一种氧化铝赤泥还原方法及装置与流程

本发明涉及赤泥还原技术领域，具体为一种氧化铝赤泥还原方法及装置。

背景技术：

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝之后排出的固体废弃物，一般情况下每生产1吨氧化铝，就会产生0.8～2.0吨赤泥。截止目前，我省赤泥的堆存量超过2亿吨，占地超过2万亩每年新增赤泥排放量超过3500万吨，赤泥堆场分别位于滨州、淄博、聊城、烟台等地市。然而赤泥的综合利用率不足1％。因此，最大限度的减少赤泥堆存和危害，实现多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫，赤泥中含有tfe30～40％的铁，属于难选铁矿，传统的综合利用技术就是磁选富集，但也很难富集到tfe55％，而且还含有钾、钠等物质，钢铁冶金很难应用，造成大量堆积，赤泥具有碱性强、比表面积大、各种组分互相包裹、嵌布等特征，使其综合利用难以借鉴其他领域一些成熟的工艺、技术和设备，在我国尚未形成高效利用和适于大规模推广的技术支撑体系，氧化铝赤泥综合利用问题是一个世界性的难题。目前对赤泥利用仅研究其用途，而不探索其中有用组份的综合回收。其次，对赤泥的某种用途有无开发价值,很大程度上取决于其产品附加值的高低,若开发的产品与被替代的同类产品相比无价格上的优势,则难以产生较好的经济效益。近年来,许多国家致力于赤泥中有用物质的回收技术的开发,有用物质的回收同时也去除了大量有害物质,因此赤泥的综合利用具有广阔前景。

现有的氧化铝赤泥还原装置中，申请号为201010288979.8的链篦机回转窑直接还原用二次燃烧设备中介绍了一种链篦机回转窑直接还原用二次燃烧设备，该二次燃烧设备是用于煤基一步法链篦机回转窑直接还原生产工艺的二次燃烧室，该二次燃烧室处于回转窑窑尾和链篦机机头位置，包括链篦机热风管道、余热锅炉热风分流管道、二次燃烧室主体、窑尾冷烟室、兑冷风风机、余热锅炉、环型供风管、空气烧嘴；二次燃烧室的容积一般为回转窑有效容积的1.1至1.3倍，烟尘沉降区域占二次燃烧室总容积的20-25％，其在加热还原过程中赤泥来燃烧室中堆积，无法使赤泥均匀受热，导致还原程度较低，大大降低还原效率，浪费赤泥原料，同时在进行还原时，保温能力较差，会导致赤泥温度忽高忽低，使还原所需的时间延长，并且很容易使还原失败，而在进行赤泥还原前，不能对赤泥进行预热处理，这样会使赤泥表面温度骤然上升，导致热量无法顺利渗透进赤泥内部，不利于还原，并且还原后不能营造低氧的冷却环境，很容易使被还原的铁在留有余热时被二次氧化，导致赤泥还原功亏一篑。

技术实现要素：

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种氧化铝赤泥还原方法及装置，采用的技术方案是，一种氧化铝赤泥还原方法，包括以下步骤：

step.1将赤泥铁粉采用余热进行烘干、细磨到满足造球要求的细度后，并使水份<5％，经输送机运至矿粉料仓备用。

step.2还原剂加工：将原煤进行破碎筛分处理：1～8mm中颗粒煤，用于做还原剂；20mm～50mm的块煤，用于煤气发生炉使用；还原煤炭中加入细度小于-120～-100目的粉状生石灰用于脱硫；

step.3混料：将烘干后的赤泥铁粉与作为烧成助剂的碳酸钠混合，加入赤泥铁粉质量1％-4％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂，使总含水量控制在≤5％；

step.4均匀混合的物料，进行制球，球团粒度为：￠10～￠16mm，筛分出合格球团，粉料和碎球用输送机送至返料仓；

step.5球团与还原剂的混合料，采用blt-装料装置，均匀布在窑车的料盘中；

step.6窑车进入氧化铝赤泥u形还原窑炉中进行还原，在氧化铝赤泥u形还原窑炉中注入发生炉煤气和助燃气体进行燃烧，对赤泥进行还原，控制温度在1250℃以下，而气压在15～40pa，而助燃风在进入氧化铝赤泥u形还原窑炉时的温度在140℃～220℃，燃烧后产生的废气收集后进行窑炉保温后对下一批赤泥进行预热，最终的废气收集后用来烘干step.1中的赤泥铁粉，还原后的赤泥通过低温氮气进行冷却，保证在低氧环境下避免二次还原，同时降低温度。

step.7窑车出窑后，先用破壳机将窑车表面的硬壳破碎，然后采用刮板式卸料机，将还原后的金属球团和还原剂尾粉的混合物直接取出并输送到料仓，再采用负压吸灰系统将料盘中的剩余粉料吸出，用除尘器收集粉料集中处理；其中破壳机采用单辊式或双辊式破碎齿辊，卸料机采用两组刮板式卸料机，吸灰采用三级除尘器加高压离心风机；金属化球团和还原剂尾粉，由仓底卸料阀放出；

step.8对金属化球团和还原剂尾粉进行干式磁选分离处理，分离出磁性物料及非磁性物料，非磁性物料包括还原剂尾粉和部分渣，还原剂尾粉中煤焦和煤灰，分离出可用的煤焦，配加在还原剂中再利用，含少量固定碳的煤灰可用于做覆盖剂配料；大于8mm的块状物，需要进行破碎，满足干式磁选分离要求；

step.9磁性物料首先送入球磨机，进行破磨处理，磨筛出粒铁和粉料矿浆，筛分出粒铁，粉料矿浆经湿式磁选后获得高品位含水还原金属铁粉；

step.10含水还原金属铁粉，喷洒质量比为5％的水一起加入混碾机，经螺旋输送机将混合物料送入液压机中，布料器在模具口的上平面，进行自动往复滑动布料，5000t液压机将其压制成密度6.0～6.5t/m3的金属坯料；

step.11将坯料采用氮气保护加热到1050～1150℃后，采用机械手将高温坯料夹持并放进热压的液压机模具内，再进行一次热压成型，经氮气保护缓冷；加热方式采用电能加热炉；

step.12热压冷却后的制品经机械打磨毛刺后成为成品，可进行码垛、捆扎、入库。

一种氧化铝赤泥u形还原窑炉，包括u形还原窑隧道、预热窑、窑门总成、冷却窑、燃气喷射总成、收集总成、窑车总成和传动总成，其特征在于：所述u形还原窑隧道的内腔中安装有石棉隔热层，所述u形还原窑隧道的左前侧通口处设有所述冷却窑，所述u形还原窑隧道的右前侧通口处设有所述预热窑，所述u形还原窑隧道、所述预热窑和所述冷却窑的底部均设有底部通道，所述u形还原窑隧道的底部设有u形行程隧道，所述u形行程隧道的两端分别位于所述预热窑和所述冷却窑的底部，所述u形行程隧道的顶部设有两个底轨，两个所述底轨均位于所述底部通道的内侧，所述u形还原窑隧道的内部两侧均固定有侧轨，所述预热窑和所述冷却窑的内部两侧也均固定有所述侧轨，所述u形行程隧道的内部一侧设有齿条，所述u形行程隧道的内部另一侧设有限位轨，所述u形还原窑隧道和所述预热窑之间设有所述窑门总成，所述u形还原窑隧道和所述冷却窑之间也设有所述窑门总成，所述预热窑和所述冷却窑的前端均设有所述窑门总成，每个所述窑门总成的两端均设有升降滑轨和电动升降柱，所述升降滑轨和所述电动升降柱的下端均与地面固定连接，所述预热窑和所述冷却窑之间分别安装有制氮机和炉窑风机ii，所述u形还原窑隧道的右侧安装有炉窑风机i，所述炉窑风机i上安装有控制开关组，所述u形还原窑隧道的内侧顶部安装有九个等距离分布的所述收集总成，所述u形还原窑隧道的外侧顶部设有顶部管道，所述u形还原窑隧道的内部前后两侧均安装有九个等距离分布的所述燃气喷射总成，所述u形还原窑隧道的前后两侧均安装有九个等距离分布的环形燃气管，每个所述环形燃气管上安装有五个等角度分布的喷头，所述喷头的输出口伸入所述u形还原窑隧道的内侧，所述环形燃气管与所述燃气喷射总成的位置对应，所述u形还原窑隧道的前侧分别设有内弯管i、内弯管ii和内管道，所述u形还原窑隧道的后侧分别设有外弯管i、外弯管ii和外管道，所述u形还原窑隧道的顶部还安装有分流管，所述分流管的上侧输入口通过进气电动阀连接外部燃气源，所述分流管的两侧输出口分别与所述外弯管i和所述内弯管i的输入口连接，所述外弯管i的输出口和后侧的九个所述环形燃气管的输入口连接，所述内弯管i的输出口和前侧的九个所述环形燃气管的输入口连接，所述内弯管i通过连接管与所述内弯管ii连通，所述外弯管i通过另一个所述连接管与所述外弯管ii连通，所述内弯管ii通过九个直燃气管与前侧的九个所述燃气喷射总成的输入口连接，所述外弯管ii通过另外九个所述直燃气管与后侧的九个所述燃气喷射总成的输入口连接，所述收集总成的输出口与所述顶部管道的侧面输入口连接，所述顶部管道的右端输出口与所述炉窑风机i的输入口连接，所述炉窑风机i的输出口连接所述外管道的右端输入口，所述外管道的输出口与所述u形还原窑隧道的内腔输入口连接，所述内管道的输入口与所述u形还原窑隧道的内腔输出口连接，所述，内管道的右端输出口与所述炉窑风机ii的输入口连接，所述炉窑风机ii的输出口通过预热输入管道连接所述预热窑的输入口，所述制氮机的输出口通过氮气输入管道连接所述冷却窑的输入口，所述底轨上设有所述窑车总成，所述u形行程隧道的内部设有所述传动总成，两个所述底轨之间设有连接柱，所述连接柱的上端连接所述窑车总成的底部中心，所述连接柱的下端与所述传动总成连接，所述控制开关组分别与外部电源、所述进气电动阀、所述炉窑风机i、所述制氮机、所述炉窑风机ii、所述电动升降柱电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述窑门总成包括窑门外壳、滑条、支撑翼、金属防滑垫、轨道保护槽、耐火水泥壳、玻璃内壳、耐热钢内芯，所述窑门外壳的内侧安装有所述耐火水泥壳，所述耐火水泥壳的内部安装有所述玻璃内壳，所述玻璃内壳的内部安装有所述耐热钢内芯，所述窑门外壳的两侧均设有所述滑条，两个所述滑条分别与两个所述升降滑轨滑动连接，所述窑门外壳的两侧均固定有所述支撑翼，两个所述支撑翼分别与两个所述电动升降柱的伸缩端连接，所述窑门外壳的底部中心设有与所述底轨对应的所述轨道保护槽，所述窑门外壳的底部左右两侧均设有所述金属防滑垫。

作为本发明的一种优选技术方案，所述预热窑包括排废电动阀、废气收集口、预热窑隧道、预热进气口、玻璃纤维隔热层，所述预热窑隧道的左侧设有三个所述预热进气口，所述预热进气口的输出端伸入所述预热窑隧道的内部，所述预热进气口输入端与所述预热输入管道连接，所述预热窑隧道的内腔中设有所述玻璃纤维隔热层，所述预热窑隧道的顶部设有废气收集口，所述废气收集口的输出口伸出所述预热窑隧道，所述废气收集口的输出口通过所述排废电动阀连接外部废气处理装置，所述排废电动阀与所述控制开关组电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冷却窑包括进风冷却口、节流阀、压缩机、排氮电动阀、管架、冷凝管、排氮口、蒸发管、冷却窑隧道，所述冷却窑隧道的内腔顶部设有蛇形分布的所述蒸发管，所述冷却窑隧道的外部左侧通过所述管架安装有蛇形分布的所述冷凝管，所述冷却窑隧道的右侧设有所述压缩机，所述压缩机的输出口连接所述冷凝管的输入口，所述冷凝管的输出口通过所述节流阀连接所述蒸发管的输入口，所述蒸发管的输出口连接所述压缩机的输入口，所述制氮机通过所述氮气输入管道与所述冷却窑隧道的内腔右侧连通，所述冷却窑隧道的内腔通过所述进风冷却口与所述冷却窑隧道的内侧连通，所述冷却窑隧道的左侧设有所述排氮口，所述排氮口的一端伸入所述冷却窑隧道的内侧，所述排氮口的另一端通过所述排氮电动阀与外部氮气处理装置连接，所述压缩机和所述排氮电动阀均与所述控制开关组电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述收集总成包括出气管道、内滤油页、进气孔、漏斗状集气罩、滤气腔、外滤油页、集油盒、滴油口、内筒、内芯，所述漏斗状集气罩位于所述u形还原窑隧道的内侧上端，所述漏斗状集气罩的内侧设有所述滤气腔，所述滤气腔的侧面设有均与分布的所述进气孔，所述滤气腔的下端设有所述滴油口，所述滴油口的下端卡接有所述集油盒，所述滤气腔的内部设有内筒，所述内筒的上端与所述漏斗状集气罩的下侧连接，所述内筒与所述滤气腔之间设有螺旋分布的所述外滤油页，所述内筒的内侧设有所述内芯，所述内芯和所述内筒之间设有螺旋分布的所述内滤油页，所述漏斗状集气罩的上端通过所述出气管道与所述顶部管道连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述燃气喷射总成包括隔热外壳、漏斗状收集口、除尘阀门、除尘口、集尘腔、点火头、倾斜喷气头、净气输入口、滤网、净气腔，所述隔热外壳的内部上侧设有所述净气腔，所述净气腔的内部设有三个所述滤网，所述净气腔的输入口与所述直燃气管连接，所述隔热外壳靠近所述u形还原窑隧道的一侧分别安装有倾斜喷气头和所述点火头，所述净气腔的输出口通过所述净气输入口连接所述倾斜喷气头，所述隔热外壳的内部下侧设有所述集尘腔，所述集尘腔的下侧连接所述除尘口的上端，所述除尘口的下端伸出所述隔热外壳，所述除尘口的下端安装有所述除尘阀门，所述净气腔的下侧通过三个所述漏斗状收集口与所述集尘腔连通，三个所述漏斗状收集口分别与三个所述滤网交错分布，所述点火头与所述控制开关组电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述窑车总成包括侧面万向轮、轮架、底部万向轮、支撑腿、置料盘，所述置料盘的左右两侧均固定有两个所述轮架，所述轮架的下端安装有所述侧面万向轮，左侧的两个所述侧面万向轮与一个所述侧轨滑动连接，右侧的两个所述侧面万向轮与另一个所述侧轨滑动连接，所述置料盘的底部设有四个所述支撑腿，所述支撑腿的下端安装有所述底部万向轮，左侧的两个所述底部万向轮与一个所述底轨滑动连接，右侧的两个所述底部万向轮与另一个所述底轨滑动连接，所述置料盘的底部中心连接所述连接柱的上端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动总成包括安装架、缓冲弹簧、限位万向轮、缓冲伸缩杆、主动齿轮、底座、承载万向轮、电机、从动齿轮，所述底座的底部四个角落均安装有所述承载万向轮，所述底座的上侧安装有所述电机，所述电机的上端输出轴上安装有所述主动齿轮，所述底座的上侧与所述连接柱的下端连接，所述连接柱的上套接有所述从动齿轮，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述从动齿轮还与所述齿条啮合，所述连接柱的上固定有所述安装架，所述安装架的一侧通过所述缓冲伸缩杆连接所述限位万向轮的一端，所述限位万向轮的另一端与所述限位轨滑动连接，所述缓冲伸缩杆的侧面套接有所述缓冲弹簧，所述电机与所述控制开关组电性连接。

本发明的有益效果：本发明在1250℃左右温度下进行渣铁分离还原，将其进行深度还原的同时，并打破原有复杂物相晶格结构，使金属晶粒变大，形成脉石与金属两种聚团分明、简单的物相结构，被还原物料出炉冷却后，通过简单的湿式磁选就可以获得tfe85～88％、回收率≥93％的还原金属粉产品，经过渣铁分离冶选获得的优质还原金属粉，生产高品质、低成本、节能环保的机械零部件金属新材料制品，以满足机械配件、配重铁、五金等行业的广泛应用，利用赤泥还原获得优质还原金属粉，原料来源广泛，适合各种难选铁矿和含铁固废还原分离高品位还原金属粉，加工过程简单，制备的机械零部件金属新材料制品加工成本低廉，制备部件工序能耗低、无污染，节能环保降碳和循环经济，而在赤泥还原时，利用氧化铝赤泥u形还原窑炉，通过u形还原窑隧道中的燃气喷射总成可以对发生炉煤气点燃，从而对赤泥进行还原，通过限位轨、承载万向轮、底轨、缓冲弹簧和侧轨可以保证窑车总成在移动过程中保持稳定，还原过程中不会使赤泥掉出，并减小移动时产生的震动，防止内部赤泥因震动而相互覆盖，各个赤泥球之间保持距离，有利于使赤泥均匀受热，还原程度和还原效率提高，避免浪费赤泥原料，同时在进行还原时，通过收集总成收集高温废气用来保温，保温能力较强，赤泥温度变化较小，一直维持在还原温度，充分反应，使还原所需的时间不会边长，并且不会使还原失败，而在进行赤泥还原前，通过高温废气输入到预热窑中，可以对赤泥进行预热处理，这样会使赤泥表面温度在还原前就保持高温上，热量更容易顺利渗透进赤泥内部，并且还原后通过冷却窑，可以营造低氧的冷却环境，防止被还原的铁在留有余热时被二次氧化，可以保证还原后的铁在冷却前不会被二次氧化。

附图说明

图1为本发明的右侧结构示意图；

图2为本发明的后侧结构示意图；

图3为本发明的下侧结构示意图；

图4为本发明的左侧结构示意图；

图5为本发明的a处放大结构示意图；

图6为本发明的u形还原窑隧道内部前侧剖视图；

图7为本发明的b处放大结构示意图；

图8为本发明的冷却窑隧道内部前侧剖视图；

图9为本发明的冷却窑隧道内部上侧剖视图；

图10为本发明的预热窑隧道内部前侧剖视图；

图11为本发明的c处放大结构示意图；

图12为本发明的预热窑隧道内部右侧剖视图；

图13为本发明的d处放大结构示意图；

图14为本发明的燃气喷射总成内部剖视图；

图15为本发明的收集总成内部剖视图；

图16为本发明的窑门总成内部剖视图。

图中：1-u形还原窑隧道、2-进气电动阀、3-分流管、4-内弯管ii、5-外弯管i、6-外弯管ii、7-外管道、8-炉窑风机i、9-控制开关组、10-预热窑、1001-排废电动阀、1002-废气收集口、1003-预热窑隧道、1004-预热进气口、1005-玻璃纤维隔热层、11-u形行程隧道、12-制氮机、13-窑门总成、1301-窑门外壳、1302-滑条、1303-支撑翼、1304-金属防滑垫、1305-轨道保护槽、1306-耐火水泥壳、1307-玻璃内壳、1308-耐热钢内芯、14-冷却窑、1401-进风冷却口、1402-节流阀、1403-压缩机、1404-排氮电动阀、1405-管架、1406-冷凝管、1407-排氮口、1408-蒸发管、1409-冷却窑隧道、15-内管道、16-顶部管道、17-内弯管i、18-连接管、19-炉窑风机ii、20-预热输入管道、21-氮气输入管道、22-升降滑轨、23-电动升降柱、24-直燃气管、25-环形燃气管、26-燃气喷射总成、2601-隔热外壳、2602-漏斗状收集口、2603-除尘阀门、2604-除尘口、2605-集尘腔、2606-点火头、2607-倾斜喷气头、2608-净气输入口、2609-滤网、2610-净气腔、27-收集总成、2701-出气管道、2702-内滤油页、2703-进气孔、2704-漏斗状集气罩、2705-滤气腔、2706-外滤油页、2707-集油盒、2708-滴油口、2709-内筒、2710-内芯、28-侧轨、29-限位轨、30-底部通道、31-底轨、32-齿条、33-喷头、34-石棉隔热层、35-窑车总成、3501-侧面万向轮、3502-轮架、3503-底部万向轮、3504-支撑腿、3505-置料盘、36-传动总成、3601-安装架、3602-缓冲弹簧、3603-限位万向轮、3604-缓冲伸缩杆、3605-主动齿轮、3606-底座、3607-承载万向轮、3608-电机、3609-从动齿轮、37-连接柱。

具体实施方式

实施例1

本发明公开了一种氧化铝赤泥还原方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：

step.1将赤泥铁粉采用余热进行烘干、细磨到满足造球要求的细度后，并使水份<5％，经输送机运至矿粉料仓备用，表1位赤泥铁粉指标表：

表1

step.2还原剂加工：将原煤进行破碎筛分处理：8mm中颗粒煤，用于做还原剂；50mm的块煤，用于煤气发生炉使用；还原煤炭中加入细度小于-100目的粉状生石灰用于脱硫，表2为还原煤指标表：

表2

step.3混料：将烘干后的赤泥铁粉与作为烧成助剂的碳酸钠混合，加入赤泥铁粉质量4％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂，使总含水量控制在≤5％；

step.4均匀混合的物料，进行制球，球团粒度为：￠16mm，筛分出合格球团，粉料和碎球用输送机送至返料仓；

step.5球团与还原剂的混合料，采用blt-装料装置，均匀布在窑车的料盘中；

step.6窑车进入氧化铝赤泥u形还原窑炉中进行还原，在氧化铝赤泥u形还原窑炉中注入发生炉煤气和助燃气体进行燃烧，对赤泥进行还原，控制温度在1250℃以下，而气压为15pa，而助燃风在进入氧化铝赤泥u形还原窑炉时的温度为220℃，燃烧后产生的废气收集后进行窑炉保温后对下一批赤泥进行预热，最终的废气收集后用来烘干step.1中的赤泥铁粉，还原后的赤泥通过低温氮气进行冷却，保证在低氧环境下避免二次还原，同时降低温度。

step.7窑车出窑后，先用破壳机将窑车表面的硬壳破碎，然后采用刮板式卸料机，将还原后的金属球团和还原剂尾粉的混合物直接取出并输送到料仓，再采用负压吸灰系统将料盘中的剩余粉料吸出，用除尘器收集粉料集中处理；其中破壳机采用单辊式或双辊式破碎齿辊，卸料机采用两组刮板式卸料机，吸灰采用三级除尘器加高压离心风机；金属化球团和还原剂尾粉，由仓底卸料阀放出；

step.8对金属化球团和还原剂尾粉进行干式磁选分离处理，分离出磁性物料及非磁性物料，非磁性物料包括还原剂尾粉和部分渣，还原剂尾粉中煤焦和煤灰，分离出可用的煤焦，配加在还原剂中再利用，含少量固定碳的煤灰可用于做覆盖剂配料；大于8mm的块状物，需要进行破碎，满足干式磁选分离要求；

step.9磁性物料首先送入球磨机，进行破磨处理，磨筛出粒铁和粉料矿浆，筛分出粒铁，粉料矿浆经湿式磁选后获得高品位含水还原金属铁粉，表3为还原金属粉的指标表：

表3

step.10含水还原金属铁粉，喷洒质量比为5％的水一起加入混碾机，经螺旋输送机将混合物料送入液压机中，布料器在模具口的上平面，进行自动往复滑动布料，5000t液压机将其压制成密度6.5t/m3的金属坯料；

step.11将坯料采用氮气保护加热到1050℃后，采用机械手将高温坯料夹持并放进热压的液压机模具内，再进行一次热压成型，经氮气保护缓冷；加热方式采用电能加热炉；

step.12热压冷却后的制品经机械打磨毛刺后成为成品，可进行码垛、捆扎、入库。

如图1至图16所示，本发明公开了一种氧化铝赤泥u形还原窑炉，采用的技术方案是，包括u形还原窑隧道1、预热窑10、窑门总成13、冷却窑14、燃气喷射总成26、收集总成27、窑车总成35和传动总成36，其特征在于：所述u形还原窑隧道1的内腔中安装有石棉隔热层34，所述u形还原窑隧道1的左前侧通口处设有所述冷却窑14，所述u形还原窑隧道1的右前侧通口处设有所述预热窑10，所述u形还原窑隧道1、所述预热窑10和所述冷却窑14的底部均设有底部通道30，所述u形还原窑隧道1的底部设有u形行程隧道11，所述u形行程隧道11的两端分别位于所述预热窑10和所述冷却窑14的底部，所述u形行程隧道11的顶部设有两个底轨31，两个所述底轨31均位于所述底部通道30的内侧，所述u形还原窑隧道1的内部两侧均固定有侧轨28，所述预热窑10和所述冷却窑14的内部两侧也均固定有所述侧轨28，所述u形行程隧道11的内部一侧设有齿条32，所述u形行程隧道11的内部另一侧设有限位轨29，所述u形还原窑隧道1和所述预热窑10之间设有所述窑门总成13，所述u形还原窑隧道1和所述冷却窑14之间也设有所述窑门总成13，所述预热窑10和所述冷却窑14的前端均设有所述窑门总成13，每个所述窑门总成13的两端均设有升降滑轨22和电动升降柱23，所述升降滑轨22和所述电动升降柱23的下端均与地面固定连接，所述预热窑10和所述冷却窑14之间分别安装有制氮机12和炉窑风机ii19，所述u形还原窑隧道1的右侧安装有炉窑风机i8，所述炉窑风机i8上安装有控制开关组9，所述u形还原窑隧道1的内侧顶部安装有九个等距离分布的所述收集总成27，所述u形还原窑隧道1的外侧顶部设有顶部管道16，所述u形还原窑隧道1的内部前后两侧均安装有九个等距离分布的所述燃气喷射总成26，所述u形还原窑隧道1的前后两侧均安装有九个等距离分布的环形燃气管25，每个所述环形燃气管25上安装有五个等角度分布的喷头33，所述喷头33的输出口伸入所述u形还原窑隧道1的内侧，所述环形燃气管25与所述燃气喷射总成26的位置对应，所述u形还原窑隧道1的前侧分别设有内弯管i17、内弯管ii4和内管道15，所述u形还原窑隧道1的后侧分别设有外弯管i5、外弯管ii6和外管道7，所述u形还原窑隧道1的顶部还安装有分流管3，所述分流管3的上侧输入口通过进气电动阀2连接外部燃气源，所述分流管3的两侧输出口分别与所述外弯管i5和所述内弯管i17的输入口连接，所述外弯管i5的输出口和后侧的九个所述环形燃气管25的输入口连接，所述内弯管i17的输出口和前侧的九个所述环形燃气管25的输入口连接，所述内弯管i17通过连接管18与所述内弯管ii4连通，所述外弯管i5通过另一个所述连接管18与所述外弯管ii6连通，所述内弯管ii4通过九个直燃气管24与前侧的九个所述燃气喷射总成26的输入口连接，所述外弯管ii6通过另外九个所述直燃气管24与后侧的九个所述燃气喷射总成26的输入口连接，所述收集总成27的输出口与所述顶部管道16的侧面输入口连接，所述顶部管道16的右端输出口与所述炉窑风机i8的输入口连接，所述炉窑风机i8的输出口连接所述外管道7的右端输入口，所述外管道7的输出口与所述u形还原窑隧道1的内腔输入口连接，所述内管道15的输入口与所述u形还原窑隧道1的内腔输出口连接，所述，内管道15的右端输出口与所述炉窑风机ii19的输入口连接，所述炉窑风机ii19的输出口通过预热输入管道20连接所述预热窑10的输入口，所述制氮机12的输出口通过氮气输入管道21连接所述冷却窑14的输入口，所述底轨31上设有所述窑车总成35，所述u形行程隧道11的内部设有所述传动总成36，两个所述底轨31之间设有连接柱37，所述连接柱37的上端连接所述窑车总成35的底部中心，所述连接柱37的下端与所述传动总成36连接，所述控制开关组9分别与外部电源、所述进气电动阀2、所述炉窑风机i8、所述制氮机12、所述炉窑风机ii19、所述电动升降柱23电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述窑门总成13包括窑门外壳1301、滑条1302、支撑翼1303、金属防滑垫1304、轨道保护槽1305、耐火水泥壳1306、玻璃内壳1307、耐热钢内芯1308，所述窑门外壳1301的内侧安装有所述耐火水泥壳1306，所述耐火水泥壳1306的内部安装有所述玻璃内壳1307，所述玻璃内壳1307的内部安装有所述耐热钢内芯1308，所述窑门外壳1301的两侧均设有所述滑条1302，两个所述滑条1302分别与两个所述升降滑轨22滑动连接，所述窑门外壳1301的两侧均固定有所述支撑翼1303，两个所述支撑翼1303分别与两个所述电动升降柱23的伸缩端连接，所述窑门外壳1301的底部中心设有与所述底轨31对应的所述轨道保护槽1305，所述窑门外壳1301的底部左右两侧均设有所述金属防滑垫1304。

作为本发明的一种优选技术方案，所述预热窑10包括排废电动阀1001、废气收集口1002、预热窑隧道1003、预热进气口1004、玻璃纤维隔热层1005，所述预热窑隧道1003的左侧设有三个所述预热进气口1004，所述预热进气口1004的输出端伸入所述预热窑隧道1003的内部，所述预热进气口1004输入端与所述预热输入管道20连接，所述预热窑隧道1003的内腔中设有所述玻璃纤维隔热层1005，所述预热窑隧道1003的顶部设有废气收集口1002，所述废气收集口1002的输出口伸出所述预热窑隧道1003，所述废气收集口1002的输出口通过所述排废电动阀1001连接外部废气处理装置，所述排废电动阀1001与所述控制开关组9电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冷却窑14包括进风冷却口1401、节流阀1402、压缩机1403、排氮电动阀1404、管架1405、冷凝管1406、排氮口1407、蒸发管1408、冷却窑隧道1409，所述冷却窑隧道1409的内腔顶部设有蛇形分布的所述蒸发管1408，所述冷却窑隧道1409的外部左侧通过所述管架1405安装有蛇形分布的所述冷凝管1406，所述冷却窑隧道1409的右侧设有所述压缩机1403，所述压缩机1403的输出口连接所述冷凝管1406的输入口，所述冷凝管1406的输出口通过所述节流阀1402连接所述蒸发管1408的输入口，所述蒸发管1408的输出口连接所述压缩机1403的输入口，所述制氮机12通过所述氮气输入管道21与所述冷却窑隧道1409的内腔右侧连通，所述冷却窑隧道1409的内腔通过所述进风冷却口1401与所述冷却窑隧道1409的内侧连通，所述冷却窑隧道1409的左侧设有所述排氮口1407，所述排氮口1407的一端伸入所述冷却窑隧道1409的内侧，所述排氮口1407的另一端通过所述排氮电动阀1404与外部氮气处理装置连接，所述压缩机1403和所述排氮电动阀1404均与所述控制开关组9电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述收集总成27包括出气管道2701、内滤油页2702、进气孔2703、漏斗状集气罩2704、滤气腔2705、外滤油页2706、集油盒2707、滴油口2708、内筒2709、内芯2710，所述漏斗状集气罩2704位于所述u形还原窑隧道1的内侧上端，所述漏斗状集气罩2704的内侧设有所述滤气腔2705，所述滤气腔2705的侧面设有均与分布的所述进气孔2703，所述滤气腔2705的下端设有所述滴油口2708，所述滴油口2708的下端卡接有所述集油盒2707，所述滤气腔2705的内部设有内筒2709，所述内筒2709的上端与所述漏斗状集气罩2704的下侧连接，所述内筒2709与所述滤气腔2705之间设有螺旋分布的所述外滤油页2706，所述内筒2709的内侧设有所述内芯2710，所述内芯2710和所述内筒2709之间设有螺旋分布的所述内滤油页2702，所述漏斗状集气罩2704的上端通过所述出气管道2701与所述顶部管道16连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述燃气喷射总成26包括隔热外壳2601、漏斗状收集口2602、除尘阀门2603、除尘口2604、集尘腔2605、点火头2606、倾斜喷气头2607、净气输入口2608、滤网2609、净气腔2610，所述隔热外壳2601的内部上侧设有所述净气腔2610，所述净气腔2610的内部设有三个所述滤网2609，所述净气腔2610的输入口与所述直燃气管24连接，所述隔热外壳2601靠近所述u形还原窑隧道1的一侧分别安装有倾斜喷气头2607和所述点火头2606，所述净气腔2610的输出口通过所述净气输入口2608连接所述倾斜喷气头2607，所述隔热外壳2601的内部下侧设有所述集尘腔2605，所述集尘腔2605的下侧连接所述除尘口2604的上端，所述除尘口2604的下端伸出所述隔热外壳2601，所述除尘口2604的下端安装有所述除尘阀门2603，所述净气腔2610的下侧通过三个所述漏斗状收集口2602与所述集尘腔2605连通，三个所述漏斗状收集口2602分别与三个所述滤网2609交错分布，所述点火头2606与所述控制开关组9电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述窑车总成35包括侧面万向轮3501、轮架3502、底部万向轮3503、支撑腿3504、置料盘3505，所述置料盘3505的左右两侧均固定有两个所述轮架3502，所述轮架3502的下端安装有所述侧面万向轮3501，左侧的两个所述侧面万向轮3501与一个所述侧轨28滑动连接，右侧的两个所述侧面万向轮3501与另一个所述侧轨28滑动连接，所述置料盘3505的底部设有四个所述支撑腿3504，所述支撑腿3504的下端安装有所述底部万向轮3503，左侧的两个所述底部万向轮3503与一个所述底轨31滑动连接，右侧的两个所述底部万向轮3503与另一个所述底轨31滑动连接，所述置料盘3505的底部中心连接所述连接柱37的上端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动总成36包括安装架3601、缓冲弹簧3602、限位万向轮3603、缓冲伸缩杆3604、主动齿轮3605、底座3606、承载万向轮3607、电机3608、从动齿轮3609，所述底座3606的底部四个角落均安装有所述承载万向轮3607，所述底座3606的上侧安装有所述电机3608，所述电机3608的上端输出轴上安装有所述主动齿轮3605，所述底座3606的上侧与所述连接柱37的下端连接，所述连接柱37的上套接有所述从动齿轮3609，所述从动齿轮3609与所述主动齿轮3605啮合，所述从动齿轮3609还与所述齿条32啮合，所述连接柱37的上固定有所述安装架3601，所述安装架3601的一侧通过所述缓冲伸缩杆3604连接所述限位万向轮3603的一端，所述限位万向轮3603的另一端与所述限位轨29滑动连接，所述缓冲伸缩杆3604的侧面套接有所述缓冲弹簧3602，所述电机3608与所述控制开关组9电性连接。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，区别在于：方法中step.2中的中颗粒煤为4mm；粉状生石灰细度小于-120目；step.3加入赤泥铁粉质量1％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂；step.4中球团粒度为：￠10mm；step.6中气压在40pa，助燃风在进入氧化铝赤泥u形还原窑炉时的温度在140℃；step.11中将坯料采用氮气保护加热到1150℃。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，区别在于：方法中step.2中的中颗粒煤为1mm；粉状生石灰细度小于-1115目；step.3加入赤泥铁粉质量3％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂；step.4中球团粒度为：￠15mm；step.6中气压在35pa，助燃风在进入氧化铝赤泥u形还原窑炉时的温度在200℃；step.11中将坯料采用氮气保护加热到1100℃。

本发明的工作原理：

将赤泥铁粉采用余热进行烘干、细磨到满足造球要求的细度后，经输送机运至矿粉料仓备用，同时烘干后的赤泥铁粉与作为烧成助剂的碳酸钠混合，加入赤泥铁粉质量4％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂，均匀混合的物料，进行制球，筛分出合格球团，粉料和碎球用输送机送至返料仓，球团与还原剂的混合料。

将赤泥球团均匀分布在置料盘3505中，通过控制开关组9启动电机3608带动主动齿轮3605转动，从而使从动齿轮3609转动，而从动齿轮3609与齿条32啮合，则从动齿轮3609沿着齿条32移动，带动限位万向轮3603沿着限位轨29移动，过程中缓冲弹簧3602和缓冲伸缩杆3604保证传动总成36平稳移动，减小移动过程中产生的震动，而同时使底座3606通过承载万向轮3607移动，而传动总成36通过连接柱37与窑车总成35连接，进而带动置料盘3505中的赤泥依次通过预热窑10、u形还原窑隧道1和冷却窑14，完成还原，过程中置料盘3505通过底部万向轮3503沿着底轨31移动，同时还通过侧面万向轮3501沿着侧轨28移动，保证窑车总成35沿移动过程中保持稳定，为赤泥还原提供稳定环境，而通过耐火水泥壳1306、玻璃内壳1307、耐热钢内芯1308的结构可以保证窑门总成13的隔热和耐热性能，保证窑车总成35在通过各个区域时，其所在区域的温度不会剧烈变化。

启动预热窑10前侧的两个电动升降柱23带动预热窑10前侧的窑门总成13通过滑条1302沿着对应的升降滑轨22移动，打开窑门总成13，可以向置料盘3505中添加赤泥和还原剂，在传动总成36带动窑车总成35通过预热窑10的过程中，启动炉窑风机ii19可以将u形还原窑隧道1的内腔中的高温废气通过预热输入管道20送入预热窑隧道1003内侧，从而对赤泥进行预热，同时预热窑隧道1003的内腔中的玻璃纤维隔热层1005可以保温，维持预热窑隧道1003内的温度较为稳定，当需要排出预热窑隧道1003中的废气时，打开排废电动阀1001可以使废气通过废气收集口1002排向外部废气处理装置。

启动预热窑10后侧的两个电动升降柱23，可以带动预热窑10后侧的窑门总成13升降，保证窑车总成35可以顺利从预热窑10进入u形还原窑隧道1，关闭窑门总成13，打开进气电动阀2，外部的发生炉煤气进入分流管3中，并通过分流管3同时进入外弯管i5和内弯管i17中，而外弯管i5中的发生炉煤气通过连接管18进入外弯管ii6中，同时内弯管i17中的发生炉煤气通过另一个连接管18进入内弯管ii4中，内弯管ii4和外弯管ii6均通过各自对应的直燃气管24为燃气喷射总成26提供发生炉煤气，发生炉煤气进入净气腔2610中通过三个滤网2609将固体颗粒过滤，并通过净气输入口2608输入倾斜喷气头2607后，由其喷入u形还原窑隧道1内，同时启动点火头2606，将发生炉煤气点燃，对u形还原窑隧道1内的赤泥进行还原，而固体颗粒通过漏斗状收集口2602进入集尘腔2605中，使用者可以打开除尘阀门2603清理内部的固体颗粒，另一方面，外弯管i5和内弯管i17通过环形燃气管25对喷头33提供发生炉煤气和助燃气体，使u形还原窑隧道1内的炉煤气充分燃烧，启动炉窑风机i8将燃烧后的高温废气通过收集总成27抽入顶部管道16中，过程中高温废气由进气孔2703进入滤气腔2705内，经过外滤油页2706过滤后，由内筒2709下端进入内筒2709，透过内滤油页2702再次过滤后由出气管道2701进入顶部管道16，而滤除的油脂滴落到集油盒2707中，炉窑风机i8将干净的高温废气通过外管道7送入u形还原窑隧道1的内腔中，对其进行保温，启动炉窑风机ii19可以通过内管道15将u形还原窑隧道1的内腔中的废气送入预热窑10，同时u形还原窑隧道1的内腔中的石棉隔热层34也可进一步进行保温。

开启冷却窑14后侧的窑门总成13，使窑车总成35可以从u形还原窑隧道1进入冷却窑14，并关闭窑门总成13，启动压缩机1403可以通过蒸发管1408降低冷却窑隧道1409内腔中的温度，同时启动制氮机12制造氮气并通过氮气输入管道21将氮气输入到冷却窑隧道1409内腔中，氮气经过降温后通过进风冷却口1401从冷却窑隧道1409内腔中进入冷却窑隧道1409的内侧，对还原后的赤泥进行冷却，待冷却完成后打开排氮电动阀1404，可以将氮气通过排氮口1407排出，而打开冷却窑14前侧的窑门总成13，可以取出还原后的赤泥。

将还原后的赤泥先用破壳机将表面的硬壳破碎，然后采用刮板式卸料机，将还原后的赤泥中的金属球团和还原剂尾粉的混合物直接取出并输送到料仓，再采用负压吸灰系统将料盘中的剩余粉料吸出，用除尘器收集粉料集中处理，金属化球团和还原剂尾粉，由仓底卸料阀放出，接着进一步进行干式磁选分离处理，分离出磁性物料及非磁性物料，非磁性物料包括还原剂尾粉和部分渣，还原剂尾粉中煤焦和煤灰，分离出可用的煤焦，配加在还原剂中再利用，含少量固定碳的煤灰可用于做覆盖剂配料，磁性物料首先送入球磨机，进行破磨处理，磨筛出粒铁和粉料矿浆，筛分出粒铁，粉料矿浆经湿式磁选后获得高品位含水还原金属铁粉，含水还原金属铁粉，喷洒质量比为5％的水一起加入混碾机，经螺旋输送机将混合物料送入液压机中将其压制成金属坯料，将坯料采用氮气加热后，采用机械手将高温坯料夹持并放进热压的液压机模具内，再进行一次热压成型，经氮气保护缓冷，热压冷却后的制品经机械打磨毛刺后成为成品，可进行码垛、捆扎、入库。

本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于广泛使用的现有技术，本发明所涉及的炉窑风机i8、制氮机12、压缩机1403、炉窑风机ii19、点火头2606和电机3608均可在市场上轻易购得，其涉及的电路连接可由本领域技术人员上网或翻阅有关书籍轻易获得技术启示，属于广泛运用的现有技术。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。