[發明專利]綜合利用工業固廢的系統及方法

在審

• 申請號: 201710349526.4
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107099657A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 王欣;劉占華;陳文亮;王巖;丁銀貴;曹志成;吳道洪
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B1/248;C22B1/26;C21B13/00
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 武玉琴,康寧寧

技術領域

本發明屬于冶金領域，具體涉及綜合利用工業固廢的系統及方法。

背景技術

有色冶金渣，是指火法提取有色金屬如銅、鎳等產生的渣，其中含有約40％的鐵，其主要以鐵橄欖石(2FeO·SiO₂)形式存在，還有少量以磁鐵礦(Fe₃O₄)形式存在。由于鐵橄欖石直接還原難度較大，且該類冶金渣中的硫含量一般較高，若直接進行還原提取鐵，則硫元素會進入鐵中，成為產品雜質。

赤泥是鋁土礦提取氧化鋁后所產生的最主要的固體殘渣，因其中含有大量氧化鐵而呈現紅色，因此稱之為赤泥。目前赤泥除了少部分應用于水泥生產、制磚等用途外，大多處于露天筑壩堆存狀態。赤泥中含有Fe₂O₃、CaO、MgO等物質。

電石渣是在乙炔、聚氯乙烯、聚乙烯醇等工業產品生產過程中，電石水解后產生的沉淀物，主要成份是氫氧化鈣。電石渣長期堆積不但占用大量土地，且對土地有嚴重的侵蝕作用。因此，國家環境保護部已將電石渣納入第Ⅱ類一般工業固體廢物，要求進行管理。目前，生產過程中產生的電石渣均是作為廢棄物處理，因此，處理這些電石渣廢棄物不僅需要花費大量的人力物力，還造成了資源的浪費。

發明內容

針對工業固廢處理難的問題，本發明將有色冶金渣、赤泥和電石渣按照一定比例混合制成球團，首先在氧化性氣氛下進行焙燒，然后在弱還原性氣氛下焙燒，無需經過破碎裝置，直接磁選即可得到磁性鐵產品，工藝簡單，成本低。

本發明提供的一種綜合利用工業固廢的系統，包括：

混合裝置，設有有色冶金渣入口、赤泥入口、電石渣入口和混合料出口；

成型裝置，設有混合料入口和球團出口，所述混合料入口與所述混合裝置的混合料出口相連；

氧化焙燒裝置，設有球團入口、氧化性氣體入口和氧化球團出口，所述球團入口與所述成型裝置的球團出口相連；

還原焙燒裝置，設有氧化球團入口、還原性氣體入口和碎裂球團出口，所述氧化球團入口與所述氧化焙燒裝置的氧化球團出口相連；

冷卻裝置，設有碎裂球團入口和粉化料出口，所述碎裂球團入口與所述還原焙燒裝置的碎裂球團出口相連；

磁選裝置，設有粉化料入口、磁性鐵粉出口和非磁性物質出口，所述粉化料入口與所述冷卻裝置的粉化料出口相連。

優選地，上述系統還包括：

第一破碎裝置，設有原料入口和粉料出口，所述粉料出口與所述混合裝置的有色冶金渣入口相連；

第二破碎裝置，設有原料入口和粉料出口，所述粉料出口與所述混合裝置的電石渣入口相連；

烘干裝置，設有原料入口和烘干料出口，所述烘干料出口與所述混合裝置的赤泥入口相連。

本發明還提供了一種利用上述系統制備磁性鐵粉的方法，包括如下步驟：

準備有色冶金渣、赤泥和電石渣使其達到合適粒度及水分；

將所述有色冶金渣、所述赤泥和所述電石渣送入所述混合裝置中混合均勻，獲得混合料；

將所述混合料送入所述成型裝置中制備成型，獲得球團；

將所述球團送入所述氧化焙燒裝置中，在氧化性氣氛中進行焙燒，獲得氧化球團；

將所述氧化球團送入所述還原焙燒裝置中，在弱還原氣氛下進行焙燒，所述氧化球團在還原的同時產生膨脹破裂，獲得碎裂球團；

將所述碎裂球團送入所述冷卻裝置中進行冷卻，所述碎裂球團在冷卻過程中進一步粉化，獲得粉化料；

將所述粉化料送入所述磁選裝置中進行磁選，獲得磁性鐵粉。

優選地，所述電石渣中的氧化鈣(CaO)分別和所述有色冶金渣中的硫(S)及二氧化硅(SiO₂)反應，和所述硫反應的氧化鈣與所述硫的摩爾比為(2-5)：1，和所述硅反應的氧化鈣與所述二氧化硅的摩爾比為(2.5-3)：1。

優選地，所述赤泥與所述電石渣的質量比為(3-6)：10。

優選地，所述球團在所述氧化焙燒裝置中的焙燒溫度為800℃-1200℃。

優選地，所述氧化球團在所述還原焙燒裝置中的焙燒溫度為600℃-1000℃。

優選地，所述氧化性氣氛中氧氣(O₂)的體積百分含量≥20％。

優選地，所述弱還原氣氛中一氧化碳(CO)的體積百分含量為2000ppm-5000ppm，氧氣(O₂)的體積百分含量為3％-7％。

優選地，所述有色冶金渣中鐵的質量百分含量≥40％。