[發明專利]高鐵高鈦赤泥生產鈦鐵合金副產水泥熟料的方法

在審

• 申請號: 201910291206.7
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110066922A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;王艷秀;呂國志;劉燕;王坤;牛麗萍;趙秋月;傅大學
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B34/12;C22C33/08;C21B13/00;C04B7/147
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種高鐵高鈦赤泥生產鈦鐵合金副產水泥熟料的方法，按以下步驟進行：(1)準備原料鈣化?碳化法處理后的高鐵高鈦赤泥；(2)原料干燥獲得脫水原料；脫水原料與固態碳質還原劑和造渣劑混料制成混合料，噴吹到渦流攪拌高溫爐的漩渦中心進行渦流攪拌還原；(3)還原后形成的含鈦鐵水與熔融渣分層，并進行連續溢流分離；向分離出的含鈦鐵水加入鉻鐵和錳鐵直接冶煉成含鈦鑄鐵型耐磨合金；(4)熔融渣調整組分后，經空冷至常溫，破碎和研磨制成水泥熟料。本發明的方法鐵和鈦的還原率高；尾渣完全用于生產水泥熟料，赤泥利用率達100％。

技術領域

本發明涉及環境保護領域，具體涉及一種高鐵高鈦赤泥生產鈦鐵合金副產水泥熟料的方法。

技術背景

赤泥是以鋁土礦為原料制取氧化鋁或氫氧化鋁后所產生的強堿性固體廢物。目前，全球赤泥儲量估測已經超過30億噸，并且每年大約以1.2億噸的速度增長，世界赤泥平均利用率為15％；中國赤泥累計堆存量已增長至6億噸，并且每年大約以1億噸的速度增長，中國赤泥利用率僅為4％。大部分赤泥仍然采取陸地堆存的方法處置。赤泥堆存不僅浪費了二次資源、占用大量土地，而且破壞了赤泥堆場的周邊環境，帶來了嚴重的環境問題，致使鋁工業的環保壓力劇增。赤泥堆存的環境風險早已引起了各氧化鋁生產國政府及企業的重視，解決赤泥問題的關鍵是研發赤泥綜合利用技術。

為實現赤泥的高效利用以及有價元素提取，我國鋁工業進行了大量的研發工作，現有的赤泥利用技術一般可分為兩種：一種是作為一般性工業原料整體利用，如趙廣明等人發明的“一種利用赤泥生產水泥熟料的方法”(申請號：CN201210031710.1)，是向脫堿赤泥中添加脫堿石膏和粉煤灰，將以上三種材料在攪拌罐中混合均勻，同時加水將其濃度調整至30％。使用板框式高壓壓濾機壓濾至固體混合物含水量低于25％，然后送入轉窯內煅燒成水泥熟料；王文舉等人發明的“一種鋁工業工藝廢渣全部轉型為生態建筑材料的工藝與方法”(申請號：CN200710105971)，利用鋁工業在生產過程中所產出的固體廢物赤泥(燒結法、拜耳法)、鍋爐爐渣、選礦尾礦、化灰渣、煤氣發生爐渣、污泥六種廢渣自身的物質屬性，通過干燥、粉碎、合理配比、加工成型(碾壓、擠壓)固結或燒結工藝，轉化為新型的路用材料和建筑墻體材料。

也有從赤泥中提取有Na、Al、Fe、稀有金屬等有價金屬元素的技術；婁東民等發明的“一種拜耳法赤泥的脫堿方法”(申請號：CN201810572642.7)先對赤泥進行磨制，使赤泥的表面更新，然后再對經過表面更新處理的赤泥與石灰乳混合后進行脫堿反應，經過脫堿反應后的赤泥漿液進行洗滌、液固分離，可以獲得含堿的溶液，返回氧化鋁生產流程，分離后低堿含量的赤泥送赤泥大壩堆存；

董紅軍等發明的“從赤泥中綜合回收鐵、鋁、鈧、鈦、釩等有價金屬的方法，申請號CN201410121083.X”將赤泥與還原劑混合進行還原焙燒，使Fe₂O₃轉化成Fe₃O₄，通過磁選得到磁性鐵精礦和非磁性產品，非磁性產品經過氨水溶出氧化鋁，洗滌渣與水配成礦漿，作為吸收劑，吸收燃煤煙氣中的SO₂，向洗滌渣中加入高濃酸進行酸解，溶出鈧、鈦于酸解液中，過濾出酸解渣后，向酸解液加入偏鈦酸晶種,鈦以偏鈦酸的形式通過水解析出，提取了鈦以后的酸解液用13％P204、7％TBP和80％煤油作為萃取劑，萃取溶液中的鈧，萃取鈧后的溶液加入氨水中和，用19％P204、8％TBP和73％煤油做萃取劑萃取得到釩。

赤泥作為一般性工業原料整體利用時存在赤泥堿性制約、產品價格低、收益差等問題；分別提取有價元素的方法又大多存在處理工藝流程過長、廢水量大、尾渣無法得到利用等問題；張廷安等發明的“一種消納赤泥的方法”(申請號：CN201110275030.X)將拜耳法赤泥與熟石灰混合，進行鈣化脫堿后，向容器內通入CO₂得到主要成分為硅酸鈣、碳酸鈣以及氫氧化鋁的碳化渣，最后使用氫氧化鈉溶液或鋁酸鈉溶液提取氫氧化鋁，通過鈣化轉型和碳化轉型改變赤泥的結構和組成，從而得到以硅酸鈣和碳酸鈣為主要物相的鈣化-碳化赤泥。

發明內容