一种从赤泥中回收铁的方法及装置与流程

本发明涉及赤泥回收利用，具体涉及一种从赤泥中回收铁的方法及装置。

背景技术：

1、2021年中国氧化铝产量7757.5万t，约占世界氧化铝产量的55％，持续保持世界第一大氧化铝生产国地位。按照1t氧化铝排放1.5t赤泥测算，2021年全国赤泥产生量约1.2亿t。

2、随着国内铝土矿资源储量减少、品位下降，以国内一水硬铝石矿为主的铝产能逐渐减少，以进口铁含量高的三水铝石矿为原料的铝产能不断增加。据估算当前国内约一半以上新增赤泥为高铁赤泥(t.fe≥30％)。近年来我国的钢产量超过10亿t，铁矿石对外依存度超80％，寻找新的铁矿石来源势在必行。尽管赤泥中铁品位相对较低，但考虑到赤泥排放量巨大，高铁赤泥被认为是低品位的铁矿石替代原料之一。

3、赤泥中铁的回收是实现赤泥减量化的重要途径之一。国内外学者对赤泥选铁开展了大量研究工作，主要的选铁路线有物理分选、火法冶金、湿法冶金。不同技术路线的优缺点如表1所示。

4、表1

5、

6、

7、现有的赤泥回收铁技术，或存在铁精矿品位差，钢铁行业难以利用问题，或生产及维护成本高、能耗大灯不足，导致产业化推广困难，或者因为技术路线长、酸耗大、产品分离净化难度大等问题导致技术经济性差。现有的技术均未能很好利用赤泥中的铁资源，导致赤泥利用率不足5％。

8、因此，开发一种新的方法来回收赤泥中的铁，实现铁的高效低成本回收、同时确保产回收的铁具有高的纯度，对赤泥等含铁固废消纳利用意义重大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种从赤泥中回收铁的方法及装置，流程短、反应效率高，产品纯度高，经济效益显著。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种从赤泥中回收铁的方法，具体过程为：

4、将氧化铝车间赤泥管道中的赤泥浆液进行矿化，对矿化后的赤泥浆液送入电解系统进行电解，控制电解液中苛性碱浓度为5-25mol/l，电解电压为1.3v-1.6v之间，电解系统内的赤泥浆液温度维持在110-120℃之间，电解2-8h后停止电解，对电解系统的阴极上的铁进行剥离处置，获得高纯铁产品。

5、本发明还提供一种实现上述方法的装置，包括依次连接的赤泥矿化系统、计量给料系统、电解系统、铁剥离系统；所述装置还包括加热介质储罐、碱液储罐和集气系统，所述加热介质储罐、碱液储罐和集气系统与电解系统相连通；所述加热介质储罐用于存储加热介质并向电解系统输送加热介质，所述碱液储罐用于存储苛性碱液并向电解系统输送苛性碱液，所述集气系统用于收集并处理电解系统排出的尾气。

6、进一步地，所述电解系统采用阳极、阴极和参比电极构成三电极体系，并由直流电源管理系统供电。

7、更进一步地，阴极由碳质材料制成，且外观呈圆柱型。

8、更进一步地，阳极由合金材料制成，且外观呈网状结构。

9、本发明的有益效果在于：

10、(1)利用本发明，从赤泥中回收的铁产品纯度更高。本发明通过控制电解电位，实现赤泥中铁矿物的选择性还原，产品纯度在99％以上。与传统物理选矿法(磁选、重选)的产品纯度(45-60％)相比大大提高，与高温火法冶炼相比，由于不涉及焦炭还原及冶炼造渣过程，铁中磷、硫、铝等有害也大大降低，产品指标可满足生铁标准要求。

11、(2)本发明的能耗更低、更环保。本发明采用电解法回收赤泥中的铁矿物，与常规的1400℃以上的火法高温冶炼回收铁技术相比，反应温度仅需要110-120℃左右，能耗大大降低。此外，因为由于选择性电解，整个处理过程仅涉及铁矿物的还原，无其他副反应发生，整个反应过程中外排的气体只有氧气且对环境无污染。

12、因此，从铁产品质量及技术路线的经济性角度分析，本发明回收铁均具有明显优势。

技术特征：

1.一种从赤泥中回收铁的方法，其特征在于，具体过程为：

2.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括依次连接的赤泥矿化系统、计量给料系统、电解系统、铁剥离系统；所述装置还包括加热介质储罐、碱液储罐和集气系统，所述加热介质储罐、碱液储罐和集气系统与电解系统相连通；所述加热介质储罐用于存储加热介质并向电解系统输送加热介质，所述碱液储罐用于存储苛性碱液并向电解系统输送苛性碱液，所述集气系统用于收集并处理电解系统排出的尾气。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电解系统采用阳极、阴极和参比电极构成三电极体系，并由直流电源管理系统供电。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，阴极由碳质材料制成，且外观呈圆柱型。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，阳极由合金材料制成，且外观呈网状结构。

技术总结
本发明公开了一种从赤泥中回收铁的方法及装置，具体过程为：将氧化铝车间赤泥管道中的赤泥浆液进行矿化，对矿化后的赤泥浆液送入电解系统进行电解，控制电解液中苛性碱浓度为5‑25mol/L，电解电压为1.3v‑1.6v之间，电解系统内的赤泥浆液温度维持在110‑120℃之间，电解2‑8h后停止电解，对电解系统的阴极上的铁进行剥离处置，获得高纯铁产品。利用本发明，从赤泥中回收的铁产品纯度更高，且能耗更低、更环保。

技术研发人员：李帅,刘万超,练以诚,周晓峰,闫飞飞,刘秀,余剑,余伟奇
受保护的技术使用者：中铝环保节能集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12