专利名称：赤坭熔炼回收铁合金的方法
技术领域：
本发明涉及一种冶炼方法，尤其是一种从赤坭中通过熔炼回收铁合金的方法。
背景技术：
赤坭，亦称红泥，泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产 1吨氧化铝，附带产生1.0 2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，由于赤坭中含有大量强碱性物质，采用填埋处理方式对环境造成了严重的污染。 全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。赤坭中一般含大量的铁以及钛等多种金属微量元素，因此仍然具有较大的可利用价值及经济价值。为了从赤坭中回收上述金属元素，可以通过物理分选、冶金、化学等方法进行回收。物理分选首先需要对赤坭进行磁性处理，然后再采用磁性选矿机将赤坭中的铁质物质分离出来，工艺复杂，实用性差。现有的冶金方法一般需要造渣，然后再将炉渣通过排渣口进行拔渣处理，该法无法适用于赤坭的冶炼，是因为赤坭原料中已经含有大量的渣料且呈粉末状，在投料过程中赤坭的原料和炉渣会浮于熔体表面，从而造成膨料形成鼓包，因此无法进行生产。采用化学的方法是加入酸液，与赤坭中的金属氧化物反应形成金属溶液，该方法工艺方法复杂，由于赤坭中含有大量的其他矿物，因此也会浪费大量的反应液。
发明内容
本发明的目的是提供一种赤坭熔炼回收铁合金的方法，以解决赤坭采用熔炼方法所导致的膨料问题，简化工艺。本发明是通过以下技术方案来实现上述目的的 赤坭连续熔炼回收铁合金的方法，包括以下工艺步骤
A.将赤坭与还原剂、造渣剂、粘合剂充分混合后制成球形炉料；
B.将球形炉料连续投加到料筒体中形成料柱，并连续向工频感应炉投料；
C.工频感应炉对炉料进行加热形成熔体，并在感应炉内形成还原气氛；
D.炉料中的氧化态铁被还原成金属熔体；氧化态铝仍以其氧化态形式与造渣剂形成熔渣；
E.工频感应炉对炉内熔体产生电磁搅拌作用，使熔体与熔渣均勻混合，从一个浇注口连续浇注到前床；
F.被还原的金属铁熔体与熔渣在前床内实现分离；
G.金属熔体冷却后得到铁合金锭和氧化铝富集矿渣。其中，熔炼回收的贴合中的铁元素按重量百分比大于80%，铝元素按重量百分比小于1%。
其中，所述工频感应炉为正压还原炉，炉的进料口设有三段式进料装置，炉内还设有用于回收一氧化碳气体收集口，炉的浇注口设置低于熔体的液面。本发明的有益效果是采用工频感应炉对赤坭进行熔炼，在熔炼过程中工频感应炉会在熔体中产生电磁场，从而使得熔体自身产生强烈的搅拌，整个熔炼不需要在炉内造渣，而是将赤坭中的金属熔体及炉渣进行充分的混合，一方面能够促进金属氧化物的还原反应能够充分的进行，另一方面能够避免炉渣浮于熔体上方所导致的膨料问题，当还原反应充分完成后再将熔体浇注到前床进行保温，炉渣较轻上浮而金属熔体下沉，从而实现两者的分离。回收所获的的金属合金为含铝量较低的铁质合金，可以直接作为钢铁冶炼的直接原材料，具有很高的经济价值。而且本工艺简单能够实现连续投料生产，生产效率很高且回收成本很低，能够有效的解决现有赤坭的回收再利用的问题。
具体实施例方式赤坭连续熔炼回收铁合金的方法，包括以下工艺步骤
A.将赤坭与还原剂、造渣剂、粘合剂充分混合后制成球形炉料；
B.将球形炉料连续投加到料筒体中形成料柱，并连续向工频感应炉投料；
C.工频感应炉对炉料进行加热形成熔体，并在感应炉内形成还原气氛；
D.炉料中的氧化态铁被还原成金属熔体；氧化态铝仍以其氧化态形式与造渣剂形成熔渣；
E.工频感应炉对炉内熔体产生电磁搅拌作用，使熔体与熔渣均勻混合，从一个浇注口连续浇注到前床；
F.被还原的金属铁熔体与熔渣在前床内实现分离；
G.金属熔体冷却后得到铁合金锭和氧化铝富集矿渣。采用工频感应炉对赤坭进行熔炼，在熔炼过程中工频感应炉会在熔体中产生电磁场，从而使得熔体自身产生强烈的搅拌，整个熔炼不需要在炉内造渣，而是将赤坭中的金属熔体及炉渣进行充分的混合，一方面能够促进氧化态铁的还原反应能够充分的进行，另一方面能够避免炉渣浮于熔体上方所导致的膨料问题，当还原反应充分完成后再将熔体浇注到前床进行保温，炉渣较轻上浮而金属熔体下沉，从而实现两者的分离。回收所获的的金属合金为含铝量较低的铁质合金，可以直接作为钢铁冶炼的直接原材料，具有很高的经济价值。而且本工艺简单能够实现连续投料生产，生产效率很高且回收成本很低，能够有效的解决现有赤坭的回收再利用的问题。采用上述工艺熔炼回收的金属合金中的铁元素按重量百分比大于80%，铝元素按重量百分比小于1%。这是由于在赤坭中铝元素主要是以氧化铝形式存在，在熔炼过程中不可能被还原，因此铝元素只会富集在炉渣中，而在合金中含量很少，也就是本熔炼工艺能够实现铝铁元素的分离，所获得的是一种铁合金，除铁元素外，还有一些微量元素如钛、铅、 铜、镍、银、镁、硅等元素，该合金是很适合炼钢的原料，具有较高的经济价值。为确保金属熔体的还原反应能够充分进行，工频感应炉采用正压还原炉，炉的进料口设有三段式进料装置，能够有效的防止空气中的氧气进入到炉内。由于原料中加入了过量的还原剂，一般是焦炭，因此炉内充满了大量的一氧化碳，以保证炉内的还原气氛，过量的一氧化碳需要排出，因此炉内还设有用于回收一氧化碳气体收集口，收集的一氧化碳可以作为燃气使用。炉的浇注口设置低于熔体的液面，反应后的熔体会连续的由浇注口流出从而实现连续的浇注生产，也能防止空气进入到炉内。
权利要求
1.赤坭连续熔炼回收铁合金的方法，包括以下工艺步骤A.将赤坭与还原剂、造渣剂、粘合剂充分混合后制成球形炉料；B.将球形炉料连续投加到料筒体中形成料柱，并连续向工频感应炉投料；C.工频感应炉对炉料进行加热形成熔体，并在感应炉内形成还原气氛；D.炉料中的氧化态铁被还原成金属熔体；氧化态铝仍以其氧化态形式与造渣剂形成熔渣；E.工频感应炉对炉内熔体产生电磁搅拌作用，使熔体与熔渣均勻混合，从一个浇注口连续浇注到前床；F.被还原的金属铁熔体与熔渣在前床内实现分离；G.金属熔体冷却后得到铁合金锭和氧化铝富集矿渣。
2.根据权利要求1所述的赤坭连续熔炼回收铁合金的方法，其特征在于熔炼回收的铁合金中的铁元素按重量百分比大于80%，铝元素按重量百分比小于1%。
3.根据权利要求1所述的赤坭连续熔炼回收铁合金的方法，其特征在于所述工频感应炉为正压还原炉，炉的进料口设有三段式进料装置，炉内还设有用于回收一氧化碳气体收集口，炉的浇注口设置低于熔体的液面。
全文摘要
本发明公开了一种赤坭连续熔炼回收铁合金的方法，包括以下工艺步骤首先将赤坭与还原剂、造渣剂、粘合剂充分混合后制成球形炉料；接着将球形炉料连续投加到料筒体中形成料柱，并连续向工频感应炉投料；再接着工频感应炉对炉料进行加热形成熔体，并在感应炉内形成还原气氛；再接着炉料中的氧化态铁被还原成金属熔体；氧化态铝仍以其氧化态形式与造渣剂形成熔渣；再接着工频感应炉对炉内熔体产生电磁搅拌作用，使熔体与熔渣均匀混合，从一个浇注口连续浇注到前床；再接着被还原的金属铁熔体与熔渣在前床内实现分离；最后金属熔体冷却后得到铁合金锭和氧化铝富集矿渣。以此解决赤坭采用熔炼方法所导致的膨料问题，简化工艺。
文档编号C22C1/02GK102492850SQ20111041568
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者颜炼秋 申请人:颜炼秋, 颜炼红