[發明專利]赤泥綜合回收低熔點金屬、鐵、釩及熔融渣水泥化的方法

在審

• 申請號: 201910291207.1
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110066923A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 張廷安;王艷秀;豆志河;呂國志;劉燕;張子木;王坤;趙秋月;傅大學;張偉光
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B7/02;C22B26/10;C22B58/00;C22C33/08;C22B34/22;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: 寧佳

本發明的赤泥綜合回收低熔點金屬、鐵、釩及熔融渣水泥化的方法，工藝步驟為：將脫水干燥赤泥與固態碳質還原劑和造渣劑混和，不經燒結直接噴吹到渦流攪拌熔融還原高溫爐漩渦中心，并在1400～1600℃下渦流攪拌熔融還原10?60min；得到含釩水和熔融渣分別溢流分離；含釩鐵水經氧氣吹煉，分離出釩渣和鐵水；鐵水加入鉻鐵、錳鐵直接冶煉成鑄鐵型耐磨合金；低熔點金屬鈉、鉀、鎵在還原過程進入煙氣收塵回收；熔融渣在渦流攪拌高溫爐中調整組成使其符合水泥要求后，冷卻、破碎、研磨直接成為水泥熟料。本發明的低熔點金屬鈉、鉀、鎵的總回收率達95％以上，鐵回收率達到90％以上，釩的回收率達到90％以上，赤泥利用率達100％。

技術領域：

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及赤泥綜合回收低熔點金屬、鐵、釩及熔融渣水泥化的方法。

背景技術

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。

另一種是從赤泥中提取有Na、Al、Fe、Ti等有價金屬元素。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；

陳環月等發明的“一種從赤泥中分選提鐵除鈉的方法，申請號CN108686828A”將赤泥通過粉碎或球磨制成以微細顆粒為主的微細赤泥料，對微細赤泥料進行分級，將微細赤泥料中粒徑小于5微米的微細顆粒中的10～98％分離出來，分離出來的粒徑小于5微米的微細顆粒產品為以鈉硅渣和鈣硅渣為主的產品，其中氧化鈉含量大于10％，分級后剩余的赤泥料為鐵礦產品，其中氧化鐵含量大于30％。

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提取率低、元素富集產品純度低無法直接利用等問題。因此盡管氧化鋁工業關于赤泥利用的研究眾多，目前赤泥的堆存問題仍然未能得到妥善解決。

發明內容

為了解決上述技術的不足，更好的實現赤泥的綜合利用，本發明提供赤泥綜合回收低熔點金屬、鐵、釩及熔融渣水泥化的方法，即將脫水干燥的赤泥與固態碳質還原劑和造渣劑在高溫下渦流還原生產鐵、釩合金，經氧氣吹煉后分離出釩渣和鐵水產品，低熔點金屬(鈉、鉀、鎵)在還原過程進入煙氣回收，熔融渣在高溫下調整組成，經緩冷、破碎、研磨直接成為水泥熟料。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：