本发明专利技术涉及一种综合利用能源的环保型短流程赤泥综合利用方法和设备，不用焦炭，把高污染难处理的赤泥中的铁高效率、高质量、高效益提炼出来并用于电炉炼钢或铸钢等，实现了赤泥大规模综合利用。旋转床高温烟气用于余热发电、预热二次燃烧热风、预热球团和烘干赤泥，采用干熄球技术把高温球团热量用于余热发电，余热得到充分利用，低成本变压吸附制氧等技术利用，综合能耗低，生产成本低。铝硅渣用于生产高标号优质水泥或用于耐火材料的原料；Na2O和K2O等碱性金属氧化物粉末用于提炼金属Na和K，或用于制造肥料的原料，或用于化工原料。彻底解决了赤泥对环境的污染问题、占地堆放问题、安全问题，经济效益和社会效益显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁和耐火材料的生产工艺，尤其涉及一种赤泥分离铁、铝硅渣和碱金 属去除的工艺方法和设备，属钢铁冶金
技术介绍
赤泥是从铝土矿中提取氧化铝过程中产生的固体废渣。由于矿源与提炼方法不 同，目前我国每生产1吨氧化铝，大约产生1 2吨赤泥。普遍采用拜耳法提取氧化铝后外 排的赤泥，其主要成分是:Fe203 :40 70%，SiO2 :7 12% ,Al2O3 :9 18% ,TiO2 :3 9%， Na2O 3 ll%，CaO 1 3%，Mn :0. 05 0. 15%,K2O :0. 2 0. 4%,MgO :0. 15 0. 50%, S 0. 02 0. 12%, P 0. 02 0. 06%，水份5 15%。目前，我国赤泥的堆存量已达2亿 吨，预计2015年赤泥的堆存量将达到3. 5亿吨。赤泥的堆存除了需要维护之外，更重要的 是占用土地、污染环境、存在安全隐患。赤泥是一种很有潜在利用价值的资源，由于赤泥中 A1203、TiO2, Na2O, K2O等含量较高，炼铁高炉无法使用，在目前已有技术条件下，对于此类资 源，尚无高效经济的处理技术，无法大量工业利用。在铝生产过程中综合回收铁的研究众多前苏联提出的熔渣法即将含铁、铝的 矿石与石灰石和焦炭按一定比例混合，混合料在电炉中进行高温还原熔炼生成硅铁合金， 分离硅铁后的铝酸钙炉渣再用Na2CO3溶液浸出，回收其中的Al2O315该法的最大缺陷是能 耗高，因为将S^2还原需要很高的温度；此外，在高温熔炼过程中可能生成不易溶于Na2CO3 溶液的铝酸钙，从而造成铝的回收率较低。U. S. Patent 1，618，105提出的Perdersen法在 此基础上进行了改进，将高铁高硅铝土矿、石灰石、焦炭混合料在电炉中于较低的温度下熔 炼，二氧化硅不被还原而与钙结合形成硅钙化合物，得到生铁和以12Ca0-7Al203和2Ca0. SiO2为主的炉渣，炉渣用碳酸钠溶液浸出，得到铝酸钠溶液和碳酸钙，经固液分离后获得铝 酸钠溶液，在此溶液中通入烟道尾气(0) 进行碳酸化分解析出Al (OH)3，从而实现铝的回 收。在该法中含铁化合物被还原成生铁，熔炼温度仍然偏高，导致能耗高。中国专利申请93109672. 3公开了一种从铝土矿溶出废渣中回收铁矿物的方法， 采用湿式强磁选工艺回收赤泥废渣中的铁矿物(含铁20-30%)，赤泥废渣中的铁矿物主 要是赤铁矿和针铁矿，存在强磁选回收率低和Al2O3含量仍高达6-10 %的问题，高炉无发 使用。中国专利申请200510200493. 4公开了一种从高铁铝土矿中提取铁和铝的方法，该 方法采用烧结、高炉冶炼，由于炉渣中Al2O3的含量高达32% -36%致使高炉无发正常生 产。中国专利申请200510200560. 2公开了一种从高铁三水铝土矿中提取铝和铁的方法， 该方法是利用回转窑用煤做还原剂，还原焙烧温度1100-120(TC得到海棉铁，该方法海棉 铁中Al2O3含量仍高达10%以上。中国专利申请200510200559. X公开了一种赤泥中回收 铁的方法、中国专利申请201010197004. 5公开了一种利用拜尔法赤泥砂生产海棉铁联产 铝酸钠，也是采用海棉铁的方法回收赤泥中铁。中国专利申请2007100U692. 1公开了一 种从碱性赤泥中选出精铁矿的方法，把赤泥经强磁选后送入悬浮磁化焙烧炉小于700°C焙 烧，经球磨机后再经磁选得到58-65%的精铁矿，该方法精铁矿中Al2O3含量仍高达6-8%，高炉无发使用。中国专利申请200710017083. 5公开了一种工业化开发利用赤泥的工艺方 法，该方法是将赤泥磁选出全铁43-53%的铁矿粉，烘干后喷吹到高炉出铁后的铁水中，利 用铁水中的高温和过饱和碳熔化和还原成铁水，该方法用量太小，吨铁只能利用20-60公 斤，同时增加了铁水中的渣量。中国专利申请200810143855. 4公开了一种高铁含铝物料的 综合利用技术，该方法是在赤泥和高铁铝土矿中加入工业纯碱、生石灰和煤粉，磨细混勻后 900-1350°C烧结，然后在铝酸钠中湿磨回收氧化招，磁选回收铁粉，该方法精铁矿中Al2O3 含量仍高达6-8%，高炉无发使用。中国专利申请200810227080. 9公开了一种拜尔法赤泥 处理方法、中国专利申请200410023997. 9公开了一种从赤泥中选出铁矿石的方法、中国专 利申请20091010M20. X公开了一种赤泥的综合利用方法、中国专利申请200910044285. 8 公开了一种从氧化铝赤泥中回收铁精矿的方法，均是采用磁选法回收铁粉。中国专利 申请200810047555. 6公开了一种赤泥的综合利用方法，在赤泥中加入焦炭或煤、石灰， 在电炉中1400-1800°C熔融还原，冷却后破碎分离出硅铁合金和铝酸钙。中国专利申请 201010196397. 8公开了一种利用拜尔法赤泥砂生产铁精矿的方法，采用烧碱溶液溶出反应 化学法和湿法磁选生产铁精粉，环境污染问题难以避免。
技术实现思路
针对现有技术的不足和数亿吨赤泥堆存量不能被大批量综合利用及对环境产生 的污染问题，本专利技术提出了一种赤泥分离铁、铝硅渣和碱金属去除及利用的工艺方法，本发 明还提供用于该方法的设备。专利技术概述本专利技术以非焦煤为主能源，以旋转床高温熔融还原方法和设备为核心，用富氧热 风炉技术燃烧低热值煤气为旋转床加热，用干熄球方法回收熔融还原球1100 1150°C高 温热量用于发电，用余热锅炉回收1200 1300°C高温烟气中的热量发电、并回收烟气粉尘 中的碱金属氧化物，以空气预热器吸收余热锅炉排出的600 800°C烟气中的热量预热空 气到500 600°C作为旋转床二次燃烧风、并二次回收烟气粉尘中的碱金属氧化物，空气预 热器排出300 350°C烟气的热量再用于烘干赤泥和预热球团，最终排出烟气温度50 100°C，使系统的热量被高效地充分利用，还原铁被磁选分离后用于电炉或转炉炼钢生产出 优质钢材，分离出的高含量Al203、Si&的渣用于生产优质耐火材料，烟尘中回收的Na2CKK2O 等碱金属氧化物用于提炼金属Na和K，或用于化工原料，或用于制造肥料等。实现了从高污 染难处理的赤泥到生产出优质钢材、优质耐火材料、提炼出碱金属和化工原料、余热发电全 套完整的环保型短流程赤泥高效处理，依据本专利技术方法可建设成投资少、占地面积小、运行 成本低、不用焦碳、能源消耗低、能源利用率高、物料全部综合利用、排放少的环保型工厂。由于本专利技术涉及从赤泥原料开始直至成品钢材、耐火材料等产品的生产方法，其 中所涉及的工艺步骤较多，除明确限定的工艺条件外，本专利技术未特别说明的工艺部分均按 本领域现有技术。专利技术详述本专利技术提出一种短流程的赤泥综合利用方法，包括下列步骤1)赤泥经烘干后与煤粉、石灰、添加剂按一定比例混合，并加工成球团；2)步骤1)得到的球团在预热设备中由300 350°C烟气预热到150 200°C送往旋转床；3)旋转床熔融还原在旋转床中，来自热风炉的900 1100°C的高温富氧热风 燃烧煤气和球团中碳还原I^e2O3产生的C0，为球团的加热和熔融还原提供热量，在1300 1500°C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短流程的赤泥综合利用方法，包括下列步骤：１）赤泥经烘干后与煤粉、石灰、添加剂按一定比例混合，并加工成球团；２）步骤１）得到的球团在预热设备中由３００～３５０℃烟气预热到１５０～２００℃送往旋转床；３）旋转床熔融还原：在旋转床中，来自热风炉的９００～１１００℃的高温富氧热风燃烧煤气和球团中碳还原Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］产生的ＣＯ，为球团的加热和熔融还原提供热量，在１３００～１５００℃温度下赤泥中的铁被还原和熔融，熔融的铁粒聚集成块铁，使铁与高铝硅的渣分离，并使球团变成熔融还原球团，赤泥中的碱金属氧化物在１３００～１５００℃温度下随烟气分离；４）煤气用于燃烧热风炉，使热风达到９００～１１００℃，变压吸附制氧为富氧热风提供氧气，高温烟气换热产生的热风作为旋转床的二次燃烧热风，使喷入旋转床内的发生煤气及球团还原产生的Ｃ０得到充分燃烧。５）旋转床产生的１２００℃～１３００℃的高温烟气经余热锅炉产生高压蒸汽用于发电；由余热锅炉出来的６００℃～８００℃烟气经空气预热器把空气预热至５００～６００℃供旋转床作为二次燃烧热风；由空气预热器出来的３００℃～３５０℃烟气，一部分送往预热设备把球团预热到１５０～２００℃，另一部分送往烘干机烘干赤泥，最终排出烟气的温度５０～１００℃；烟气余热被充分利用；烟气中的碱金属氧化物在余热锅炉和空气预热器中被回收，用于提炼金属Ｎａ和Ｋ，或用于制造肥料的原料，或化工原料；６）熔融还原球团１１００～１１５０℃高温热量由干熄球设备和余热锅炉回收产生高压蒸汽用于发电；熔融还原球团经干熄球设备冷却后经粉碎、粗磨、磁选、细磨和强磁选分离出球铁及铝硅渣，球铁用于电炉或转炉炼钢、铸钢等，铝硅渣用于制造高标号水泥或耐火材料原料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董亚飞，
申请(专利权)人：董亚飞，
类型：发明
国别省市：37
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