一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺制造技术

一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，步骤：a)按比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿、石灰制成混合生料；b)将混合生料加到回转窑中烘干、预还原，生成还原料；c)将还原料加入到熔分炉内熔融、渣铁分离；d)排出高铝钛熟料经水淬、研磨、酸浸取得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。优点是：碱与莹石矿起催化助熔作用，使得钛铁分离速度快且彻底；碱、氟在煤气作用下蒸发、回收再利用。既降低了生产成本，能够分离、提取钛铁矿中的氧化钛、铁、铝等，又不再产生赤泥而污染环境；且钛、铁、铝的收率均在99％以上。实现了钛铁矿与铝土矿联合生产的新工艺，能源阶梯利用。其运行成本很低，经济效益高，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属冶炼
，具体涉及ー种铁、铝、钛联合法无渣生产エ艺。
技术介绍
现有技术中，使用铝土矿生产氧化 铝的エ艺方法，主要包括拜尔法、烧结法、联合法以及串联法等。拜尔法主要是将铝土矿与氢氧化钠湿法磨粉，低温溶出氧化铝，其缺陷是氧化铝的收率低(75%左右)；烧结法是将铝土矿加碳酸钠、石灰石及煤等进行球磨、制浆，经回转窑喷浆、烧结，制得氧化铝熟料，其氧化铝的收率可以达到80 85% ;而联合法、串联法等是将上述两种方法的结合或选择性的使用，其氧化铝的收率可以达到85 90%。上述各种方法，只追求氧化铝的回收率，而不注重铁等其它各种元素的综合利用。尽管如此，其氧化铝的收率一直无法再进ー步提高。而且，其它元素都成为エ业废料，含碱赤泥造成大量的无法处理的エ业废渣，其中铁的含量是制约赤泥综合利用的主要障碍。再者，针对自然界里存在的含铝针状铝铁矿，现有技术中的所有エ艺都是无法提取的。这些都是无法再提高氧化铝回收率的主要因素——既造成自然资源的大量浪费，造成巨大的环境污染，又导致了全球资源的短缺。现有技术中，使用钛铁矿制取氧化钛的生产エ艺是，将钛铁矿加碳造球，经烧结进入电炉，将温度控制在1600°C 1800°C、甚至1800°C以上，经碳还原、高温熔融，实现渣铁分离。上层得到高钛渣，下层得到热铁水。由于此种方法需要消耗大量的电能，且产生大量的废气，即运行成本相当高，污染很大。
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，提供一种钛铁矿铝土矿联合法无渣生产エ艺，它可将钛铁矿、铝土矿中的各元素完全分离和利用、且运行成本很低、产品收率高，经济效益很高，不产生エ业废料，达到能源阶梯利用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是ー种铁、铝、钛联合法无渣生产エ艺，其特征在于包括如下步骤a)按照一定比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿制成混合生料山)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)将上述还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟钛料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝钛熟料出口排出的高铝钛熟料，经冷却得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0. 5 I : 0. 5 I混合；煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20 50%、5 10%、1 4%。优选的，所述步骤a)中，混合生料中还包括一定比例的石灰。优选的，所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0. 5 I : 0. 5 I混合；煤、碱、莹石矿、石灰的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20 50%、5 10%、I 4%、10 20%。优选的，所述步骤b)中，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；所述步骤c)中，还原料由回转窑经密闭通道进入到熔分炉内加温、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；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出ロ流出；所述步骤d)中，高铝熟料出ロ排出的高铝钛熟料，经水淬槽3水淬，研磨、酸浸取得到固体硅、钙、镁、铝、钛等轻金属氧化物。优选的，所述步骤b)中，回转窑 内尾部到头部的温度，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至少ー支燃气枪，燃气枪的枪ロ朝向所述熔分炉尾部，对还原料进行加温、熔融。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ー支燃气枪，所有燃气枪的枪ロ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，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窑，从回转窑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(或钾盐)；。再经水幕除尘碱吸收塔，进ー步吸收烟气中的ニ氧化硫、氟、神等废气，使之溶于碱生成水溶性钠盐(或钾盐)，即生成包括亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、神酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。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4小时，进行熔融、渣铁分离。优选的，所述步骤a)中，钛铁矿铝土矿按照重量比I : I混合，煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的35%、8%、3%。优选的，所述步骤a)中，钛铁矿铝土矿按照重量比I : I混合，煤、碱、莹石矿、石灰的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的35%、8%、3%、15%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是碱与莹石矿在铁还原反应中起到了催化助熔的作用，使得钛铁分离的速度快且反应彻底；碱、莹石矿中的氟在煤气高温作用下蒸发，经余热锅炉冷却回收，再用于新的配矿，循环使用。因此，既降低了生产成本，能够分离、提取钦铁矿中的氧化钦、铁、招等，不再广生赤泥而污染环境；而且钦、铁、招的收率闻铁99 %以上、钛99 %以上、铝98 %以上。这样的无渣生产是ー个全新的生产エ艺，实现了对钛铁矿及铝矿中各元素的分离和利用，从而实现了钛铁矿与铝土矿联合生产的新エ艺，能源阶梯利用。其运行成本很低，经济效益高，绿色环保。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、回转窑；11、烟气出ロ ；12、余热锅炉；13、水幕除尘碱吸收塔；2、熔分炉；21、热铁水出ロ ；22、高铝钛熟料出ロ ；23、燃气枪；3、水淬槽；4、密闭通道。具体实施例方式下面结合附图实施例，对本专利技术做进ー步描述本专利技术所用铬渣为碱性铬渣，即在现有技术中，生产重铬酸钠或重铬酸钾时产生的废渣；所述高铝钛熟料是含有氧化铝、ニ氧化硅、氧化钙、ニ氧化钛、氧化镁等轻金属氧化物的混合物；所述密闭通道由耐火材料砌成。參见图1，描述用于实施本专利技术的装置。需要说明的是，实施本专利技术，并不限于图I的装置。 安装吋，回转窑I、熔分炉2、水淬槽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，亦即回转窑I的头部较其尾部略低；熔分炉2的尾部低于回转窑I的头部，但高于熔分炉2的头部；水淬槽3的上部低于熔分炉2的头部。如图I所示，实施本专利技术エ艺方法的装置，包括回转窑I、熔分炉2，密闭通道4将所述熔分炉2尾部与所述回转窑I头部连通；所述熔分炉2头部下侧，设置有热铁水出ロ21，所述熔分炉2头部上侧，设置高铝钛熟料出ロ 22 ;所述热铁水出ロ 21低于所述高铝钛熟料出口 22 ;在所述熔分炉2头部、所述高铝钛熟料出口 22上方，安装有三支燃气枪23，所述燃气枪23的枪ロ朝向所述熔分炉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的枪ロ均朝向所述熔分炉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，设置有水淬槽3 ;所述回转窑I尾部设有烟气出口 11，所述回转窑I的烟气出口 11经过余热锅炉12与水幕除尘碱吸收塔13连通。实施例一如图I所示，ー种铁、铝、钛联合法无渣生产エ艺，包括如下步骤a)按照重量比0. 5 : 0. 5取钛铁矿、铝土矿混合；分别按照钛铁矿与铝土矿混合物的总重量的取煤、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：a)按照一定比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿制成混合生料；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)将上述还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟钛料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出；d)高铝钛熟料出口排出的高铝钛熟料，经水淬、研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于包括如下步骤 a)按照一定比例将钛铁矿、铝土矿、煤、碱、莹石矿制成混合生料； 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)将上述还原料加入到熔分炉内，进行熔融、渣铁分离；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟钛料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出； d)高铝钛熟料出口排出的高铝钛熟料，经水淬、研磨、酸浸取，得到固体硅、钙、镁、铝、钛轻金属氧化物。2.根据权利要求I所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比0.5 I : 0.5 I混合；煤、碱、莹石矿的重量分别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20 50%、5 10%、1 4%。3.根据权利要求I所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于所述步骤a)中，混合生料中还包括一定比例的石灰。4.根据权利要求3所述的钛铁矿铝土矿的无渣生产工艺，其特征在于所述步骤a)中，所述钛铁矿、铝土矿按照重量比O. 5 I : O. 5 I混合；煤、碱、莹石矿、石灰的重量分 别为钛铁矿与铝土矿混合物总重量的20 50%、5 10%、1 4%、10 20%。5.根据权利要求2或4所述的铁、铝、钛联合法无渣生产工艺，其特征在于所述步骤b)中，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； 所述步骤c)中，还原料由回转窑经密闭通道进入到熔分炉内加温、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；上层的高铝钛熟料，由高铝钛熟料出口排出，下层的热铁水由热铁水出口流出； 所述步骤d)中，高铝熟料出口排出的高铝钛熟料，经水淬、研磨、酸浸取，得到固体硅、隹丐、...

【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：