利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统。
【背景技术】
[0002]赤泥是生产氧化铝过程中产生的主要废弃物。一般来说，每生产I吨氧化铝产生
0.8-1.5吨赤泥。由于赤泥中含有的成分多，结构复杂，其综合利用已经成为了世界性的科研难题。目前主要以堆存为主，而赤泥的堆存不仅占用了许多的土地，耗费了大量的维护费用，赤泥中的碱会对土地环境造成污染，恶化生态环境，而且赤泥中含有的大量有价金属也得不到充分的利用，造成资源的浪费。随着矿产资源的日益枯竭及人们对环境污染的重视，如何最大限度的资源化利用赤泥成为了相关学者的研宄重点。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法和系统，该方法可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。
[0004]在本发明的一个方面，本发明提出了一种利用赤泥制备羰基铁粉的方法，根据本发明实施例的，该方法包括:
[0005](I)将赤泥、煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；
[0006](2)将所述混合球团进行还原处理，以便得到金属化球团；
[0007](3)将所述金属化球团进行分离处理，以便得到铁粉和尾渣；
[0008](4)将所述铁粉与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；
[0009](5)将所述含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及
[0010](6)将所述液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳。
[0011]由此，根据本发明实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。
[0012]另外，根据本发明上述实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0013]在本发明的一些实施例中，在步骤(I)中，将所述赤泥、所述煤和所述添加剂按照质量比为100: (20?50): (5?15)进行混合造球。由此，可以显著提高后续混合球团的还原效率。
[0014]在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原处理的温度不低于1200摄氏度。由此，可以进一步提高金属化球团的金属化率。
[0015]在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述金属化球团的金属化率高于90wt %。由此，可以显著提高羰基化合物合成效率，并且与现有技术相比，在羰基铁合成过程中并不需要加入催化剂，从而缩短了工艺流程。
[0016]在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述铁粉的粒径不大于74微米。由此，可以显著提高铁粉的活性，从而提高羰基铁合成反应速度及羰基铁合成率。
[0017]在本发明的一些实施例中，所述利用赤泥制备羰基铁粉的方法进一步包括:(7)将所述第一一氧化碳返回步骤(4)与所述铁粉接触。由此，可以显著提高一氧化碳循环利用率。
[0018]在本发明的一些实施例中，所述利用赤泥制备羰基铁粉的方法进一步包括:(8)将所述第二一氧化碳返回步骤(4)与所述铁粉接触。由此，可以进一步提高一氧化碳循环利用率。
[0019]在本发明的另一个方面，本发明提出了一种利用赤泥制备羰基铁粉的系统，根据本发明的实施例，该系统包括:
[0020]混合造球装置，所述混合造球装置具有赤泥入口、煤入口、添加剂入口和混合球团出口，且适于将赤泥、煤和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；
[0021]还原装置，所述还原装置具有混合球团入口和金属化球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连，且适于将所述混合球团进行还原处理，以便得到金属化球团；
[0022]分离装置，所述分离装置具有金属化球团入口、铁粉出口和尾渣出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连，且适于将所述金属化球团进行分离处理，以便得到铁粉和尾渣；
[0023]羰基合成装置，所述羰基合成装置具有一氧化碳入口、铁粉入口和气态混合物出口，所述铁粉入口和所述铁粉出口相连，且适于将所述铁粉与一氧化碳接触，以便得到含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物；
[0024]冷凝装置，所述冷凝装置具有气态混合物入口、液态羰基铁出口和第一一氧化碳出口，所述气态混合物入口与所述气态混合物出口相连，且适于将所述含有羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理，以便得到液态羰基铁和第一一氧化碳；以及
[0025]分解装置，所述分解装置具有液态羰基铁入口、羰基铁粉出口和第二一氧化碳出口，所述液态羰基铁入口和所述液态羰基铁出口相连，且适于将所述液态羰基铁进行分解处理，以便分别得到羰基铁粉和第二一氧化碳。
[0026]由此，根据本发明实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统可以实现赤泥的有效利用，并且可以得到高附加值的羰基铁粉，从而从根本上解决赤泥这种工业废弃物利用率低和长期堆存的难题。
[0027]另外，根据本发明上述实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0028]在本发明的一些实施例中，所述第一一氧化碳出口与所述一氧化碳入口相连，且适于将所述第一一氧化碳返回至所述羰基合成装置与所述铁粉接触。由此，可以显著提高一氧化碳循环利用率。
[0029]在本发明的一些实施例中，所述第二一氧化碳出口与所述一氧化碳入口相连，且适于将所述第二一氧化碳返回至所述羰基合成装置与所述铁粉接触。由此，可以进一步提高一氧化碳循环利用率。
[0030]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0031]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0032]图1是根据本发明一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法流程示意图；
[0033]图2是根据本发明再一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法流程示意图；
[0034]图3是根据本发明又一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的方法流程示意图；
[0035]图4是根据本发明一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统结构示意图；
[0036]图5是根据本发明再一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统结构示意图；
[0037]图6是根据本发明又一个实施例的利用赤泥制备羰基铁粉的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0039]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0040]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”