一种气基还原处理赤泥的方法技术

本发明专利技术公开了一种气基还原处理赤泥的方法。该方法包括如下步骤：准备赤泥粉；将赤泥粉与CaO和水混合后制成第一球团；将第一球团干燥后焙烧成氧化球团；将氧化球团送入气基竖炉内还原，得到金属化球团；将金属化球团冷却、破碎、润磨，然后再进行磁选，得到磁性物和磁选渣；将磁性物用于炼钢。本发明专利技术采用气基竖炉还原赤泥，无需冶金焦炭，不消耗焦煤，工艺流程短，省去了焦化步骤，降低了系统的能耗，且减少了污染物的排放。本发明专利技术的工艺简单，适宜大规模的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种气基还原处理赤泥的方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种气基还原处理赤泥的方法。
技术介绍
赤泥是生产氧化铝过程中产生的副产品，现阶段并没有有效的方式处理赤泥，主要采用堆放方式封存。目前我国赤泥的堆放量超过了2亿吨，大量的赤泥堆放处理不仅没有使资源得到充分利用，也对生态环境产生不利影响。受限于赤泥的化学成分，至今尚无工业应用先例，对赤泥的研究仅仅处于实验室阶段。气基竖炉炼铁技术是一种新型的炼铁技术，具有原料适应性强、环境友好等优势。气基竖炉炼铁技术是以主要成分为H2、CO的气体作为还原剂在低于矿物熔点下进行还原，矿物与还原气之间发生气固还原反应，将原料矿物中金属氧化物还原成单质的工艺流程。由于冶炼过程中系统温度较低，不产生渣相，故竖炉对原料要求较低，可以处理高炉无法利用的贫杂矿、难选矿或冶金废渣。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气基还原处理赤泥的方法，解决目前赤泥难以处理的问题。本专利技术提供的气基还原处理赤泥的方法包括如下步骤：准备赤泥粉；将所述赤泥粉与CaO和水混合后制成第一球团；将所述第一球团干燥后焙烧成氧化球团；将所述氧化球团送入气基竖炉内还原，得到金属化球团；将所述金属化球团冷却、破碎、润磨，然后再进行磁选，得到磁性物和磁选渣；将所述磁性物用于炼钢。在本专利技术的一个实施方案中，所述方法还包括如下步骤：将所述磁选渣与钠盐、CaO和水混合后制成第二球团；将所述第二球团干燥后焙烧，得到焙烧产物；将所述焙烧产物细磨后用水浸泡及搅拌，过滤后得到水浸溶液；往所述水浸溶液中加入强酸，过滤后得到沉淀物；将所述沉淀物焙烧，得到氧化铝。在本专利技术的一个实施方案中，所述赤泥粉与所述CaO和所述水的质量比为100:5:8-100:2:5。在本专利技术的一个实施方案中，所述氧化球团在所述气基竖炉内的还原时间为4-7h，所需还原气的温度为800-1000℃。在本专利技术的一个实施方案中，所述第一球团焙烧的时间为5-15min、温度为900-1200℃在本专利技术的一个实施方案中，所述第一球团的直径为8-16mm。在本专利技术的一个实施方案中，将所述金属化球团润磨至≤75μm后再进行磁选。在本专利技术的一个实施方案中，所述第二球团焙烧的时间为15-60min、温度为1000-1200℃。在本专利技术的一个实施方案中，将所述焙烧产物细磨至≤75μm后再用水浸泡并进行搅拌。在本专利技术的一个实施方案中，所述焙烧产物在水中的浸泡及搅拌的时间为2-4h。本专利技术采用气基竖炉还原赤泥，无需冶金焦炭，不消耗焦煤，工艺流程短，省去了焦化步骤，降低了系统的能耗，且减少了污染物的排放。本专利技术解决了赤泥无法利用的问题，综合回收了赤泥中的铁资源和铝资源，效果良好，工艺简单，适宜大规模的工业化生产。采用本专利技术提供的工艺，赤泥中铁和铝的回收率高达90％以上。在回收赤泥中的铝资源时，赤泥的中钠盐得到利用，节省了钠盐的投入，减少了生产成本。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种气基还原处理赤泥的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。需要说明的是，本专利技术涉及的所有的百分数均为质量百分数。本专利技术提供的气基还原处理赤泥的方法包括以下步骤：准备赤泥原料；将赤泥原料进行干燥和细磨，得到赤泥粉；将赤泥粉与CaO和水混合后制成球团(本专利技术将其称为“第一球团”)；将第一球团干燥后焙烧成氧化球团；将氧化球团送入气基竖炉内还原，得到金属化球团；将金属化球团冷却、破碎、润磨，然后再进行磁选，得到磁性物和磁选渣；将磁性物用于炼钢。拜耳法产生的赤泥铁品位相比其他方法产生的赤泥铁品位要高，基本上铁品位在30％以上；此外大约存在有20％的氧化铝和15％左右的二氧化硅，因此，本专利技术优选使用拜耳法赤泥。本专利技术采用气基竖炉还原赤泥，无需冶金焦炭，不消耗焦煤，工艺流程短，省去了焦化步骤，降低了系统的能耗，且减少了污染物的排放。采用本专利技术提供的工艺，赤泥中的铁的回收率高达90％以上。在本专利技术优选的实施例中，氧化球团在气基竖炉内的还原时间为4-7h，所需还原气的温度为800-1000℃。在更优选的实施例中，氧化球团在气基竖炉内的还原时间为6-7h，所需还原气的温度为850-950℃。本专利技术所用的还原气的主要成分为H2和CO，排出的炉顶气主要为CO2。可见，相对于高炉炼铁工艺，本专利技术所需的能耗低，且污染物排放量少。CaO和水反应后生成Ca(OH)2，本专利技术采用Ca(OH)2作为赤泥粉的粘结剂。在本专利技术优选的实施例中，赤泥粉、Cao、水的质量比为100:5:8-100:2:5。在此质量比下，制得的第一球团强度较好，在后续焙烧过程中不易粉碎。在本专利技术优选的实施例中，赤泥粉的粒径≤0.15mm，赤泥粉的粒径过大时不易制成第一球团。此外，第一球团的直径优选为8-16mm；太小，还原料柱透气性太差；太大，还原阻力越大，不利于提高金属化率，不利于回收赤泥中的铁。赤泥中的铁主要是以氧化物的形式存在的，其中大部分为Fe2O3，Fe2O3经过焙烧后被氧化为具有磁性的Fe3O4，为后续的磁选过程创造条件。第一球团焙烧的时间越长、温度越高，氧化反应越彻底。在本专利技术优选的实施例中，第一球团焙烧的时间为5-15min，温度为900-1200℃。在本专利技术优选的实施例中，金属化球团冷却后破碎，然后润磨至≤75μm(过200目的筛网)，再在约1000Oe的磁场下进行磁选。磁选后得到磁性物和磁选渣。磁选渣即非磁性物，其主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3和CaO，还有少量钠盐，其中，Al2O3的含量最多。在进一步优选的实施例中，上述方法还包括如下步骤：将磁选渣与钠盐、CaO和水混合后制成球团(本专利技术将其称为“第二球团”)；将第二球团干燥后焙烧，得到焙烧产物；将焙烧产物细磨后用水浸泡及搅拌，过滤后得到水浸溶液和尾渣；往水浸溶液中加入强酸，得到沉淀物和废液；将沉淀物焙烧，得到氧化铝。磁选渣中的Al2O3、SiO2与加入的钠盐、CaO在焙烧过程中发生反应，经过焙烧后变为铝酸钠和硅酸钙等(即焙烧产物)，硅酸钙不溶于水而铝酸钠易溶于水后，加入强酸后，铝酸钠分解为钠盐和Al(OH)3(即沉淀物)，Al(OH)3焙烧后脱水，变为氧化铝。在上述优选实施例中，对磁选渣进行了进一步的处理，铝的回收率在90％以上，赤泥中的铝得到了有效的回收，效果良好，工艺简单，具有较高的应用价值。本专利技术使用的钠盐可以是NaCl、Na2CO3或其他任何形式的钠盐，优选为Na2CO3。本专利技术使用的强酸的浓度在10％以下，优选的强酸为HCl。钠盐、CaO和水的加入量取决于磁选渣中Al2O3及SiO2的含量。由于赤泥中含有少量钠盐，在本专利技术优选的实施例中，磁选渣、钠盐、CaO的质量比为10:1:1-10:3:4，水加入量为总料重的5％-10％。赤泥中的钠盐得到了利用，节约了钠盐的投入，减少了生产成本。第二球团的直径越小，焙烧的效果越小。在本专利技术优选的实施例中，第二球团的直径≤35mm。第二球团焙烧的时间越长、温度越高，磁选渣中的Al2O3及SiO2与钠盐和CaO的反应越彻底。在本专利技术优选的实施例中，第二球团焙烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气基还原处理赤泥的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：准备赤泥粉；将所述赤泥粉与CaO和水混合后制成第一球团；将所述第一球团干燥后焙烧成氧化球团；将所述氧化球团送入气基竖炉内还原，得到金属化球团；将所述金属化球团冷却、破碎、润磨，然后再进行磁选，得到磁性物和磁选渣；将所述磁性物用于炼钢。

【技术特征摘要】
1.一种气基还原处理赤泥的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：准备赤泥粉；将所述赤泥粉与CaO和水混合后制成第一球团；将所述第一球团干燥后焙烧成氧化球团；将所述氧化球团送入气基竖炉内还原，得到金属化球团；将所述金属化球团冷却、破碎、润磨，然后再进行磁选，得到磁性物和磁选渣；将所述磁性物用于炼钢。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：将所述磁选渣与钠盐、CaO和水混合后制成第二球团；将所述第二球团干燥后焙烧，得到焙烧产物；将所述焙烧产物细磨后用水浸泡及搅拌，过滤后得到水浸溶液；往所述水浸溶液中加入强酸，过滤后得到沉淀物；将所述沉淀物焙烧，得到氧化铝。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赤泥粉与所述CaO和所述水的质量比为100:2:5-100:5:8。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈士朝，边妙莲，马冬阳，孙辉，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