赤泥含碳球团的制备方法和制备系统技术方案

本发明专利技术公开了赤泥含碳球团的制备方法和制备系统，其中，赤泥含碳球团的制备方法包括：将赤泥进行干燥处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥与还原剂、添加剂、造孔剂和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到赤泥含碳球团。利用该方法制备得到的赤泥含碳球团具有直接还原效率高、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于资源再生利用
具体而言，本专利技术涉及赤泥含碳球团的制备方法和制备系统。
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。赤泥中含有大量的铁、铝、钠、钙等金属，赤泥的堆存不仅占用大量的土地和农田，耗费较多的堆场建设及维护费用，造成严重的水质污染，且浪费了大量的金属资源。赤泥中所含有价金属组分如Fe2O3、Al2O3、Na2O、TiO2，多为经济价值较低的碱金属，单独就某一种元素进行回收利用不能很好地解决工艺经济性和赤泥堆存量巨大的问题，必须采用多种金属联合回收技术才能真正的实现赤泥的综合利用和减量化。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。农、林废弃物如稻壳、花生壳、木屑、锯末等靠吸收大气中的CO2和利用光能生长，属于可再生的洁净燃料，而且不会额外增加大气中的CO2，是一种CO2中性物质，既具有CO2零排放的特点。另外，将农林废弃物应用在炼铁中，可解决由于农村焚烧农林废弃物产生大量气体及气溶胶组分而带来雾霾天气的问题。随着中国塑料产品的大量使用，废塑料急剧增加，“白色污染”已成为环境保护突出的问题。因此，积极开展废塑料的综合回收利用技术对中国环境保护和资源合理化利用具有重要的现实意义。经过检索现有文献和专利，已有通过隧道窑、回转窑、竖炉或转底炉处理这些赤泥生产金属化球团，进而磨矿磁选生产金属铁粉的工艺。这些工艺都需要对原料首先进行成型处理，在成型过程中要加入水或者液体粘结剂进行成型，得到的含碳球团经过烘干后才能进行还原，但是由于赤泥粒度过细，0.046mm以下颗粒占85％以上。所得的球团孔隙率不高，导致后续直接还原过程中的脱碱率低、还原温度较高，还原时间较长，从而增大了能耗。因此，针对颗粒细小的赤泥直接还原处理含碳球团制备工艺进行改进。
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赤泥含碳球团的制备方法和制备系统，利用该方法或系统制备得到的赤泥含碳球团具有直接还原效率高、成本低等优点。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种赤泥含碳球团的制备方法，包括：将赤泥进行干燥处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥与还原剂、添加剂、造孔剂和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到赤泥含碳球团。另外，根据本专利技术上述实施例的赤泥含碳球团的制备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，所述赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述还原剂为兰炭、焦炭和非炼焦煤中的至少一种，所述还原剂的平均粒度为1-3mm。在本专利技术的一些实施例中，所述添加剂为生石灰、石灰石、碳酸钙和白云石中的至少一种，所述添加剂的平均粒度为不大于0.074mm。在本专利技术的一些实施例中，所述造孔剂为稻壳、花生壳、木屑、废塑料颗粒中的至少一种，所述造孔剂的平均粒度为不大于1mm。在本专利技术的一些实施例中，所述粘结剂为膨润土和/或淀粉溶液。在本专利技术的一些实施例中，制备赤泥含碳球团的原料配比为：赤泥100重量份，还原剂5～10重量份，添加剂5～10重量份，粘结剂2～10重量份，造孔剂3～10重量份。在本专利技术的一些实施例中，所述干燥处理的温度为100～200℃。在本专利技术的一些实施例中，所述的制备赤泥含碳球团的成型方法为压球，压球机线压力为4～7吨/厘米。根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提出一种赤泥含碳球团的制备系统，包括：干燥设备，所述干燥设备具有赤泥入口和干燥赤泥出口；混合设备，所述混合设备具有干燥赤泥入口、还原剂入口、添加剂入口、造孔剂入口、粘结剂入口和混合物料出口；所述干燥赤泥入口与所述干燥赤泥出口相连；成型设备，所述成型设备具有混合物料入口和赤泥含碳球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连。另外，根据本专利技术上述实施例的赤泥含碳球团的制备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，所述赤泥入口与拜耳法赤泥出口、烧结法赤泥出口和联合法赤泥出口中的至少一个相连。在本专利技术的一些实施例中，还原剂入口包括兰炭入口、焦炭入口和非炼焦煤入口中的至少一个。在本专利技术的一些实施例中，所述添加剂入口包括生石灰入口、石灰石入口、碳酸钙入口和白云石入口中的至少一个。在本专利技术的一些实施例中，所述造孔剂入口包括稻壳入口、花生壳入口、木屑入口和废塑料颗粒入口中的至少一个。在本专利技术的一些实施例中，所述粘结剂入口包括为膨润土入口和/或淀粉溶液入口。在本专利技术的一些实施例中，所述成型设备为压球机。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的赤泥含碳球团的制备方法的流程图。图2是根据本专利技术一个实施例的赤泥含碳球团的制备系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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赤泥含碳球团的制备方法。下面参考图1详细描述本专利技术具体实施例的赤泥含碳球团的制备方法。根据本专利技术具体实施例的赤泥含碳球团的制备方法包括：将赤泥进行干燥处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥与还原剂、添加剂、造孔剂和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到赤泥含碳球团。由此采用本专利技术上述实施例的赤泥含碳球团制备方法，首先将干燥赤泥、还原剂、添加剂、造孔剂、粘结剂混合均匀，然后将混合物料进行成型处理，即可得到一种赤泥含碳球团。利用上述方法制备得到的赤泥含碳球团在进行高温焙烧的直接还原的过程中，造孔剂可以在高温下分解生成气体，使得赤泥含碳球团出现大量空隙，从而便于CO等还原性气体向赤泥含碳球团内部扩散，从而显著提高了还原效率和还原程度，降低能耗。根据本专利技术的具体实施例，上述方法可以适用于拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥中的至少一种。具体地，生产氧化铝用于工业生产的几乎全属于碱法。碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和联合法，进而产生的赤泥分别为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥。更具体地，例如烧结法生产氧化铝是将铝土矿、碳酸钠和石灰制成料浆进行烧结得到铝酸钠溶液，再经脱硅净化和碳酸化分解得到氢氧化铝晶体，再经焙烧脱水得到氧化铝产品。生产过程中得到的废物即为烧结法赤泥。本专利技术上述实施例的赤泥含碳球团的方法可以适用于拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥中的至少一种。由此可以进一步提高该方法的适用范围。根据本专利技术的具体实施例，首先，对上述赤泥进行干燥处理，具体地干燥处理的温度为100～200℃。由此可以进一步提高干燥效率。根据本专利技术的具体实施例，采用的还原剂可以为兰炭、焦炭和非炼焦煤中的至少一种。由此通过预先将赤泥与上述还原剂混合制备成球团，可以进一步提高赤泥与还原剂的接触面积，进而提高赤泥的还原效果。并且采用兰炭、焦炭和非炼焦煤中的至少一种作为还原剂，可以进一步提高还原效果。上述还原剂的平均粒度可以为1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种赤泥含碳球团的制备方法，其特征在于，包括：将赤泥进行干燥处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥与还原剂、添加剂、造孔剂和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到赤泥含碳球团。

【技术特征摘要】
1.一种赤泥含碳球团的制备方法，其特征在于，包括：将赤泥进行干燥处理，以便得到干燥赤泥；将所述干燥赤泥与还原剂、添加剂、造孔剂和粘结剂进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到赤泥含碳球团。2.根据权利要求1所述赤泥含碳球团的制备方法，其特征在于，所述赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述赤泥含碳球团的制备方法，其特征在于，所述还原剂为兰炭、焦炭和非炼焦煤中的至少一种，所述还原剂的平均粒度为1-3mm，任选地，所述添加剂为生石灰、石灰石、碳酸钙和白云石中的至少一种，所述添加剂的平均粒度为不大于0.074mm，任选地，所述造孔剂为稻壳、花生壳、木屑和废塑料颗粒中的至少一种，所述造孔剂的平均粒度为不大于1mm，任选地，所述粘结剂为膨润土和/或淀粉溶液。4.根据权利要求1-3任一项所述赤泥含碳球团的制备方法，其特征在于，制备赤泥含碳球团的原料配比为：赤泥100重量份，还原剂5～10重量份，添加剂5～10重量份，粘结剂2～10重量份，造孔剂3～10重量份。5.根据权利要求1-4任一项所述赤泥含碳球团的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为100～200℃。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健月，王福佳，吴佩佩，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