[發(fā)明專利]一種赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰全組分協(xié)同利用的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210005430.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN114480859A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫增青;范曉慧;甘敏;陳許玲;季志云;黃曉賢;袁禮順;唐慶余;邢金鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/04
• 分類號(hào): C22B7/04;C22B7/02;C22B1/243;C22B1/08;C22B34/12;C22B13/02;C22B19/30;C22B23/02;C01G49/08;B03C1/015;C04B7/24;C04B7/28
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉

本發(fā)明公開了一種赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰全組分協(xié)同利用的方法。該方法是將包含赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰及固體燃料在內(nèi)的原料混合造團(tuán)，所得團(tuán)塊依次進(jìn)行干燥和焙燒，從煙氣中回收含有色金屬組分，余下固體焙燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎和粉磨后，采用磁選回收含鐵組分，磁選尾渣為鈣硅鋁體系，該方法通過高溫焙燒和磁選分離過程，實(shí)現(xiàn)了鐵礦燒結(jié)除塵灰中二噁英類污染物的降解，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰全組分的資源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰全組分協(xié)同利用的方法，具體涉及一種利用赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰通過高溫焙燒和磁選分離同時(shí)回收含有色金屬組分和含鐵組分以及得到高活性鈣硅鋁體系，實(shí)現(xiàn)赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰的協(xié)同無害化、資源化的方法，屬于危險(xiǎn)性廢物協(xié)同無害化、資源化綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中鋁土礦經(jīng)強(qiáng)堿浸出所產(chǎn)生的殘?jiān)?。?jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1噸氧化鋁會(huì)產(chǎn)生1～1.6噸赤泥。我國(guó)是氧化鋁生產(chǎn)大國(guó)，2020年產(chǎn)生赤泥8000余萬噸，綜合利用率不足10％。赤泥大量堆置不僅占用土地，同時(shí)其強(qiáng)堿性和高重金屬元素含量對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)階段關(guān)于赤泥中有價(jià)金屬回收多采用逐步提取的方法，流程長(zhǎng)、處理工序復(fù)雜、能耗高。

此外，我國(guó)2020年生產(chǎn)粗鋼10.65億噸。燒結(jié)作為鋼鐵生產(chǎn)的首道高溫工序，承擔(dān)著造塊和有害元素脫除的目的。燒結(jié)過程中產(chǎn)生的大量除塵灰富含氯、堿金屬、鐵、鈣等組元。因其氯及堿金屬含量高，難以在鋼鐵生產(chǎn)過程中直接消化回用。目前，燒結(jié)除塵灰多采用水洗預(yù)處理脫除其中的堿金屬和含氯組分，之后添加到燒結(jié)配料中進(jìn)行回用。水洗過程不僅消耗大量淡水資源，所得高鹽廢水處理難度大、產(chǎn)品附加值低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于赤泥及鐵礦燒結(jié)除塵灰產(chǎn)生量大、有毒有害組分含量高、資源化程度低的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰全組分協(xié)同利用的方法，該方法充分利用赤泥中鈦、鉛、鋅及鎳等有色金屬含量較高及鐵礦燒結(jié)除塵灰富含氯的組成特點(diǎn)，將赤泥及鐵礦燒結(jié)除塵灰通過高溫焙燒，能夠?qū)⒊嗄嘀械挠猩饘俎D(zhuǎn)化成沸點(diǎn)較低的氯化鹽組分，從而可以從煙氣中回收，同時(shí)赤泥中的鐵轉(zhuǎn)化成磁性鐵礦，可以通過磁選回收，而余下磁選固體殘?jiān)饕煞质歉呋钚缘拟}硅鋁體系，是優(yōu)良的水泥摻和料或堿激發(fā)材料的原料，同時(shí)高溫焙燒過程中實(shí)現(xiàn)鐵礦燒結(jié)除塵灰中二噁英類污染物的降解，實(shí)現(xiàn)赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰的同步無害化和全組分資源化，對(duì)資源循環(huán)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰全組分協(xié)同利用的方法，該方法是將包含赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰及固體燃料在內(nèi)的原料混合造團(tuán)，所得團(tuán)塊依次進(jìn)行干燥和焙燒，從煙氣中回收含有色金屬組分，余下固體焙燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎和粉磨后，采用磁選回收含鐵組分，磁選尾渣為鈣硅鋁體系。

本發(fā)明技術(shù)方案關(guān)鍵是在于利用赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰搭配進(jìn)行協(xié)同處理，利用鐵礦燒結(jié)除塵灰中氯鹽成分來對(duì)赤泥中的有色金屬成分進(jìn)行氯化揮發(fā)，使得赤泥中的有色金屬組份發(fā)生氯化反應(yīng)，生成低沸點(diǎn)有色金屬氯化物高效揮發(fā)進(jìn)入煙氣，在煙氣凈化單元實(shí)現(xiàn)對(duì)有色金屬組分的捕集，可以獲得高品位有色金屬組分，同時(shí)在高溫焙燒過程中通過控制焙燒條件，使得赤泥中弱磁性的Fe₂O₃還原成磁性的Fe₃O₄或金屬鐵，從而有利于磁選回收，此外，還利用高溫過程來鐵礦燒結(jié)除塵灰中二噁英的分解，而焙燒后的固相殘?jiān)饕M分為CaO-SiO₂-Al₂O₃，可用于水泥摻和料或堿激發(fā)材料原料，該方法實(shí)現(xiàn)了赤泥與鐵礦燒結(jié)除塵灰的同步無害化和全組分資源化。

作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述赤泥的鐵品位＞10％。具體來說赤泥為拜爾法、混聯(lián)法或燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)生的赤泥中至少一種。