生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法技术

生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法，属于高铁拜耳法赤泥生产铁精矿的技术领域。生物质用量占高铁拜耳法赤泥用量5％‑50％范围称取各原料，混合均匀；所得的混合料进行焙烧，焙烧温度为400‑750℃。经磁选后获得符合高炉炼铁要求的铁精矿和高胶凝活性的无机材料两种产品。本发明专利技术采用生物质原料代替煤粉还原高铁拜耳法赤泥中的赤铁矿，不仅能够将还原温度降低200℃左右，同时还可以同步获得最优的无机组分胶凝活性。此方法将赤铁矿还原和提高无机胶凝活性两个步骤合二为一，“梯级全组分”利用了生产氧化铝过程中排放的固废—高铁赤泥，较碳基还原降低了能源消耗、减少了碳排放，并降低了投资和生产成本，环境效益、社会效益和经济效益显著。

Biomass reduction in red mud synchronization method to improve the activity of the iron oxide inorganic group

The method for synchronously improving the activity of inorganic components in iron oxide from biomass reduction red mud belongs to the technical field for producing iron concentrate by high iron Bayer red mud. Amount of biomass accounted for high iron Bayer red mud dosage 5% 50% range of the raw materials are weighed and mixed evenly; the mixture is roasted, roasting temperature is 400 DEG C 750. After magnetic separation, two kinds of products of iron concentrate and high cementitious activity inorganic material meeting blast furnace ironmaking requirements were obtained. The present invention uses biomass material instead of pulverized coal to reduce hematite in high iron Bayer red mud, which can reduce the reduction temperature by about 200 DEG C, and simultaneously can obtain the optimal inorganic component cementitious activity. This method will improve the reduction of hematite and inorganic cementitious activity of two steps to be made one, \cascade of all components using emissions in the production of alumina waste high iron red mud, a carbon based reduction reduces the energy consumption, reduce carbon emissions, and reduce the investment and production cost, environmental benefits, social benefits and significant economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法
本专利技术属于高铁拜耳法赤泥生产铁精矿的
，特别涉及一种生物质低温磁化还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分胶凝活性的方法。磁化焙烧技术主要应用于赤铁矿、褐铁矿等磁性很弱的铁矿石，用煤炭、天然气等还原剂，在一定的温度和气氛条件下，将这些矿石还原成磁铁矿，经还原磁化后，矿石物相发生改变，赤、褐铁矿变成磁铁矿，磁性可增加多个数量级，利用焙烧后铁矿与脉石的巨大磁性差异，可以用弱磁选分离出铁矿。提高尾矿的胶凝活性，一般要对铁尾矿进行活化，常见的活化方法包括机械活化、热活化、化学活化、水热活化及复合热蚀变活化等。
技术介绍
赤泥是氧化铝在生产过程中排出的固体废渣，具有强碱性，因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大多数生产厂每生产1t氧化铝要排放1.0～2.0t的赤泥。我国氧化铝厂大多采用露天筑坝的方式堆存赤泥这种方式不仅浪费赤泥中的金属资源而且占用大量的土地，赤泥中的碱会渗透到地下造成土壤和地下水污染，裸露在地表的赤泥容易风化污染空气对人类的健康造成极大危害。2016年底我国氧化铝产量6090.5万吨，赤泥排放量达9000万吨左右，其中近一半为高铁拜耳法赤泥。所以必须研究开发利用国内大量的高铁拜耳法赤泥。近年来，我国出台了一系列赤泥综合利用的政策文件和鼓励措施，“十二五”初，科技部联合发改委、环保部等部门制定了《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》；国家发展改革委于2011年发布了《“十二五”资源综合利用指导意见》和《大宗固体废物综合利用实施方案》，明确提出加快共性关键技术研发，实现赤泥科学高效利用，重点发展赤泥提取有用组分生产建材从我国铁矿资源的利用情况来看，易选的磁铁矿资源正面临日益短缺的局面，所以要充分利用我国搁置的大量高铁拜耳法赤泥。近年来我国赤泥提铁技术总体水平有了很大提高，但是开发利用的水平仍然处于较低水平，选矿加工成本仍然较高，高铁拜耳法赤泥高效利用技术亟待提高。铁尾矿作为一种二次资源，其资源化利用是全社会关注的焦点。铁尾矿的资源化利用已迫在眉睫，否则不仅造成铁尾矿中有用组分流失，而且其排放后占用大量土地、破坏植被和污染环境。随着磁化焙烧技术的发展，高铁拜耳法赤泥选铁后，将会排出更多铁尾矿，其资源化利用将成为一大难题。而目前铁尾矿在建材中利用的难题在于其胶凝活性过低，无法直接大掺量利用。如果在高铁拜耳法赤泥磁化焙烧过程中，同时利用焙烧环境对高铁拜耳法赤泥中硅铝组分(铁尾矿的主要成分)进行改质，这样既能提取铁组分，又能提高尾矿的胶凝活性，方便对其进行下一步建材化利用，实现铁矿资源的全组分利用。这对于节能减排、清洁生产及生态环境的改善都具有非常重要的意义。铁尾矿在建筑材料中应用是实现其大宗高效利用的重要途径，但由于铁尾矿胶凝活性低，无法大掺量应用于建筑材料，因此，提高其胶凝活性从而使其用量增加是扩大铁尾矿消耗量的重要手段。生物质不仅是可再生绿色能源，而且分布广泛，资源丰富，廉价易得，生物质废弃物的总量每年可达6.5亿吨标煤以上。近年来，生物质作为一种可再生的还原剂被应用于冶金中，其中生物质磁化还原赤泥因其反应温度低，磁化效果好被广泛关注。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是生物质低温磁化还原高铁拜耳法赤泥的同时并活化其尾矿增强尾矿的胶凝活性。这种技术能够充分利用我国大量的高铁拜耳法赤泥降低铁资源的流失率，降低提铁能耗；此项技术不用另行解决尾矿的胶凝活性问题从而降低能耗及生产成本，经过此技术得到的尾矿可以直接大量掺加用于建筑材料，能够有效消耗尾矿。本专利技术为高铁拜耳法赤泥的利用提出了全新的技术方法。一种生物质低温磁化还原高铁拜耳法赤泥同步提高无机组分的活性的方法，其特征在于，该方法步骤如下：(1)将高铁拜耳法赤泥，生物质原料分别粉碎、研磨，并按照生物质用量为高铁拜耳法赤泥用量5％～50％的重量比称取各原料，混合均匀。(2)将步骤(1)选取的生物质原料磨细粒度在0.001mm-0.35mm。(3)将步骤(1)选取的高铁拜耳法赤泥进行磨细粒度在0.001mm-0.2mm.(4)将步骤(1)所得的混合料进行焙烧，焙烧温度为400-750℃，焙烧过程中，高铁拜耳法赤泥还原转化为磁性氧化物，经磁选后获得符合高炉炼铁要求的铁精矿和高胶凝活性的无机材料两种产品。(5)将步骤(1)所得的混合料进行焙烧。焙烧时间为10min-50min.所述生物质不仅能够作为还原剂还作为蚀变剂，在相同的温度下对高铁拜耳法赤泥进行热活化提高其无机组分的胶凝活性。进一步的生物质为木质类、秸秆类、城市垃圾(纸张、天然纤维)、动物粪便等等。进一步的所用的高铁赤泥为拜耳法赤泥，例如高铁拜耳法赤泥等。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够有效利用我国大量的高铁拜耳法赤泥，提高利用率，能够通过此技术提高高铁拜耳法赤泥含铁品位，降低铁资源的浪费率。在处理高铁拜耳法赤泥的同时有效活化无机组分，提高尾矿的胶凝活性，能够大量将尾矿用于建筑材料。这种技术将两个步骤融为一体减少投资成本，降低了生产能耗，能够有效保护环境。附图说明图1是利用不同温度煅烧铁尾矿所制备胶砂试块的抗压强度变化图，图2是本专利技术的技术路线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1和图2，本专利技术实施例包括：实施例一：选取生物质为松木锯末。原料经加工处理后筛分至粒度范围0.3mm以下，将高铁拜耳法赤泥磨细粒度为0.08mm(92％)。生物质用量为高铁拜耳法赤泥用量15％，设定反应温度为550℃，在管式炉焙烧32min得到品位为65％的铁精矿，回收率达到85％，同时反应后的尾矿的胶凝活性很高，能够直接用于建筑材料。实施例二：选取生物质为玉米秸秆。原料经加工处理后筛分至粒度在0.3mm以下，将高铁拜耳法赤泥磨细粒度为0.08mm(92％)。生物质用量为高铁拜耳法赤泥用量24％，设定反应温度为630℃，在管式炉焙烧40min得到品位为70％的铁精矿，回收率达到96％，同时反应后的尾矿的胶凝活性很高，能够直接用于建筑材料。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将高铁赤泥、生物质原料分别粉碎、研磨，按照生物质用量占高铁赤泥用量5％‑50％范围称取原料，混合均匀；(2)步骤(1)选取的生物质原料磨细粒度在0.001mm‑0.35mm；(3)步骤(1)选取的高铁拜耳法赤泥进行磨细粒度在0.001mm‑0.2mm；(4)将步骤(1)所得的混合料进行焙烧，焙烧温度为400‑750℃，焙烧时间为10min‑50min，焙烧过程中，高铁拜耳法赤泥中非磁性的氧化铁被还原转化为磁性的四氧化三铁，经磁选后获得符合高炉炼铁要求的铁精矿和高胶凝活性的无机材料两种产品。

【技术特征摘要】
1.生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将高铁赤泥、生物质原料分别粉碎、研磨，按照生物质用量占高铁赤泥用量5％-50％范围称取原料，混合均匀；(2)步骤(1)选取的生物质原料磨细粒度在0.001mm-0.35mm；(3)步骤(1)选取的高铁拜耳法赤泥进行磨细粒度在0.001mm-0.2mm；(4)将步骤(1)所得的混合料进行焙烧，焙烧温度为400-750℃，焙烧时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓明，李恒，张娜，李东升，苍大强，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11