【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境保护，特别涉及一种拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法。
技术介绍
1、铁和铝是世界上产量最大两种金属元素，广泛应用于建筑材料、制造业、交通运输、食品包装、航空航天等领域。我国是钢铁和铝工业大国，2023年生铁、粗钢、氧化铝和原铝产量分别为8.42亿吨、10.19亿吨、4159万吨和8238万吨，均超过世界总产量的50％。目前，我国钢铁工业和铝工业所面临的资源紧缺、环境保护的压力也日益增大。
2、对于钢铁工业，虽然我国铁矿石资源总量相对丰富，但资源品位较低，可供开发利用的铁矿石资源短缺，每年进口铁精矿近12亿吨，对外依存度长期保持在80％左右。对于铝工业而言，我国铝土矿资源也存在贫矿多、富矿少的情况，每年需从国外进口约1.4亿吨的铝土矿，特别是几内亚高铁铝土矿的进口量达到约1亿吨/年。而用印尼高铁铝土矿作为原料生产氧化铝，吨产品将排放约1.5吨的高铁赤泥，赤泥年排放量将达到近1亿吨以上。而在现有技术下，我国赤泥综合利用率不超过6％,年用量不足700万吨。
3、由于我国铁精矿和铝土矿大量依靠国外进口，目前钢铁和氧化铝的产业布局也逐步向沿海地区集中，新建、在建产能也日益提高，若能将钢铁冶炼和氧化铝提取两个生产线充分融合，利用钢铁生产消纳利用氧化铝生产排放的高铁赤泥，在氧化铝生产利用、处置钢铁生产过程排放的低热值煤气和废酸，将可以实现资源、能源的充分利用，同时彻底解决赤泥排放带来的环境污染问题。这种综合利用的方式可以促进钢铁和铝工业的可持续发展，降低对进口资源的依赖，同时减少对环境的负面影响。
4、现有的处理方法主要包括：1、赤泥选铁技术：赤泥物理选铁技术具有能耗低、投资相对较小等特点，目前已在国内实现产业化应用。但由于赤泥选铁生产线产出的铁精矿品位不高(tfe含量≤49％)，生产运行不稳定。2、赤泥火法、湿法处置技术：如悬浮磁化焙烧技术、流化床还原技术，但存在铁精矿中铝含量高、冶炼装备专业化、大型化水平不足等问题。湿法工艺由于酸耗高、低溶出后铝含铝高等原因，尚处于实验室研究阶段。
5、但是上述解决方式存在如下问题：1、铝土矿低温溶出后，赤泥中的铝和铁形成稳定矿相，造成磁选过程铁的回收率低，采用湿法浸出后铝含量仍较高，无法直接作为铁精矿。2、铝土矿采用高温溶出，新蒸汽消耗量增大，造成生产成本的提升。3、现有赤泥选铁工艺，仅能回收约20％左右的含铁资源，剩余80％的赤泥选铁尾矿仍无法利用。4、产出的铁精矿由于含铝、硅、钠等杂质含量高，铁含铝仅在50％～52％左右，无法作为直接铁精矿使用，进作为铁矿石的掺配料使用，价值低。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，通过将高炉烧结矿、球团矿、造渣剂等原辅料作为铝土矿溶出环节的添加剂，实现铝溶出率的提高和赤泥中铁品位的增加，实现了资源的循环利用，降低了能源消耗和废物排放。
2、为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，包括如下步骤：
3、将钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，基于拜耳法进行高温溶出处理，得到赤泥和铝酸钠溶液的混合矿浆，其中，所述钢铁冶炼用原辅料包括：烧结矿、球团矿和/或造渣剂；
4、对所述混合矿浆进行沉降分离，得到赤泥和铝酸钠溶液；
5、对所述赤泥进行除杂、干燥处理得到赤泥基铁精矿，将所述赤泥基铁精矿与预设铁精矿及钙质化合物混合后，进行高温烧结处理得到用于炼铁高炉用的混合烧结矿；
6、将所述混合烧结矿投入所述炼铁高炉，得到生铁产品；
7、对所述铝酸钠溶液进行晶种分解和煅烧处理，得到氧化铝。
8、进一步地，所述基于拜耳法进行高温溶出处理，包括：
9、获取炼铁高炉和/或炼钢转炉中排出的低热值煤气，并用其生成高温蒸汽；
10、将所述高温蒸汽用于拜耳法的高温溶出处理过程，实现赤泥铝、铁、硅的定向调控。
11、进一步地，所述将钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，包括：
12、在所述钢铁冶炼用原辅料与所述高铁铝土矿原料混合过程中加入第一预设添加剂；
13、其中，所述第一预设添加剂：铜渣、镍渣、镁渣、钢渣、铁硅酸盐和石灰中的至少一种。
14、进一步地，在未加入所述第一预设添加剂时，所述钢铁冶炼用原辅料占混合物料的质量百分比范围为1％～30％；
15、在加入所述第一预设添加剂时，所述钢铁冶炼用原辅料和所述第一预设添加剂占混合物料的质量百分比范围1％～40％。
16、进一步地，所述将炼铁高炉用的钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，包括：
17、获取所述高铁铝土矿原料和所述钢铁冶炼用原辅料的成分；
18、基于所述高铁铝土矿原料和所述钢铁冶炼用原辅料的成分，控制所述烧结矿原料加入的配比，对所述赤泥在高温溶出过程中铝、铁、硅组分的矿相进行调控。
19、进一步地，所述对所述赤泥进行除杂，包括：
20、获取炼钢钢渣处置过程的含碱废水和钢材表面处理得到的废酸；
21、将所述含碱废水和所述废酸分别加入所述赤泥中，进行杂质脱除；
22、其中所述杂质包括：铝、硅和钠。
23、进一步地，所述获取钢渣处置过程的含碱废水和钢材表面处理产出的废酸之后，还包括：
24、获取所述赤泥的物相组成和所述杂质中铝、硅和钠的含量值；
25、基于所述物相组成和所述杂质中铝、硅和钠的含量值，确定所述含碱废水和所述废酸的种类及用量。
26、进一步地，所述对所述赤泥进行干燥处理，包括：
27、对所述赤泥进行自然风干处理和/或加入第二预设添加剂；
28、其中，所述第二预设添加剂包括：石灰、煤粉或焦粉。
29、进一步地，所述将所述赤泥基铁精矿与预设铁精矿混合，包括：
30、获取所述预设铁精矿中的钠、硅、钙、铁和铝含量；
31、依据所述预设铁精矿中的钠、硅、钙、铁和铝含量，确定所述赤泥基铁精矿占所述混合烧结矿的质量百分比。
32、进一步地，所述赤泥基铁精矿占所述混合烧结矿的质量百分比范围为1％～50％。
33、本专利技术实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
34、1、固废资源高值循环利用：处理后的赤泥可全部作为铁精矿原料使用，无其他二次固废的产生，实现了氧化铝生产过程无赤泥排放，降低环境影响。
35、2、提高能源利用率：通过利用高炉和转炉排放的低热值煤气，降低了能源消耗排放，利用高温蒸汽用于氧化铝生产过程，提高了能源的利用效率，减少了能源浪费，降低了二氧化碳排放。
36、3、废水综合利用：利用钢铁生产过程的含碱、含酸废水实现赤泥的除杂，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述基于拜耳法进行高温溶出处理，包括：
3.根据权利要求2所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述将钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，包括：
4.根据权利要求3所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述将钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，包括：
6.根据权利要求5所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述对所述赤泥进行除杂，包括：
7.根据权利要求6所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述获取钢渣处置过程的含碱废水和钢材表面处理产出的废酸之后，还包括：
8.根据权利要求7所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述对所述赤泥进行干燥处理，包括：
9.根据权利要
10.根据权利要求9所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述基于拜耳法进行高温溶出处理，包括：
3.根据权利要求2所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述将钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，包括：
4.根据权利要求3所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的拜耳法生产氧化铝与钢铁冶炼的联产方法，其特征在于，所述将钢铁冶炼用原辅料与高铁铝土矿原料进行混合，包括：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘风琴，赵洪亮，谢明壮，吴泽港，王艺，曾彪，于国庆，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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