[发明专利]一种赤泥的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于赤泥综合利用的技术领域。具体涉及一种利用电熔还原赤泥制备硅铁合金和铝酸钙材料的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物，一般每生产一吨氧化铝大约产出1.0～1.7吨赤泥。据不完全估计，全世界每年排放赤泥约6000万吨。我国是世界第4大氧化铝生产国，累积赤泥堆存量已高达4100万吨。大量的赤泥露天堆存，占据农田和山丘，尘土飞扬，造成环境和大气污染，赤泥的PH很高，其浸出液约为12.1～13.0。赤泥中的碱液随雨水渗入地层造成地下水源的污染。但目前赤泥的利用率仅为15％左右，迄今为止还尚未找到大量利用赤泥的有效径。

近年来，赤泥的综合利用已经引起国内外的普遍重视，有关赤泥应用的研究包括：用赤泥作橡胶和塑料的填料、用赤泥作为铺路材料、制备免烧赤泥粉煤灰砖、制碱矿渣-赤泥水泥、将赤泥应用于水泥混凝土的研究。其中大多数的研究都是因为利用量少、效率不高或经济成本高而难以投入产业化。如：

利用赤泥生产水泥的研究(任冬梅、毛亚南.赤泥的综合利用[J].有色金属工业，2002，[5]：57-58)，由于赤泥含碱量高，赤泥配比受水泥含碱指标制约，使赤泥作为生产水泥原料的应用受到了很大限制，赤泥的综合利用率仅为35％～50％，利用率较低。

炭还原赤泥中的铁，经磁选工艺回收的方法(廖春发，姜国平等.从赤泥中回收铁的工艺研究.中国矿业.第16卷第2期.2007年2月)，但由于赤泥中大量的SiO₂，Al₂O₃，CaO等物质没有充分利用，且成本较高，利用率低，难以实现赤泥的全面综合的利用。

发明内容

本发明的任务是提供一种应用范围广泛、利用率较高、附加值高、工艺简单的赤泥综合利用的方法。

为完成上述任务，本发明采用的技术方案是：将赤泥质量的7～75％的焦炭或无烟煤、赤泥质量的0～16％的含钙化合物或0～645％的含铝化合物加入赤泥中；混合后置于电炉中，然后在1400～1800℃条件下熔融还原，保温0.5～4小时，自然冷却后破碎分离。

赤泥的主要化学成分是：SiO₂为10～23wt％、Fe₂O₃为7～40wt％、Al₂O₃为6～20wt％、CaO为3～45wt％wt、MgO为0.5～3wt％，K₂O为0.1～0.5wt％，Na₂O为2.0～11wt％，TiO₂为1～6wt％，烧失为8～12wt％。

其中：含钙化合物或为石灰石、或为氢氧化钙；含铝化合物或为矾土、或为粘土熟料；电炉或为电弧炉、或为感应炉。

由于采用上述技术方案，本发明通过高温熔融还原赤泥。在高温条件下，赤泥中的SiO₂和Fe₂O₃被还原成的硅铁合金、Al₂O₃和CaO生成铝酸钙，Na₂O和K₂O在高温下挥发，经精炼冷却沉淀，破碎分离得到硅铁合金和铝酸钙材料。所制备的铝酸钙材料既可作为铝酸钙耐火材料，又可用做钢铁工业中的预熔渣，硅铁合金可做为炼钢的脱氧剂和合金剂，应用范围广，附加值高，达到了赤泥的高效综合利用。故本发明具有应用范围广泛、利用率较高、附加值高、工艺简单的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，仅对本发明作进一步的描述，而不是对本发明保护范围的限制。

实施例1

一种赤泥的综合利用方法。先将赤泥质量的9～11wt％的焦炭与赤泥混合后置于电弧炉中，在1400～1500℃条件下使混合物熔融，保温0.5～1小时，上层为铝酸钙材料，下层为硅铁合金；然后经自然冷却后破碎、分离，得到铝酸钙和硅铁合金块。所得的铝酸钙材料主要物相为CA₂和CA₆。