[發(fā)明專利]一種高鐵赤泥的處理方法及其高溫氣化熔融爐

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• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113073166A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 姜桂君;王洪強
• 申請（專利權）人: 山東海岱泉岳環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B1/248;C03C13/06;C04B7/147
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 王振一

本發(fā)明公開了一種高鐵赤泥的處理方法及其高溫氣化熔融爐，將高鐵赤泥、焦炭、石灰以及添加劑按照比例準備；將混勻后的混合料制成赤泥團塊；將干燥的赤泥球團從高溫氣化熔融爐頂部加入到爐中，在高溫底部用鼓風機吹入富氧空氣；赤泥中的氧化鋁、氧化硅、石灰等其他的氧化物和爐內的溶劑結合而成為爐渣；鐵水自爐底出水口間斷排出，爐渣自出渣口排出，煤氣通過除塵、脫硝脫硫處理進行再利用。本發(fā)明提供的高鐵赤泥的處理方法及其高溫氣化熔融爐，利用高溫氣化熔融爐直接還原赤泥中的鐵，達到除鐵的目的，同時利用高溫氣化方法除去赤泥中的Na₂O等堿性物質，產出的爐渣，可用于生產耐火材料、建筑材料等高附加值產品。

技術領域

本發(fā)明涉及高鐵赤泥技術領域，尤其涉及一種高鐵赤泥的處理方法及其高溫氣化熔融爐。

背景技術

高鐵赤泥時拜耳法氧化鋁生產過程中產生的工業(yè)固體廢棄物，主要成分是 SiO2、Fe2O3、Al2O3、Na2O、CaO等；因含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，故被稱為赤泥。赤泥的產出量因礦石品味、生產方法和技術水平的不同，大約每生產1噸氧化鋁要排放1.0～1.7噸赤泥。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展和鋁土礦石品位的降低，赤泥產出量將越來越大；目前我國的赤泥堆存量已累計達到8 億多噸；大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放。赤泥為含有大量堿性物質，隨著雨水的沖淋，赤泥中的堿性物質和其他有害元素會被溶出，導致地表地下水污染和土地鹽堿化；長期堆放，干燥后隨風飄揚，還會污染大氣。大量的赤泥既占用大量土地，又造成環(huán)境污染和安全隱患，因此赤泥的綜合利用正成為日益重要的研究課題，倍受國家各級部門重視。

赤泥中鐵含量一般在10％～70％，拜耳法生產氧化鋁排出的赤泥鐵含量達到30％-70％，因而這種高鐵赤泥的回收利用價值極高。另外除鐵除堿的后的爐渣，主要成分為氧化鋁、氧化硅等，是優(yōu)質的原材料，可以用來生產耐火材料、建筑材料、巖棉、高牌號水泥等。

目前的高鐵赤泥處理方法中，由于工序步驟多，工藝操作復雜；需要專門的設備投入大，同時由于條件嚴格，能耗高、沒有有效經濟效益，難以實現工業(yè)生產大規(guī)模應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供的一種高鐵赤泥的處理方法及其高溫氣化熔融爐，解決了如何處理高鐵赤泥的技術問題，利用高溫氣化熔融爐直接還原赤泥中的鐵，達到除鐵的目的，同時利用高溫氣化方法除去赤泥中的Na₂O等堿性物質，產出的爐渣，可用于生產耐火材料、建筑材料、巖棉、高牌號水泥等高附加值產品。

為此，本發(fā)明所采用的解決方案是：

步驟1：將高鐵赤泥、焦炭、石灰以及添加劑按照比例準備，焦炭和高鐵赤泥比例按照焦炭中碳含量和赤泥中鐵氧化物氧含量摩爾比為1:1.2-1:2配比，石灰的比例按照渣的堿度在1-2.5之間酌量加入，比例在5-30％，添加劑主要為螢石粉，并混合均勻；

步驟2：用壓球機或造球機將混勻后的混合料制成直徑10-60mm的赤泥團塊，干燥備用；

步驟3：將干燥的赤泥球團從高溫氣化熔融爐頂部加入到爐中，在高溫底部用鼓風機吹入富氧空氣，高溫下，焦炭中的碳和氧氣反應生產一氧化碳和氫氣；

球團隨著爐內熔煉等過程的進行而下降，在爐料下降過程中，和上升的一氧化碳和氫氣相遇，先后發(fā)生傳熱、還原、熔化，脫碳作用氧化鐵等金屬氧化物生成金屬鐵或者其他金屬；

赤泥中的氧化鋁、氧化硅、石灰等其他的氧化物和爐內的溶劑結合而成為爐渣，此階段鐵的金屬化率大于94％，Na₂O等堿性物質在此溫度揮發(fā)，隨著煤氣排出，達到除堿效果；

步驟4：鐵水自爐底出水口間斷排出，運往鋼廠或者鑄造生鐵，爐渣自出渣口排出，用于巖棉等生產，煤氣通過除塵、脫硝脫硫處理進行再利用。