综合利用工业固废的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种综合利用工业固废的系统。该系统包括混合装置，设有有色冶金渣入口、赤泥入口、电石渣入口和混合料出口；成型装置，设有混合料入口和球团出口，混合料入口与混合装置的混合料出口相连；氧化焙烧装置，设有球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，球团入口与成型装置的球团出口相连；还原焙烧装置，设有氧化球团入口、还原性气体入口和碎裂球团出口，氧化球团入口与氧化焙烧装置的氧化球团出口相连；冷却装置，设有碎裂球团入口和粉化料出口，碎裂球团入口与还原焙烧装置的碎裂球团出口相连；磁选装置，设有粉化料入口、磁性铁粉出口和非磁性物质出口，粉化料入口与冷却装置的粉化料出口相连。制得的磁性铁粉的铁品位高。

【技术实现步骤摘要】
综合利用工业固废的系统
本技术属于冶金领域，具体涉及一种综合利用工业固废的系统。
技术介绍
有色冶金渣，是指火法提取有色金属如铜、镍等产生的渣，其中含有约40％的铁，其主要以铁橄榄石(2FeO·SiO2)形式存在，还有少量以磁铁矿(Fe3O4)形式存在。由于铁橄榄石直接还原难度较大，且该类冶金渣中的硫含量一般较高，若直接进行还原提取铁，则硫元素会进入铁中，成为产品杂质。赤泥是铝土矿提取氧化铝后所产生的最主要的固体残渣，因其中含有大量氧化铁而呈现红色，因此称之为赤泥。目前赤泥除了少部分应用于水泥生产、制砖等用途外，大多处于露天筑坝堆存状态。赤泥中含有Fe2O3、CaO、MgO等物质。电石渣是在乙炔、聚氯乙烯、聚乙烯醇等工业产品生产过程中，电石水解后产生的沉淀物，主要成份是氢氧化钙。电石渣长期堆积不但占用大量土地，且对土地有严重的侵蚀作用。因此，国家环境保护部已将电石渣纳入第Ⅱ类一般工业固体废物，要求进行管理。目前，生产过程中产生的电石渣均是作为废弃物处理，因此，处理这些电石渣废弃物不仅需要花费大量的人力物力，还造成了资源的浪费。
技术实现思路
针对工业固废处理现状，本技术将有色冶金渣、赤泥和电石渣按照一定比例混合制成球团，首先在氧化性气氛下进行焙烧，然后在弱还原性气氛下焙烧，无需经过破碎装置，直接磁选即可得到磁性铁产品，工艺简单，成本低。本技术提供的综合利用工业固废的系统，包括：混合装置，设有有色冶金渣入口、赤泥入口、电石渣入口和混合料出口；成型装置，设有混合料入口和球团出口，所述混合料入口与所述混合装置的混合料出口相连；氧化焙烧装置，设有球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，所述球团入口与所述成型装置的球团出口相连；还原焙烧装置，设有氧化球团入口、还原性气体入口和碎裂球团出口，所述氧化球团入口与所述氧化焙烧装置的氧化球团出口相连；冷却装置，设有碎裂球团入口和粉化料出口，所述碎裂球团入口与所述还原焙烧装置的碎裂球团出口相连；磁选装置，设有粉化料入口、磁性铁粉出口和非磁性物质出口，所述粉化料入口与所述冷却装置的粉化料出口相连。优选地，上述系统还包括：第一破碎装置，设有原料入口和粉料出口，所述粉料出口与所述混合装置的有色冶金渣入口相连。优选地，上述系统还包括：第二破碎装置，设有原料入口和粉料出口，所述粉料出口与所述混合装置的电石渣入口相连。优选地，上述系统还包括：烘干装置，设有原料入口和烘干料出口，所述烘干料出口与所述混合装置的赤泥入口相连。本技术中的原料均为多种行业的固废产物，无需加入其它物质即可达到提铁脱硫的效果，通过综合利用可以解决堆存问题，有利于改善环境。本技术制得的磁性铁粉的铁品位在70％以上，硫含量可低至0.007％。附图说明图1为本技术实施例中的综合利用工业固废的系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本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，而不是对本技术的限制。本技术将有色冶金渣、赤泥和电石渣按照一定比例混合均匀后制成球团。首先将球团在氧化性气氛下进行焙烧一段时间，在弱还原性气氛下继续焙烧，促使球团在还原过程中发生一定程度的膨胀破裂，最后将碎裂的球团在空气中放置冷却一段时间，加速物料的粉化，将粉化物料直接进行磁选，可获得最终产品。通过上述步骤，无需经过破碎步骤即可直接磁选获得磁性铁产品。如图1所示，本技术提供的综合利用工业固废(冶金渣、赤泥和电石渣)制备磁性铁粉的系统包括：第一破碎装置1、烘干装置2、第二破碎装置3、混合装置4、成型装置5、氧化焙烧装置6、还原焙烧装置7、冷却装置8和磁选装置9。第一破碎装置1用于将有色冶金渣破碎磨细至合适粒径，以便于后续成型。第一破碎装置1设有原料入口和粉料出口。上述系统也可以不包括第一破碎装置1，直接采用合适粒径的冶金渣即可。烘干装置2用于干燥赤泥原料。烘干装置2设有原料入口和烘干料出口。若赤泥原料的水分含量不高，上述系统也可以不包括烘干装置2。第二破碎装置3用于将电石渣破碎磨细至合适粒径，以便于后续成型。第二破碎装置3设有原料入口和粉料出口。上述系统也可以不包括第二破碎装置3，直接采用合适粒径的电石渣即可。混合装置4用于将合适粒径和水分的冶金渣、赤泥和电石渣混合均匀。混合装置4设有冶金渣入口、赤泥入口、电石渣入口和混合料出口，冶金渣入口与第一破碎装置1的粉料出口相连，赤泥入口与烘干装置2的烘干料出口相连，电石渣入口与第二破碎装置3的粉料出口相连。成型装置5用于将混合料制备成球团。成型装置5设有混合料入口和球团出口，混合料入口与混合装置4的混合料出口相连。氧化焙烧装置6用于在氧化性气氛中进行焙烧球团。氧化焙烧装置6设有球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，球团入口与成型装置6的球团出口相连。还原焙烧装置7用于在弱还原气氛下进行焙烧氧化球团。还原焙烧装置7设有氧化球团入口、还原性气体入口和碎裂球团出口，氧化球团入口与氧化焙烧装置6的氧化球团出口相连；冷却装置8用于冷却碎裂球团，碎裂球团在冷却装置8中进一步粉化，获得粉化料。冷却装置8设有碎裂球团入口和粉化料出口，碎裂球团入口与还原焙烧装置7的碎裂球团出口相连。磁选装置9用于磁选获得磁性铁粉。磁选装置9设有粉化料入口、磁性铁粉出口和非磁性物质出口，粉化料入口与冷却装置8的粉化料出口相连。上述有色冶金渣是指火法冶炼有色金属(如铜、镍)时得到的产物，其中铁主要以铁橄榄石(2FeO·SiO2)形式存在，还有少量磁铁矿(Fe3O4)。上述赤泥是铝土矿提取氧化铝后产生的固体残渣，赤泥中的铁主要以赤铁矿(Fe2O3)形式存在。上述电石渣是电石水解获取乙炔气体后的残渣，其主要成分是氢氧化钙(Ca(OH)2)，同时含有一定量的碱金属(K、Na等)和碱土金属(Mg等)。本技术中，氧化焙烧的焙烧气氛指氧气(O2)的体积百分含量≥20％的气氛，有色冶金渣中的硫与氧气生成SO2，并与电石渣中的含钙物质发生反应生成固态物质，达到固硫的目的。赤泥中的Fe2O3可以催化SO2转变为SO3，降低脱硫产物的团聚性。同时，在此气氛下，有色冶金渣中的铁橄榄石可以转变为赤铁矿(Fe2O3)。同时，电石渣中的CaO与冶金渣中的SiO2反应生成硅酸二钙(β-C2S)，此种物质在后续冷却过程中会发生晶相转变。在还原焙烧过程中，球团中含有赤泥及电石渣中的多种物质会增大赤铁矿的晶胞，并且促使赤铁矿发生晶格畸变。电石渣及赤泥中的碱金属(Na、K等)以及碱土金属(Ca、Mg等)嵌入赤铁矿中，增加了晶格缺陷数目。晶格缺陷和各种组分的分布是不规则的，这种不规则决定了赤铁矿晶体中各组分在还原时的扩散系数不同。晶胞增大发生畸变的赤铁矿还原到磁铁矿时，体积增大的多，产生的应力也大，故造成球团的异常膨胀及粉化。此外，由于赤泥中含有一定量的TiO2，会降低赤铁矿向磁铁矿转化的相变温度，同时生成的玻璃相韧性值很低，是比较脆弱的矿相，当晶胞体积增大时，周围的应力增加，玻璃相容易发生断裂，因此促进粉化现象的发生。同时，球团中的Fe2O3也会发生还原反应，由于是在弱还原气氛下进行焙烧，故只会还原生成Fe3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合利用工业固废的系统，其特征在于，包括：混合装置，设有有色冶金渣入口、赤泥入口、电石渣入口和混合料出口；成型装置，设有混合料入口和球团出口，所述混合料入口与所述混合装置的混合料出口相连；氧化焙烧装置，设有球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，所述球团入口与所述成型装置的球团出口相连；还原焙烧装置，设有氧化球团入口、还原性气体入口和碎裂球团出口，所述氧化球团入口与所述氧化焙烧装置的氧化球团出口相连；冷却装置，设有碎裂球团入口和粉化料出口，所述碎裂球团入口与所述还原焙烧装置的碎裂球团出口相连；磁选装置，设有粉化料入口、磁性铁粉出口和非磁性物质出口，所述粉化料入口与所述冷却装置的粉化料出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种综合利用工业固废的系统，其特征在于，包括：混合装置，设有有色冶金渣入口、赤泥入口、电石渣入口和混合料出口；成型装置，设有混合料入口和球团出口，所述混合料入口与所述混合装置的混合料出口相连；氧化焙烧装置，设有球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，所述球团入口与所述成型装置的球团出口相连；还原焙烧装置，设有氧化球团入口、还原性气体入口和碎裂球团出口，所述氧化球团入口与所述氧化焙烧装置的氧化球团出口相连；冷却装置，设有碎裂球团入口和粉化料出口，所述碎裂球团入口与所述还原焙烧装置的碎裂球团出口相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，刘占华，陈文亮，王岩，丁银贵，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32