专利名称：一种赤泥快速还原焙烧炉及其焙烧方法
技术领域：
本发明涉及一种冶金设备，特别是一种赤泥快速还原焙烧炉及其焙烧方法。
背景技术：
赤泥亦称红泥，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。铝土矿中铝含量高的，采用拜尔法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥；铝土矿中铝含量低的，用烧结法或用烧结法和拜尔法联合炼铝，所产生的赤泥分别称为烧结法赤泥或联合法赤泥。赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的固体废物，每生产1吨氧化铝大约产生赤泥0. 8 1. 5吨。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国是氧化铝生产大国， 去年产生的赤泥超过3000万吨，目前的综合利用率仅为4%，累积堆存量达到2亿吨，每吨每年要花堆存费约50元，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， 不仅占用了大量土地，而且对环境造成了严重的污染。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。对赤泥的综合利用，目前主要围绕两个方面开展工作一是提取赤泥中的有用组分，回收有价金属；二是将赤泥作为大宗材料的原料，整体加以综合利用。而提取赤泥中的有价金属再进行整体利用，应是赤泥利用的根本方向。目前我国赤泥投入工业运用的是以赤泥的整体利用为主，但已开展了许多从赤泥中提取金属元素的研究。由于赤泥具有强碱性，粒度小，粒度小于0. 05mm的矿粒占80%，其综合利用难度远大于其他工业废渣。要想回收其中有价元素，变废为宝，难度更大，目前缺少低能耗高回收率的方法，主要有以下原因一是从赤泥回收有价元素，首先要回收铁矿，直接强磁选是低耗的方法，但回收率低，即使用1000 1500高斯，1 1. 5T的磁场强度的磁选机。也只能获得铁矿回收率20%。 因矿粒细，且水是逆磁介质，除非用超高磁场强度，如超导磁选机IO5高斯才能回收，但是不现实。二是用还原焙烧——磁选法。现有焙烧炉有竖炉、回转炉、沸腾炉、隧道炉和多层机械焙烧炉等，用来焙烧不同力度的矿石，焙烧时间长，生产成本高，焙烧时间需要10Q
100分钟，焙烧时间公式T= — (D+bR)其中T-代表焙烧时间分钟，D-煤气速度(m/h)， P-还原剂部分压力(大气压)，K——焙烧过程温度系数，c，b 二系数取决矿石性质，
R-矿粒半径(毫米)从式中看出，焙烧过长是不适于焙烧极细粒矿石的。且温度> 700°C时Fe304+C0 = 3Fe0+C02这时，磁铁矿过还原成亚铁，失去磁性。铁回收率就会降低 ，这些炉是不适合作为赤泥还原焙烧的。三是现在焙烧炉还原气氛不好控制。赤泥中含有碱盐成分，焙烧过程中易结块，且产生过多CO时易爆炸，还原气氛过多或过少都不好，当今焙烧炉由于无气体和温度可控装置，故不适合用来低温还原焙烧赤泥，所以当今西方国家与俄罗斯用现在的焙烧炉，采用高温、高能耗生产粒铁或半粒铁是成功的。从以上分析可以看出，创造低温赤泥快速还原焙烧炉是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种赤泥快速还原焙烧炉及其焙烧方法，焙烧时间只需3 5分钟。在温度为570°C 士30°C时，燃料消耗只有一般焙烧炉的10 30%。本发明通过以下技术方案达到上述目的一种赤泥快速还原焙烧炉，由保温筒、转筒、加温系统、测控温系统以及机座部件构成，具体结构是所述保温筒由内筒和外筒构成，内筒和外筒之间的空隙充填有保温材料构成保温层，在保温筒上等距离长度对称钻有三个孔，其中有两孔为加温系统用，中间孔为测控温系统用，保温筒安装在机座上。所述转筒点焊固定在8 12根钢棒上，钢棒在转筒外围呈一个长筒状，钢棒两端固定在第一转鼓和第二转鼓上，转筒内焊接有呈螺旋线形排列的角钢。所述赤泥快速还原焙烧炉分预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段。所述钢棒其中一半是固定在转鼓上，另一半钢棒为活动连接在转鼓上。保温筒的填充物为耐高温耐火砖或石棉。一种适合于赤泥快速还原焙烧炉的焙烧方法，其特征在于，该方法包括如下步骤(1)原料准备原料为赤泥，赤泥成分含(wt% )Fe2O3 24 30%，TiO 4 6%，Al2O3 14 17 %，粒度小于0. 05mm的矿粒占80%，将所述原料烘干至含水分3 5wt%，粉碎，筛分，筛分得到粒度< 2mm的粉料，力口入3 5衬％的还原剂，充分混勻，得到混勻料，(2)将所述混勻料加入螺旋密封给料机中，送进转筒内，还原焙烧段温度控制在 5700C 士30°C中进行加热焙烧3 5分钟，矿石在转筒内的呈螺旋线形排列的角钢的螺旋驱动下，从预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段，完成还原焙烧过程，得到已经还原成Fe3O4的熟料，(3)将所述熟料送入密封水槽中，用水冷却即可。所述还原剂为木炭和糖焦，或煤粉和造纸废渣，或焦粉的一种或几种，所述糖焦即甘蔗制糖废渣。所述赤泥快速还原焙烧炉的工作原理及过程是将经过烘干、粉碎，筛分得到粒度< 2mm的原料，加入固体还原剂3 5wt%混勻后，加入螺旋密封给料机中，送进转筒内，还原焙烧段温度控制在570°C 士30°C中进行加热焙烧3 5分钟，矿石在转筒内的呈螺旋线形排列的角钢的螺旋驱动下，上下翻腾前进，从预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段，完成还原焙烧过程。!^e2O3还原成狗304，送入密封水槽中，用水冷却即可。本发明的突出优点在于1、在还原焙烧粉矿时，与现有焙烧技术相比，采用本发明焙烧时间只需3 5分钟。在温度为570°C 士30°C时，燃料消耗只有一般焙烧炉的10 30%。2、采用温度为570°C 士30°C的低温还原焙烧，焙烧后的矿石呈松散状态，不结块， 容易进行有用矿物与脉石的分离。特别适用于炼铝过程产生的废弃赤泥的处理。
图1是本发明所述赤泥快速还原焙烧炉的结构示意图。图2是本发明所述赤泥快速还原焙烧炉的俯视3是本发明所述赤泥快速还原焙烧炉的剖视图。图4是本发明所述赤泥快速还原焙烧炉的右剖视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对发明的技术构成及原理作进一步说明。对照图1和图2，本发明所述赤泥快速还原焙烧炉，由保温筒6、转筒7、第一加温系统81、第二加温系统82、机座10、螺旋密封给料机11、第二轴承座12、第一转鼓13、钢棒 14、角钢15、第二转鼓16、密封水箱1，减速机2，第一轴承座3、大齿轮4以及小齿轮5部件构成。其具体结构是所述保温筒6由内筒和外筒构成，内筒和外筒之间的空隙充填有保温材料构成保温层，在保温筒6上等距离长度对称钻有三个孔，其中有两孔为第一加温系统81和第二加温系统82用，中间孔为控测温系统9用，保温筒6安装在机座10上。所述转筒7点焊固定在8 12根钢棒14上，钢棒14在转筒7外围呈一个长筒状排列，钢棒14两端固定在第一转鼓13和第二转鼓16上，转筒7内焊接有呈螺旋线形排列的角钢15。转筒7套入保温筒6中。当启动焙烧炉减速机2后，由小齿轮5传动大齿轮4 带动第一转鼓13和第二转鼓16，第一转鼓13和第二转鼓16在第一轴承座3和第二 12轴承座的支承下转动起来，这时转筒7中的矿石便上下翻腾着前进经过预焙烧段、焙烧段和焖矿段。当矿石经预焙烧段和焙烧段进到焖矿段端头时，由于转筒7不封口，矿石便落入到密封水箱1中，焙烧过程完成。所述赤泥快速还原焙烧炉分预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段。各段长度根据矿石性质而定。所述钢棒其中一半是固定在转鼓上，另一半钢棒为活动连接在转鼓上。保温筒的填充物为耐高温耐火砖或石棉。所述螺旋密封给料机11直接插入第一转鼓13内，并螺旋外壳与轴承座连接成密封状态。通过驱动螺旋密封给料机11不断给料进入转筒7中。焙烧的产品温度仍有200 300°C，此时不立即冷却，如果暴露在空气中则很快被氧化，从而降低磁性，所以要设有密封水箱1，密封水箱1与保温筒6相连接可以使焙烧的产品落入密封水箱中冷却，水箱不断添加水，焙烧的产品从水箱中流出，到磁选间选别。实施例采用本发明所述赤泥快速还原焙烧炉及其焙烧方法对广西某铝厂的赤泥进行了焙烧试验。原料赤泥成分含(wt%)Fe2O3 24 30%，TiO 4 ~ 6%, Al2O3 14 17%，粒度小于0. 05mm的矿粒占80%。将所述原料经过烘干至含水分3 5%，粉碎，筛分，筛分得到粒度< 2mm的粉矿， 加入固体还原剂3 5wt%充分混勻后，加入螺旋密封给料机11中，送进转筒7内，转筒7 内还原焙烧段温度控制在570°C 士30°C中进行加热焙烧3 5分钟，粉矿在转筒内的呈螺旋线形排列的角钢的螺旋驱动下，上下翻腾前进，从预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段，完成还原焙烧过程。狗203还原成狗304，送入密封水槽中，用水冷却即可。所述还原剂为木炭和糖焦，或煤粉和造纸废渣，或焦粉中的一种或几种，所述糖焦即甘蔗制糖废渣。还原剂添加理论量按如下反应式计算3Fe203+C = 2Fe304+C03Fe203+C0 = 2Fe304+C02从式中看出加入还原剂量不能过多，添加还原剂量过多会产生过量CO，引起爆炸。 温度过高便使 ^304+α) = 3Fe0+C02变成过还原了，磁性会减退，不利于下一步的磁选。表1例出了焙烧时间对粉矿还原率的影响。表1焙烧时间对粉矿还原率的影响
权利要求
1.一种赤泥快速还原焙烧炉，其特征在于，该炉由保温筒、转筒、加温系统、测控温系统以及机座部件构成，具体结构及连接方式为所述保温筒由内筒和外筒构成，内筒和外筒之间的空隙充填有保温材料构成保温层， 在保温筒上等距离长度对称钻有三个孔，其中有两孔为加温系统用，中间孔为测控温系统用，保温筒安装在机座上，所述转筒点焊固定在8 12根钢棒上，钢棒在转筒外围呈一个长筒状，钢棒两端固定在第一转鼓和第二转鼓上，转筒内焊接有呈螺旋线形排列的角钢。
2.根据权利要求1所述的赤泥快速还原焙烧炉，其特征在于，所述赤泥快速还原焙烧炉分预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段。
3.根据权利要求1所述的赤泥快速还原焙烧炉，其特征在于，所述钢棒其中一半是固定在转鼓上，另一半钢棒为活动连接在转鼓上。
4.一种适合于权利要求1所述赤泥快速还原焙烧炉的焙烧方法，其特征在于，该方法包括如下步骤(1)原料准备原料为赤泥，赤泥成分含(wt % ) Fe2O3 M 30%，TiO 4~6%, Al2O3 14 17%，粒度小于0. 05mm的矿粒占80%，将所述原料烘干至含水分3 5wt %，粉碎，筛分，筛分得到粒度< 2mm的粉料，加入还原剂3 5wt%充分混勻，得到混勻料，(2)将所述混勻料加入螺旋密封给料机中，送进转筒内，温度控制在570°C士30°C中进行加热焙烧3 5分钟，矿石在转筒内的呈螺旋线形排列的角钢的螺旋驱动下，从预焙烧段，还原焙烧段，闷矿段，完成还原焙烧过程，得到已经还原成!^e3O4的熟料，(3)将所述熟料送入密封水槽中，用水冷却即可。所述还原剂为木炭和糖焦，或煤粉和造纸废渣，或焦粉的一种或几种，所述糖焦即甘蔗制糖废渣。
全文摘要
一种赤泥快速还原焙烧炉及其焙烧方法，所述焙烧炉由保温筒、转筒、加温系统、测控温系统以及机座部件构成，所述保温筒由内筒和外筒构成，内筒和外筒之间的空隙充填有保温材料构成保温层，在保温筒上等距离长度对称钻有三个孔，其中有两孔为加温系统用，中间孔为测控温系统用，所述转筒点焊固定在8～12根钢棒上，钢棒在转筒外围呈一个长筒状，钢棒两端固定在第一转鼓和第二转鼓上，转筒内焊接有呈螺旋线形排列的角钢。采用本发明能够在还原焙烧粉状矿时，焙烧时间只需3～5分钟。在温度为570℃±30℃时，燃料消耗只有一般焙烧炉的10～30％。
文档编号C22B1/02GK102268536SQ20111023523
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者梁玉麟, 梁耀广 申请人:梁玉麟