[发明专利]一种赤泥深度还原提铁及二次尾渣制备胶凝材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，特别是涉及一种利用拜耳法赤泥深度还原提铁及二次尾渣制备胶凝材料的方法。

背景技术

赤泥是制铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后，残留的一种红色粉泥状强碱性固体废料。由于矿石的品位、生产方法与技术水平的不一样，不同厂家的赤泥产量也随之不同，一般来说，每生产1t氧化铝将产生1.0～2.5t赤泥。据不完全估计，目前全世界每年排放赤泥量约6000万t，但其利用率仅为15%左右，迄今为止仍未找到可大量利用赤泥的有效途径。由于大量赤泥不能得以回收利用，大多采用堆场湿法存放、直接填海、中和后填海，或脱水干化后进行简单处理。赤泥的堆放不仅占用大量土地，且其堆场建设和维护费用也很高昂，同时还破坏了周边的环境，带来一系列的环境污染与生态破坏问题，增加了铝工业的环保压力，已成为影响我国铝工业可持续发展的棘手问题。我国属铁资源短缺国家,随着钢铁工业的快速发展,铁矿资源日益紧张,价格不断大幅上涨。拜耳赤泥的一般含铁量约为10%～45%,这部分铁随赤泥一起排放，不仅污染环境，而且造成资源的巨大浪费。因此,研究高铁拜耳赤泥中铁资源的回收和综合利用就具有很重要的战略和现实意义。

发明专利“氧化铝赤泥选铁工艺”（公布号CN101254481A），采用赤泥浆料加水预混，通过螺旋流槽分选出精矿浆料、中矿浆料和尾矿浆料，精矿浆料通过摇床分流出铁粉浆料，中矿浆料经球磨机球磨破碎后，也进入摇床随精矿浆料一起进行分流。该方法可回收部分三氧化铁和四氧化三铁，但是铁回收率偏低，只有6～8%，选铁后仍产生大量的二次尾渣，不利于赤泥的综合利用。发明专利“一种利用拜耳法赤泥砂生产铁精矿的方法”（公布号CN101831560A），将磨矿分级后的赤泥砂和烧碱溶液混合后进行溶出反应，并在反应完毕后进行固液分离；将固液分离后得到的固体用蒸馏水进行洗涤后进行磁选获得铁精矿。该方法铁回收率可以达到90%以上，但是需要用大量的烧碱并产生大量的强碱性废水，后续处理困难。发明专利“一种从氧化铝生产废弃物赤泥中回收铁的方法”（公布号CN103074456A），其特征在于将赤泥制成球团，然后利用高炉煤气燃烧的热量进行烘干并与焦炭、石灰石、白云石按比例混合，在高炉中进行直接熔炼，最后通过渣铁分离得到金属铁和炉渣。该方法赤泥球团用高炉进行直接熔炼，熔炼温度高，耗能大，对于低品位含铁赤泥经济上不合理，另外，所用的还原剂焦炭用量为20～30%，焦炭用量大，进一步增加了生产成本。

发明内容

本发明在解决回收赤泥大量残存铁的同时，利用二次尾渣制备胶凝材料，变废为宝，既实现了赤泥铁资源的回收又可解决赤泥堆存问题。

一种赤泥深度还原提铁及二次尾渣制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：

（1）深度还原配料：将拜耳法赤泥于100℃～150℃条件下烘干，然后破碎到-2mm，然后与还原剂（粒度-2mm）及助剂均匀混合,得到深度还原混合料.其中还原剂的加入量为赤泥质量的10～30%，助剂的加入量为赤泥质量的5～15%。

（2）还原：在氧化气氛窑炉中或还原气氛窑炉中进行深度还原；在氧化气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤（1）所得的深度还原混合料装入密闭的窑具容器，将装好物料的密闭的窑具容器放入氧化气氛窑炉中，经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程；物料在氧化气氛窑炉中高温保温还原的温度为1150℃～1350℃，混合料在此温度进行深度还原，保温时间为1～10小时；在还原气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤（1）所得的深度还原混合料压成料块或料球直接铺放与窑炉底部，料层的厚度为10～30mm，然后经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程；物料在还原气氛窑炉中高温保温还原的温度为1150℃～1350℃，混合料在此温度进行深度还原，保温时间为0.3～3小时。

（3）冷却卸料：对于氧化气氛窑炉，待装满还原物料的窑具容器冷却后，将深度还原后的物料连同密封窑具容器一起从窑炉中取出，并卸下物料；对于氧化气氛窑炉，待还原物料冷却后，将深度还原的物料直接从窑炉中卸出。

（4）磨矿与弱磁选：将步骤（3）卸出的还原物料装入磨机中进行湿法磨矿，磨矿浓度为50%～70%，磨矿粒度为-0.050mm占50%～80%；将湿法磨矿得到的矿浆置于磁场强度为100～200kA/m条件下进行磁选，回收被还原的金属铁及少部分磁性铁，获得的还原铁粉铁品位≥90%、铁回收率≥90%。