赤泥中铁和尾渣回收方法技术

本发明专利技术提供一种赤泥中铁和尾渣回收方法，包括如下步骤：将赤泥、熔剂、还原剂、粘结剂、水混合后，进行压球造粒处理，得到生料球；将生料球经过风干后加入回转窑内进行高温金属化还原处理；将金属化球团与固体还原剂加入电炉，对金属化球团进行熔分和深度还原处理，使金属化球团熔化成金属铁液和脉石熔渣；分别通过对金属铁液进行氧化处理得到高质量铁水和氧化渣，和对脉石熔渣进行冷却处理得到水淬渣；分别将高质量铁水制备成金属铁和将水淬渣制备成活性微粉辅助胶凝材料。利用本发明专利技术能够解决现有技术回收铁精粉中铝、碱含量高，不利于高炉冶炼、经磁选后赤泥尾渣仍含有一定量铁元素，铁回收率低，且尾渣利用困难等问题。且尾渣利用困难等问题。且尾渣利用困难等问题。

【技术实现步骤摘要】
赤泥中铁和尾渣回收方法


[0001]本专利技术涉及冶金和建材
，更为具体地，涉及一种赤泥中铁和尾渣回收方法。

技术介绍

[0002]赤泥是从铝土矿中提取氧化铝后产生的固体粉状废弃物，主要有拜耳法、烧结法和联合法三种途径产生。据统计，每生产1吨氧化铝约有0.6～2.5吨的赤泥产生。作为氧化铝的生产大国，我国每年赤泥产生量高达7000万吨以上，但综合利用率仅为4％，大量赤泥只能露天筑坝堆存，累计堆放量已达十几亿吨，不仅浪费了土地资源，还耗费了大量的资金。赤泥主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、Na2O、TiO2等，具有强碱性(pH≥12)，长期堆放会碱化土壤和污染地下水，并且赤泥的重金属毒性和放射性制约了其在诸多领域的综合利用。赤泥的无害化、减量化、资源化和产业化是解决上述固废堆存导致严重环境污染的最终途径。
[0003]现有赤泥处理技术，通常是通过焙烧
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磁选方式回收赤泥中磁性铁物质，制成铁精粉外卖钢铁企业。该方式虽然可实现赤泥中铁的回收，但铁精粉中铝、碱含量高，不利于高炉冶炼，导致售价一般低于同品位铁精矿。并且经磁选后赤泥尾渣，仍含有一定量铁元素，铁回收率低于85％，且尾渣利用困难，仍不能实现赤泥100％资源化目的。
[0004]此外，还有采用“煤基直接还原
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磁选分离”技术，直接制备成金属化球团或海绵铁(拜耳法高铁赤泥直接还原制备海绵铁的研究，金属矿山，2009,393(3))。而此类直接还原炼铁方式，在工程上多会采用回转窑、转底炉、竖炉等方式将赤泥配料球团进行预还原，此类预还原所用窑炉，加热方式属辐射传热，热效率低，如果加之后续金属球团再熔分过程，使得全工艺流程下单位铁水能耗高，也不利于赤泥炼铁的经济性开发。
[0005]综上，目前赤泥处理技术存在，回收铁素制备得到的铁精粉中铝、碱含量高不利于高炉冶炼，经磁选后赤泥尾渣仍含有一定量铁元素，铁回收率低，且尾渣利用困难，仍不能实现赤泥100％资源化目的、以及单位铁水能耗高不利于赤泥炼铁的经济性开发等问题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种赤泥中铁和尾渣回收方法，以解决目前的现有赤泥处理技术存在，回收铁素制备得到的铁精粉中铝、碱含量高不利于高炉冶炼，经磁选后赤泥尾渣仍含有一定量铁元素，铁回收率低，且尾渣利用困难，仍不能实现赤泥100％资源化目的、以及单位铁水能耗高不利于赤泥炼铁的经济性开发等问题。
[0007]本专利技术提供一种赤泥中铁和尾渣回收方法，包括如下步骤：
[0008]按照预设配比，将赤泥、熔剂、还原剂、粘结剂、水混合后，进行压球造粒处理，得到生料球；
[0009]将所述生料球经过风干后加入回转窑内进行高温金属化还原处理，得到金属化球团；
[0010]将所述金属化球团与固体还原剂加入电炉，在所述电炉中对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理，使所述金属化球团融化成金属铁液和脉石熔渣；
[0011]其中，所述金属铁液沉降于所述电炉中的熔池的底部，所述脉石熔渣熔入所述电炉中的熔渣池内；
[0012]分别通过预处理熔剂对所述金属铁液进行氧化处理得到高质量铁水和氧化渣，和通过冷却非晶化工艺对所述脉石熔渣进行冷却处理得到水淬渣；
[0013]分别通过制铁工艺将所述高质量铁水制备成金属铁和通过活性微粉辅助胶凝制备工艺将所述水淬渣制备成活性微粉辅助胶凝材料。
[0014]此外，优选的方案是，所述预设配比为：赤泥:熔剂:还原剂:粘结剂:水＝100:20
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40:10
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20:1
‑
5:10
‑
20；和/或，
[0015]所述熔剂为石灰石、生石灰、白云石中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，
[0016]所述还原剂为无烟煤、褐煤、兰炭、焦炭、废电极中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，
[0017]所述粘接剂为膨润土、生石灰、煅烧白云石、黏土、油泥中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，
[0018]所述生料球的直径为5cm
‑
10cm。
[0019]此外，优选的方案是，所述将所述生料球经过风干后加入回转窑内进行高温金属化还原处理，得到金属化球团包括：
[0020]将所述生料球经自然堆存风干2
‑
3天，得到风干后的生料球；
[0021]按照预设给料速率，将所述风干后的生料球加入回转窑内进行高温金属化还原处理，得到金属化球团。
[0022]此外，优选的方案是，所述将所述金属化球团与固体还原剂加入电炉，在所述电炉中对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理，使所述金属化球团熔化成金属铁液和脉石熔渣包括：
[0023]将所述金属化球团送入所述电炉的顶部料仓，按照预设给料速率，将所述顶部料仓内的金属化球团与固体还原剂一同加入所述电炉内部的熔池中，在所述熔池中对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理；其中，在所述熔池中保持预设深度的熔渣层；
[0024]在对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理的过程中，通过电极不断对所述熔池进行补热或通过氧煤枪向所述电炉的炉膛内补充热量，使所述熔池的温度维持在1450℃以上，使所述金属化球团熔化成金属铁液和脉石熔渣。
[0025]此外，优选的方案是，所述电炉为电极炉、电弧炉、感应炉、等离子炉中的一种；和/或，所述固体还原剂的粒度为10mm
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20mm。
[0026]此外，优选的方案是，所述通过预处理熔剂对所述金属铁液进行氧化处理得到高质量铁水和氧化渣包括：
[0027]当所述熔池中的金属铁液的累积量达到预设液厚度时，从所述电炉的一侧壁上的排铁口将所述金属铁液排至铁水容器中；
[0028]在将所述金属铁液排至所述铁水容器的同时，向所述铁水容器内加入预处理熔剂，以对所述金属铁液中的杂质元素进行氧化处理，得到高质量铁水和氧化渣。
[0029]此外，优选的方案是，所述预处理熔剂为氧化铁皮、铁矿石、生石灰、萤石、苏打、电石、活泼金属中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，
[0030]在所述分别通过预处理熔剂对所述金属铁液进行氧化处理得到高质量铁水和氧化渣，和通过冷却非晶化工艺对所述脉石熔渣进行冷却处理得到水淬渣之后，还包括：
[0031]将所述氧化渣与所述水淬渣混合后，通过活性微粉辅助胶凝制备工艺将所述水淬渣制备成活性微粉辅助胶凝材料。
[0032]此外，优选的方案是，所述通过冷却非晶化工艺对所述脉石熔渣进行冷却处理得到水淬渣包括；
[0033]当所述熔渣池内的脉石熔渣累积到预设渣厚度时，将所述脉石熔渣从所述电炉的一侧的出渣口排出；
[0034]通过向排出的脉石熔渣喷水冷却处理，使所述脉石熔渣快速冷却形成非晶化水淬渣。
[0035]此外，优选的方案是，所述通过活性微粉辅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥中铁和尾渣回收方法，其特征在于，包括如下步骤：按照预设配比，将赤泥、熔剂、还原剂、粘结剂、水混合后，进行压球造粒处理，得到生料球；将所述生料球经过风干后加入回转窑内进行高温金属化还原处理，得到金属化球团；将所述金属化球团与固体还原剂加入电炉，在所述电炉中对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理，使所述金属化球团熔化成金属铁液和脉石熔渣；其中，所述金属铁液沉降于所述电炉中的熔池的底部，所述脉石熔渣浮于所述金属铁液上部；分别通过预处理熔剂对所述金属铁液进行氧化处理得到高质量铁水和氧化渣，和通过冷却非晶化工艺对所述脉石熔渣进行冷却处理得到水淬渣；分别通过制铁工艺将所述高质量铁水制备成金属铁和通过活性微粉辅助胶凝制备工艺将所述水淬渣制备成活性微粉辅助胶凝材料。2.根据权利要求1所述的赤泥中铁和尾渣回收方法，其特征在于，所述预设配比为：赤泥:熔剂:还原剂:粘结剂:水＝100:20
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40:10
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20:1
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5:10
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20；和/或，所述熔剂为石灰石、生石灰、白云石中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，所述还原剂为无烟煤、褐煤、兰炭、焦炭、废电极中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，所述粘接剂为膨润土、生石灰、煅烧白云石、黏土、油泥中的一种或其中的至少两种按照任意比例混合而成；和/或，所述生料球的直径为5cm
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10cm。3.根据权利要求1所述的赤泥中铁和尾渣回收方法，其特征在于，所述将所述生料球经过风干后加入回转窑内进行高温金属化还原处理，得到金属化球团包括：将所述生料球经自然堆存风干2
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3天，得到风干后的生料球；按照预设给料速率，将所述风干后的生料球加入回转窑内进行高温金属化还原处理，得到金属化球团。4.根据权利要求1所述的赤泥中铁和尾渣回收方法，其特征在于，所述将所述金属化球团与固体还原剂加入电炉，在所述电炉中对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理，使所述金属化球团熔化成金属铁液和脉石熔渣包括：将所述金属化球团送入所述电炉的顶部料仓，按照预设给料速率，将所述顶部料仓内的金属化球团与固体还原剂一同加入所述电炉内部的熔池中，在所述熔池中对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理；其中，在所述熔池中保持预设深度的熔渣层；在对所述金属化球团进行熔分和深度还原处理的过程中，通过电极不断对所述熔池进行补热或通过氧煤枪向所述电炉的炉膛内补充热量，使所述熔池的温度维持在1450℃以上，使所述金属化球团熔化成金属铁液和脉石熔渣。5.根据权利要求1所述的赤泥中铁和尾渣回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：代文彬，陈曦，祁永峰，陈学刚，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：