一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法技术

一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法，步骤：a)按照一定比例将铝土矿或赤泥、石灰、煤制成混合生料；b)将混合生料加入到回转窑中烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；c)将还原料加入到熔分炉内熔融、渣铁分离；上层的高铝熟料由高铝熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝熟料出口排出的高铝熟料，进入盛有适量碱液的碱溶解槽中；经搅拌，固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物。其优点是：降低了生产成本，将赤泥资源化，能够分离、提取针状铝铁矿中的氧化铝和铁，不再产生赤泥而污染环境。实现了对铝土矿及赤泥中各元素的分离和利用，运行成本低，经济效益高，绿色循环、环保无渣生产工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属冶炼
，具体涉及。
技术介绍
利用铝土矿提取氧化铝，拜尔法，烧结法，联合法是目前世界上制取氧化铝的常规生产工艺，虽该工艺已经成熟稳定、可靠，但最大的缺陷是，它会产生大量的污染物一赤泥。赤泥的主要成分为氧化铝5% 25% ;氧化铁30% 55% ;氧化硅5% 25% ;氧化钠3% 9% ;烧失量10% 15% ;氧化钛、氧化镁、氧化钙等5% 10%。它一般含氧化铁量较大，外观与赤色泥土相似，因而得名；它是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，其PH值很高，浸出液的pH值为12. I 13.0。中国是氧化铝生产大国，每年排放的赤泥高达 数千万吨，而全世界每年产生的赤泥约七、八千万吨。相关行业一直将之堆存，既占用了大量土地，又对土壤、水源、大气等造成污染。水源的钠盐含量安全范围为30 400mg/L，而赤泥附液的钠盐度高达26348mg/L,如此高钠盐度的赤泥附液进入水体,其污染不言而喻。为解决这一难题，人们曾经试图使用高炉法、磁选法(包括超导磁选法)或浮选法，提取赤泥中的铁，并由此“消化”大量堆存的赤泥，但是，因为赤泥中的铁是以深度氧化铁、铁盐等状态存在的，故磁选法(包括超导磁选法)、重选法或浮选法根本无法提取其中的铁；而高炉法，因为其中含有较大量的铝、钛及其化合物，由于这些物质非常粘稠，不但阻止了高炉中的气固液三相反应的进行，而且使得高炉“吐渣”不能；虽然可以掺入大量的含钙化合物以解决“粘稠”问题，但就大大增加了生产成本，基本没有了效益，失去了实用性，所以不再被使用。现有氧化铝生产工艺中的“拜耳法”、“烧结法”、“联合法”，均不能分离、提取针状铝铁矿中的氧化铝；这部分原料中的氧化铝含量还较高，有的高达30%以上，均被作为废料排入渣中，造成了资源的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可将铝土矿及赤泥中各元素完全分离和利用、运行成本低、经济效益高的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，其特征在于包括如下步骤a)按照一定的比例，取铝土矿或赤泥、石灰、煤，将它们混合均匀，制成混合生料；b)将上述混合生料加入到回转窑中，经过烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；c)将上述的还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝熟料，由高铝熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝熟料出口排出的高铝熟料，进入盛有适量碱液的碱溶解槽中；经固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物。优选的，a)铝土矿或赤泥、石灰、煤的重量百分比为I : 0.05 0.25 0. 2 0.5 ；b)回转窑内温度为摄氏800 1460度；混合生料在回转窑内进行烘干、预还原的时间为2 10小时；c)上述的还原料由回转窑的出料口，经密闭通道进入到熔分炉内；所述熔分炉头部安装至少一支燃气枪，燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉内温度在摄氏1450 1700度，还原料在熔分炉内经过I 4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝熟料，由高铝熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝熟料出口排出的高铝熟料进入一设有搅拌器并盛有适量碱液的碱溶解槽中；经搅拌，固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物。优选的，所述步骤b)中，回转窑内从尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度。优选的，所述步骤c)中，所述熔分炉头部安装三支燃气枪；在所述熔分炉尾部安装至少一支燃气枪，所有燃气枪的枪口均朝向熔分炉尾部的下料处，对还原料进行加温、熔融。优选的，所述步骤d)中，所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。 优选的，还包括如下步骤e)熔分炉内的高温气体经密闭通道进入回转炉，从回转炉尾部的烟气出口排放出的烟气，经余热锅炉后得到热蒸汽，由余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐；再经由水幕除尘碱吸收塔，进一步吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠(钾)盐，即生成亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。优选的，所述步骤a)中，铝土矿或赤泥石灰煤=I : 0. I : 0. 3。优选的，所述步骤a)中，铝土矿或赤泥石灰煤=I : 0.2 : 0.4。优选的，所述步骤c)中，熔分炉内温度在摄氏1450度，还原料在熔分炉内经过4小时，进行熔融、渣铁分离。优选的，所述步骤c)中，熔分炉内温度在摄氏1500度，还原料在熔分炉内经过3小时，进行熔融、渣铁分离。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是它不必掺入大量的含钙化合物，也不必须使用焦炭，就可以解决现有技术中高炉法“吐渣”不能的问题；在回转炉尾部联通的余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐，大大提高效益、降低了生产成本；将使有毒的赤泥资源化，得到单质铁，解决了赤泥占地、污染环境的问题；本专利技术能够分离、提取针状铝铁矿中的氧化铝和铁，解决了“拜耳法”、“烧结法”、“联合法”之所不能；当使用本专利技术的工艺时，就不再产生赤泥而污染环境。而且，整个生产过程达到固体零排放，液体零排放，气体达标排放，真正的低碳排放，绿色环保。从而实现了对铝土矿及赤泥中各元素的分离和利用，实现了火法分离碱的效果。能源阶梯利用，运行成本低，经济效益高，完成绿色环保、无渣生产工艺。附图说明图I是实施本专利技术的装置的结构示意图。图中标记为I、回转炉；11、烟气出口 ；12、余热锅炉；13、水幕除尘钠盐吸塔；2、熔分炉；21、热铁水出口 ；22、高铝熟料出口 ；23、燃气枪；3、碱溶解槽；4、密闭通道。具体实施例方式下面结合附图实施例，对本专利技术做进一步描述高铝熟料是含有氧化铝、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化镁等轻金属的混合物；密闭通道由耐火材料砌成。 首先参见图I，描述用于实施本专利技术实施例的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法的装置。需要说明的是，实施本专利技术实施例的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法，并不限于图I的装置。如图I所示，安装时，回转炉I、熔分炉2、碱溶解槽3三者所处的位置是依次降低的，而且它们各自本身的头部或下部相对于其尾部或上部的高度都低，亦即回转炉I的头部较其尾部略低；熔分炉2的尾部低于回转炉I的头部，但高于熔分炉2的头部；碱溶解槽3的上部低于熔分炉2的头部，但高于碱溶解槽3的下部。实施本专利技术工艺方法的装置，包括回转炉I、熔分炉2，密闭通道4将所述熔分炉2尾部与所述回转炉I头部连通；所述熔分炉2头部下侧，设置有热铁水出口 21，所述熔分炉2头部上侧，设置高铝熟料出口 22 ;所述热铁水出口 21低于所述高铝熟料出口 22 ;在所述熔分炉2头部、所述高铝熟料出口 22上方，安装有三支燃气枪23，所述燃气枪23的枪口朝向所述熔分炉2尾部；在所述熔分炉2尾部设置有三支燃气枪23，所述燃气枪23的枪口均朝向所述熔分炉2尾部的下料处；在所述熔分炉2头部、所述高铝熟料出口 22下方，设置有碱溶解槽3 ;所述回转炉I尾部设有烟气出口 11，所述回转炉I的烟气出口 11经过一余热锅炉12与一水幕除尘碱吸收塔13连通。实施例一参见图1，，包括如下步骤a)按照重量百分比为I : 0. 05 : 0. 2，取铝土矿或赤泥、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：a)按照一定的比例，取铝土矿或赤泥、石灰、煤，将它们混合均匀，制成混合生料；b)将上述混合生料加入到回转窑中，经过烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；c)将上述的还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝熟料，由高铝熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝熟料出口排出的高铝熟料，进入盛有适量碱液的碱溶解槽中；经固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法，其特征在于包括如下步骤 a)按照一定的比例，取招土矿或赤泥、石灰、煤，将它们混合均勻，制成混合生料； b)将上述混合生料加入到回转窑中，经过烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料； c)将上述的还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝熟料，由高铝熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出； d)高铝熟料出口排出的高铝熟料，进入盛有适量碱液的碱溶解槽中；经固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物。2.根据权利要求I所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法，其特征在于 a)铝土矿或赤泥、石灰、煤的重量百分比为I: 0.05 0.25 0. 2 0. 5 ; b)回转窑内温度为摄氏800 1460度；混合生料在回转窑内进行烘干、预还原的时间为2 10小时； c)上述的还原料由回转窑经密闭通道进入到熔分炉内；所述熔分炉头部安装至少一支燃气枪，燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部，对还原料进行加温、熔融；熔分炉内温度在摄氏1450 1700度，还原料在熔分炉内经过I 4小时，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝熟料，由高铝熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出； d)高铝熟料出口排出的高铝熟料进入一设有搅拌器并盛有适量碱液的碱溶解槽中；经搅拌，固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物。3.根据权利要求2所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的工艺方法，其特征在于所述步骤b)中，回转窑内从尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度。4.根据权利要求3所述的利用铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长春，胡晓雪，
申请(专利权)人：胡长春，胡晓雪，
类型：发明
国别省市：