和CO的混合气体。由此可以提高赤泥中金属还原反应效率。根据本专利技术的一些实施例，将所述脱碱赤泥与还原剂和添加剂的按照质量比为100：5-30：1-10进行混合压块，任选地，所述添加剂为无机钙盐。由此可以在转底炉内高温作用下使细小的铁颗粒聚集，促进剩余铁的还原，便于得到得到回收率和金属化率更高的金属。更进一步地，所述添加剂为无机钙盐。由此可以促进铁元素的还原，同时可以使铁颗粒聚集，进一步地提高金属回收和金属化效率。根据本专利技术的一些实施例，所述直接还原处理的温度为1150-1300℃，时间为20-40min。由此可以得到金属化率更高的产品。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提出一种处理赤泥的系统，该系统用于实施前面实施例的处理赤泥的方法，该系统包括：烘干装置，所述烘干装置具有含水赤泥入口和干燥赤泥出口；磨矿装置，所述磨矿装置具有干燥赤泥入口和赤泥超细粉出口，所述干燥赤泥入口与所述干燥赤泥出口相连；流化床，所述流化床具有还原性气体入口、赤泥超细粉入口、脱碱赤泥出口和高碱烟尘出口，所述赤泥超细粉入口与所述赤泥超细粉出口相连；压块装置，所述压块装置具有脱碱赤泥入口、还原剂入口、添加剂入口和赤泥团块出口，所述脱碱赤泥入口与所述脱碱赤泥出口相连；以及转底炉，所述转底炉具有赤泥团块入口和金属化球团出口，所述赤泥团块入口与所述赤泥团块出口相连；以及磨矿和磁选装置，所述磨矿和磁选装置具有金属化球团入口、铁粉出口和尾渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。由此采用该系统首先利用流化床将干燥的赤泥超细粉在还原性气体和高温作用下实现脱碱处理，不仅可以有效脱除赤泥中的碱金属元素，减少赤泥后续提铁过程中碱金属对炉衬的侵蚀，也可得到低碱含量的脱碱赤泥。流化床在脱碱的同时还可以对赤泥中的铁进行预还原，有利于提高后期铁还原效率，便于得到高金属化率的金属化球团。更进一步地，利用压块装置将脱碱赤泥与还原剂和添加剂进行混合压块，并在转底炉内将赤泥团块进行直接还原处理，不仅有利于促进剩余铁的还原，同时添加剂的加入能起到铁颗粒聚集的作用，使细粒度的铁颗粒聚集成较大的粒度，得到金属化球团，以便能采用物理分离的方法经过磨矿和磁选将铁和渣进行分离，得到回收率和金属化率更高的产品。不仅如此，本专利技术还可以通过高碱烟气出口回收高碱含量的烟尘，进而减少了环境污染，实现了资源有效地回收利用，因而具有显著的经济效益和社会效益。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，进一步包括：旋风分离器，所述旋风分离器与所述高碱烟尘出口相连。由此利用所述旋风分离器与所述高碱烟尘出口相连将流化床内还原气体经挥发后进入烟气出口，通过除尘分离得到高碱烟尘，实现资源回收，减少环境污染。在本专利技术的一些实施例中，所述添加剂入口为无机钙盐入口。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是根据本专利技术另一个实施例的处理赤泥的方法的流程图。图3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。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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：将含水赤泥进行烘干处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥进行细磨处理，以便得到赤泥超细粉；将所述赤泥超细粉在流化床内于还原气氛下进行预还原脱碱处理，以便得到脱碱赤泥和高碱烟尘；将所述脱碱赤泥与还原剂和添加剂进行混合压块，以便得到赤泥团块；将所述赤泥团块在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行磨矿和磁选分离，以便得到铁粉和尾渣。

【技术特征摘要】
1.一种处理赤泥的方法，其特征在于，包括：将含水赤泥进行烘干处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥进行细磨处理，以便得到赤泥超细粉；将所述赤泥超细粉在流化床内于还原气氛下进行预还原脱碱处理，以便得到脱碱赤泥和高碱烟尘；将所述脱碱赤泥与还原剂和添加剂进行混合压块，以便得到赤泥团块；将所述赤泥团块在转底炉内进行直接还原处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团进行磨矿和磁选分离，以便得到铁粉和尾渣。2.根据权利要求1所述的处理赤泥的方法，其特征在于，所述赤泥超细粉的平均粒度为不大于50微米。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，所述预还原脱碱处理的温度为800-1050℃，时间为20-40min。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，所述还原气氛中还原性气体含量不小于50体积％。5.根据权利要求4所述的处理赤泥的方法，其特征在于，所述还原性气体为H2和CO的混合气体。6.根据权利要求1-5任一项所述的处理赤泥的方法，其特征在于，将所述脱碱赤泥与还原剂和添加剂的按照质量比为100：5-30：1-10进行混合压块，任选地，所述添加剂为无机钙盐。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，曹志成，薛逊，吴佩佩，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