[發明專利]一種赤泥在鐵水預處理中資源化利用的方法

在審

• 申請號: 201910443315.6
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110157902A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 張波;劉承軍;姜茂發
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B1/248
• 分類號: C22B1/248;C21C7/00;C21C7/064;C22B1/16;C22B1/24;C22B1/245
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

本發明屬于赤泥資源化綜合利用技術領域，提供了一種赤泥在鐵水預處理中資源化利用的方法，該方法把赤泥和蘭炭混合均勻后造球，在850～1200℃還原焙燒制成金屬化球團；金屬化球團磨細后加入石灰、鋁土礦、鋁灰混合均勻；將混合物料在鐵水預處理KR攪拌過程中噴入鐵水熔池，赤泥還原后金屬鐵熔化進入鐵水，剩余物料形成的熔渣被鐵水中的碳、硅及鋁灰中的金屬鋁深度還原，還原渣對鐵水的脫硫效果顯著。本發明可實現赤泥中鐵的回收利用，同時利用赤泥中剩余物質進行鐵水預處理脫硫，方法簡單易行，赤泥處理量大，環境效益和經濟效益顯著。

技術領域

本發明屬于赤泥資源化綜合利用技術領域，特別涉及一種赤泥在鐵水預處理中資源化利用的方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁生產過程中產生的廢渣，大約每生產1噸氧化鋁要排放1.0～1.8噸的赤泥。我國是世界氧化鋁生產大國，每年排放的赤泥在三千萬噸以上。目前國內外氧化鋁廠大都將赤泥輸送堆場，筑壩濕法堆存，或將赤泥干燥脫水和蒸發后干法堆存。赤泥的堆存不但占用大量的土地，還易使大量廢堿液滲透到附近農田，造成土壤堿化、沼澤化，污染地表地下水源，裸露的赤泥形成的粉塵隨風飛揚，污染大氣。此外，赤泥中的許多可利用成分不能得到合理利用，造成了資源的二次浪費。

赤泥中通常含有大量的氧化鐵，如能將其回收應用于鋼鐵冶煉，將大大降低鐵礦石消耗。申請號為2005102004559.X的中國專利公開了一種從赤泥中回收鐵的方法，將赤泥與煤、海綿鐵粉混合，擠壓成型后與工業煤一同加進回轉窯還原焙燒，冷卻后磁選分離得到海綿鐵粉，并將其與粘結劑和生石灰混合后制備海綿鐵球塊產品，產品中T.Fe≥87％。該法還原焙燒時間長(4～6小時)，且渣鐵分離不徹底，產品中雜質較多。申請號為201010561605.X的中國專利公開了一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法及設備，把赤泥、煤粉、石灰、粘結劑按比例均勻混合，并壓制成球，經烘干、轉底爐熔融還原、粉碎后，磁選分離出鐵和鋁硅渣。該法冶煉得到的球鐵和塊鐵混合物中Fe：98～99.5％，渣鐵分離徹底，產品質量高，但熔融還原溫度達到1400～1550℃，能耗高。現有的赤泥中鐵資源的回收利用方法多存在能耗高、渣鐵分離不徹底、除鐵渣的利用率低等問題。

脫硫是煉鋼過程的重要任務之一。鋼中硫含量高，會造成鋼的“熱脆”性。鐵水預處理是煉鋼脫硫的重要工序，通常采用KR法攪拌脫硫，是將澆注耐火材料并經過烘烤的十字形攪拌頭浸入鐵水一定深度，借其旋轉產生的漩渦，脫硫劑由給料器加入到鐵水表面，并被旋渦卷入鐵水中與鐵水充分接觸反應，達到脫硫目的。目前常采用CaO-CaF₂系熔渣進行鐵水預脫硫，其中CaF₂的主要作用為降低熔點，但該法氟污染嚴重。赤泥中含有Al₂O₃、Na₂O等氧化物，對熔渣熔點的降低能起到有利的影響，因此除鐵后的赤泥可以在鐵水預處理過程中代替CaF₂使用，實現渣的無氟化，減少了環境污染。

如果能充分而有效的利用赤泥中的鐵，能在一定程度上緩解鋼鐵冶煉過程中鐵礦石的成本壓力。實現赤泥在煉鋼生產中的應用，部分代替脫硫劑，更能再一定程度上降低鋼鐵冶煉成本。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種赤泥在鐵水預處理中資源化利用的方法。該方法把赤泥和蘭炭混合均勻并造球后進行還原焙燒；焙燒所得金屬化球團磨細后加入石灰、鋁土礦或鋁灰混合均勻；將混合物料在鐵水預處理KR攪拌過程中噴入，利用鐵水的高溫使混合物料中的金屬鐵快速熔化進入鐵水，剩余氧化物形成的熔渣被鐵水中的碳、硅及鋁灰中的金屬鋁深度還原后具備較高的硫容，在攪拌槳的強力攪拌作用下，熔渣與鐵水劇烈反應，鐵水脫硫效果顯著。

本發明的技術方案：

一種赤泥在鐵水預處理中資源化利用的方法，該方法包括以下步驟：

(1)準備赤泥和蘭炭作為原料，赤泥中鐵氧化物中的氧與蘭炭中的碳的摩爾比為1：1.1～1.5，將原料加水混合均勻后造球，再烘干去除水分，獲得含碳球團；