[發明專利]一種赤泥的綜合利用方法

無效

• 申請號: 200810047555.6
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101275182A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 李遠兵;胡建寶;黃凱;李亞偉;趙雷;祝泉;金勝利;李淑靜;雷中興
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C22B5/02
• 分類號: C22B5/02;C22B5/04;C22B5/10;C22C38/02;C01F7/16
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于赤泥綜合利用的技術領域。具體涉及一種利用電熔還原赤泥制備硅鐵合金和鋁酸鈣材料的方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁冶煉工業生產過程中排出的固體粉狀廢棄物，一般每生產一噸氧化鋁大約產出1.0～1.7噸赤泥。據不完全估計，全世界每年排放赤泥約6000萬噸。我國是世界第4大氧化鋁生產國，累積赤泥堆存量已高達4100萬噸。大量的赤泥露天堆存，占據農田和山丘，塵土飛揚，造成環境和大氣污染，赤泥的PH很高，其浸出液約為12.1～13.0。赤泥中的堿液隨雨水滲入地層造成地下水源的污染。但目前赤泥的利用率僅為15％左右，迄今為止還尚未找到大量利用赤泥的有效徑。

近年來，赤泥的綜合利用已經引起國內外的普遍重視，有關赤泥應用的研究包括：用赤泥作橡膠和塑料的填料、用赤泥作為鋪路材料、制備免燒赤泥粉煤灰磚、制堿礦渣-赤泥水泥、將赤泥應用于水泥混凝土的研究。其中大多數的研究都是因為利用量少、效率不高或經濟成本高而難以投入產業化。如：

利用赤泥生產水泥的研究(任冬梅、毛亞南.赤泥的綜合利用[J].有色金屬工業，2002，[5]：57-58)，由于赤泥含堿量高，赤泥配比受水泥含堿指標制約，使赤泥作為生產水泥原料的應用受到了很大限制，赤泥的綜合利用率僅為35％～50％，利用率較低。

炭還原赤泥中的鐵，經磁選工藝回收的方法(廖春發，姜國平等.從赤泥中回收鐵的工藝研究.中國礦業.第16卷第2期.2007年2月)，但由于赤泥中大量的SiO₂，Al₂O₃，CaO等物質沒有充分利用，且成本較高，利用率低，難以實現赤泥的全面綜合的利用。

發明內容

本發明的任務是提供一種應用范圍廣泛、利用率較高、附加值高、工藝簡單的赤泥綜合利用的方法。

為完成上述任務，本發明采用的技術方案是：將赤泥質量的7～75％的焦炭或無煙煤、赤泥質量的0～16％的含鈣化合物或0～645％的含鋁化合物加入赤泥中；混合后置于電爐中，然后在1400～1800℃條件下熔融還原，保溫0.5～4小時，自然冷卻后破碎分離。

赤泥的主要化學成分是：SiO₂為10～23wt％、Fe₂O₃為7～40wt％、Al₂O₃為6～20wt％、CaO為3～45wt％wt、MgO為0.5～3wt％，K₂O為0.1～0.5wt％，Na₂O為2.0～11wt％，TiO₂為1～6wt％，燒失為8～12wt％。

其中：含鈣化合物或為石灰石、或為氫氧化鈣；含鋁化合物或為礬土、或為粘土熟料；電爐或為電弧爐、或為感應爐。

由于采用上述技術方案，本發明通過高溫熔融還原赤泥。在高溫條件下，赤泥中的SiO₂和Fe₂O₃被還原成的硅鐵合金、Al₂O₃和CaO生成鋁酸鈣，Na₂O和K₂O在高溫下揮發，經精煉冷卻沉淀，破碎分離得到硅鐵合金和鋁酸鈣材料。所制備的鋁酸鈣材料既可作為鋁酸鈣耐火材料，又可用做鋼鐵工業中的預熔渣，硅鐵合金可做為煉鋼的脫氧劑和合金劑，應用范圍廣，附加值高，達到了赤泥的高效綜合利用。故本發明具有應用范圍廣泛、利用率較高、附加值高、工藝簡單的特點。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，僅對本發明作進一步的描述，而不是對本發明保護范圍的限制。

實施例1

一種赤泥的綜合利用方法。先將赤泥質量的9～11wt％的焦炭與赤泥混合后置于電弧爐中，在1400～1500℃條件下使混合物熔融，保溫0.5～1小時，上層為鋁酸鈣材料，下層為硅鐵合金；然后經自然冷卻后破碎、分離，得到鋁酸鈣和硅鐵合金塊。所得的鋁酸鈣材料主要物相為CA₂和CA₆。