专利名称：一种从氧化铝生产废弃物赤泥中回收铁的方法
技术领域：
本发明属于氧化铝生产赤泥处理工艺技术领域，具体涉及一种直接从一水硬铝石拜耳法氧化铝生产固体废弃物赤泥中直接回收有价金属铁的工艺方法。
背景技术：
一水硬铝石拜耳法氧化铝生产中，铝土矿与石灰、循环碱液混合磨制成合格矿浆后进行溶出，在高温、高压作用下，矿石中的氧化铝进入溶液，其不溶物为赤泥。溶出后矿浆经稀释、沉降固液分离后，产生的底流赤泥浆经三次逆向洗涤、过滤回收附碱后外排。生产I吨氧化铝会产生1.1 1.5吨赤泥，随着近年来氧化铝工业的快速发展，全球每年的氧化铝产量已近I亿吨，仅中国2011年的氧化铝产量就达3780万吨，赤泥排放量约5000万吨。目前世界上大量的赤泥是采用海洋排放与陆地堆存的方法进行处置，占用了大量土地。堆放赤泥会造成土壤的碱化，污染地下水，严重污染环境。特别是2010年，发生了匈牙利赤泥溃坝污染多瑙河事故之后，更是引起了全球对赤泥问题的高度关注。随着全球对赤泥环保问题的日益重视，对高铁赤泥进行无害化处理和资源化开发利用已越来越重要。高铁拜耳赤泥由于赤泥中的铁含量高，要对赤泥进行综合利用，首先就是要回收赤泥中的铁。目前国内外在回收赤泥中铁的研究方面做了许多工作，主要是对赤泥直接进行磁选、浮选、重选及其联合流程提取铁精矿，虽然流程简单，但其效果均不理想，对Fe2O3的回收率还达不到20%，赤泥中的Fe2O3含量仍在32 34%，赤泥的总体减少量约10%，对赤泥堆存并没有实质性的改变，对后续的综合利用也没有得到改善。另外从赤泥中回收铁的技术路线是磁化焙烧磁选铁，CN102626670A专利对还原方法进行了改进，通过控制还原温度和还原煤气的成份，将赤泥中的弱磁性物质尽可能转变为Fe3O4,然后通过磁选，实现赤泥中的铁元素的回收。但由于铁在赤泥中与其它矿物包裹或夹杂，存在铁精矿品位低( 63%)，铁的回收率低( 90%)等问题，不利于尾渣的综合利用，同时由于需要通过严格控制的煤气成份需要的发生炉煤气或高炉煤气与窑尾废气混合气设备。从赤泥中熔融炼铁的方法主要采取电炉法，该方法存在电炉炼铁热效率较低，用电量大的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与一水硬铝石拜耳法氧化铝生产工艺配套的赤泥炼铁的工艺方法，直接从拜耳法氧化铝生产的固体废弃物赤泥中直接进行高炉炼铁得到金属铁，具有工艺流程简单、操作成熟，生产容易实现的特点。
本发明采取的技术方案是:
一种从氧化铝生产废弃物赤泥中回收铁的方法，其特征在于:氧化铝生产固体废弃物赤泥经过干燥、制球、烘干，然后将干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按比例混合，加入高炉中进行炼铁，通过铁渣分离得到金属铁和炉渣。铁可以直接外卖，炉渣进行回收进行后续的综合利用。将赤泥浆通过压滤机脱水后，经过自然干燥或烘干机干燥后，得到含水1% 10%的赤泥。
将干燥后的赤泥破碎，粒度< 0.15mm,在10 70kN的压力下制成015 50mm的球团。球团经过干燥机干燥后，水份< 1%;干燥机的热源来自高炉煤气燃烧产生的热烟气与空气混合后成为300 400°C的热风。将赤泥球团与石灰石、白云石、焦炭进入高炉冶炼，通过铁渣分离得到生铁和炉渣；主要工艺参数为:高炉冶炼各组分所占的重量百分比为:赤泥30 80%，焦炭20 30%，石灰石O 10%，白云石O 10% ;高炉冶炼热风温度为450 1100°C，炉内熔炼温度为1500 1650°C，渣铁出炉温度高于1400°C。本发明具体是通过以下步骤实现的:
步骤1，将赤泥浆通过压滤机脱水后，经过自然干燥或烘干机干燥后，得到含水1% 10%的赤泥，赤泥经过破碎后,粒度< 0.15mm,在10 70kN的压力下制成015 50mm的球团。烘干机的热源高炉煤气燃烧产生的热烟气与空气混合后成为300 400°C的热风。步骤2，球团经过干燥机干燥后，水份< 1%。干燥机热源来自高炉煤气燃烧产生的热烟气与空气混合后成为300 400°C的热风。步骤3，将赤泥球团与石灰石、白云石、焦炭进入高炉冶炼，通过铁渣分离得到生铁和炉渣。主要工艺参数为:高炉冶炼各组`分所占的重量百分比为:赤泥30 80%，焦炭20 30%，石灰石O 10%，白云石O 10%。高炉冶炼热风温度为450 1100°C，炉内熔炼温度为1500 1650°C，渣铁出炉温度高于1400°C。本发明具有如下优点:
1)本发明将氧化铝生产的固体废弃物赤泥作为炼铁的原料，对铁进行回收，铁的回收率高达98%以上，其生铁质量好；
2)本发明采用低钙炉料配方，炉渣量减少了35 40%。炼铁后的炉渣，有价金属都进行了富集，为综合利用创造了条件；
3)本发明以工业废料为主要原料，工艺简单，生产容易实现，尾渣量少并且易于处置，不仅降低环境污染，废料可以重复利用，具有显著的经济和社会效益。
图1:氧化铝生产固体废弃物赤泥炼铁工艺流程图。
具体实施例方式实施例1
氧化铝生产的固体废弃物赤泥经过干燥，将干燥后的赤泥破碎，粒度< 0.15mm，水份1-2%，经过IOkN压力制得050的赤泥球团，利用高炉炼铁的尾气对赤泥球进行烘干至水份(1%，干燥的赤泥球与焦炭、石灰石、白云石按如下比例进行配比:赤泥60kg、焦炭30kg、石灰石5kg、白云石3kg，直接加到高炉内，同时由鼓风机向高炉内鼓风，该风经过热风炉，将空气加热到450°C，使高炉内的冶炼温度达到1500 1650°C，渣铁出炉温度1400 1450°C，得到的商品生铁，炉渣将进行后续的综合利用。经检测，所得到的金属铁质量较好，其中Fe: 94.164 %、C: 3.86%、S1: 0.36%、Mn:0.11%、P:0.025%、S:0.054%。炉渣的分析结果为:Fe203:1.08%、TiO2:8.40%、CaO:29.99%、SiO2:18.01%、Al2O3:26.31%、Na2O:6.07%, MgO:1.05%。实施例2，氧化铝生产的固体废弃物赤泥经过干燥，水份9-10%，将干燥后的赤泥破碎，粒度< 0.15mm，经过50kN压力制得030的赤泥球团，利用高炉炼铁的尾气对赤泥球进行烘干至水份< 1%，干燥的赤泥球与焦炭、石灰石、白云石按如下比例进行配比:赤泥80kg，焦炭20kg，白云石10kg，直接加到高炉内，同时由鼓风机向高炉内鼓风，该风经过热风炉，将空气加热到1100°C，使高炉内的冶炼温度达到1500 1650°C，渣铁出炉温度1400 1480°C，炉渣将进行后续的综合利用。经检测，所得到的金属铁质量较好，其中Fe:94.164 %, C:3.82%、S1:0.41%、Mn:0.41%、P:0.087%、S:0.052%。炉渣的分析结果为:Fe203:0.83%、TiO2:6.32%、CaO:22.67%、SiO2:17.42%、Al2O3:26.25%、Na2O:6.00%。实施例3，氧化铝 生产的固体废弃物赤泥经过干燥，水份5-6%，将干燥后的赤泥破碎，粒度< 0.15mm,经过70kN压力制得015的赤泥球团,利用高炉炼铁的尾气对赤泥球进行烘干至水份< 1%，干燥的赤泥球与焦炭、石灰石、白云石铁矿石按如下比例进行配比:赤泥30kg，焦炭25kg，铁矿石40kg，石灰石10kg，直接加到高炉内，同时由鼓风机向高炉内鼓风，该风经过热风炉，将空气加热到800°C，使高炉内的冶炼温度达到1500 1650°C，渣铁出炉温度1400 1450°C，炉渣将进行后续的综合利用。经检测，所得到的金属铁质量较好，其中Fe: 94.98 %、C: 3.82%、S1: 0.25%、Mn:0.65%、P:0.065%、S:0.032%。炉渣的分析结果为:Fe203:0.83%、TiO2:4.32%、CaO:20.67%、SiO2:19.42%、Al2O3:28.25%、Na2O:3.00%、MgO:1.5%。
权利要求
1.一种从氧化铝生产废弃物赤泥中回收铁的方法，其特征在于:氧化铝生产固体废弃物赤泥经过干燥、制球、烘干，然后将干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按比例混合，加入高炉中进行炼铁，通过铁渣分离得到金属铁和炉渣。
2.根据权利要求1所述的从赤泥中回收铁的方法，其特征在于:将赤泥浆通过压滤机脱水后，经过自然干燥或烘干机干燥后，得到含水1% 10%的赤泥。
3.根据权利要求1或2所述的从赤泥中回收铁的方法，其特征在于:将干燥后的赤泥破碎，粒度< 0.15mm,在10 70kN的压力下制成015 50mm的球团。
4.根据权利要求1或3所述的从赤泥中回收铁的方法，其特征在于:球团经过干燥机干燥后，水份< 1%;干燥机的热源来自高炉煤气燃烧产生的热烟气与空气混合后成为300 400 °C的热风。
5.根据权利要求1所述的从赤泥中回收铁的方法，其特征在于:将赤泥球团与石灰石、白云石、焦炭进入高炉冶炼，通过铁渣分离得到生铁和炉渣；主要工艺参数为:高炉冶炼各组分所占的重量百分比为:赤泥30 80%,焦炭20 30%,石灰石O 10%,白z 石O 10% ；高炉冶炼热风温度为450 1100°C，炉内熔炼温度为1500 1650°C，渣铁出炉温度高于1400。。。
全文摘要
一种从氧化铝生产废弃物赤泥中回收铁的方法。其特征在于，氧化铝生产固体废弃物赤泥首先经过干燥，干燥后含水率为1%～10%，赤泥经过破碎后，粒度≤0.15mm，在10～70kN的压力下制成 15～50mm的球团。随后利用高炉煤气燃烧的热量对赤泥球进行烘干至含水率≤1%，然后将干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按比例混合，加入高炉中进行直接熔炼，最后通过铁渣分离得到金属铁和炉渣，铁可以直接作为炼钢原料，炉渣进行回收进行后续的综合利用。本发明以工业废料为主要原料，不仅降低环境污染，废料可以重复利用，而且具有回收铁质量好，铁回收率高，可达98%以上，工艺流程简单，生产容易实现，脱铁后尾渣容易处理的特点。
文档编号C21B5/00GK103074456SQ20131000600
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者刘保伟, 甘霖, 许家伟, 张正林, 冷杰彬, 谭金玉 申请人:中国铝业股份有限公司