[发明专利]一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金综合利用领域，具体涉及一种利用高温铁浴处理高铁赤泥的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝厂生产氧化铝过程中外排的固体废弃物，一般每生产1t氧化铝约产生0.8～1.8t赤泥，其综合利用率很低，目前我国的赤泥堆存量已累计达到2亿多吨，既占用大量土地，又造成环境污染和安全隐患。赤泥中含有较多的铁、铝等有价元素，尤其采用拜耳法生产氧化铝后外排的赤泥，普遍具有较高的铁含量（Fe₂O₃含量30%～70%），因而这种高铁赤泥的回收利用价值极高，首选便是回收其中的铁，有效处理高铁赤泥既减轻环保压力又可获得经济效益。但由于高铁赤泥中钠等碱金属以及氧化铝含量超标，一般不能直接用于常规高炉炼铁，目前在工业生产中尚不能大量利用。

现有的高铁赤泥处理方法中，主要是采用还原焙烧和磁选等方式回收其中的铁，例如中国专利CN102839249A《一种转底炉直接还原高铁赤泥生产铁精粉的方法》、CN102628097A《一种流化床还原磁化处理赤泥制备铁精粉的方法》、CN102626670A《一种回转窑还原磁化处理赤泥制备铁精粉的方法》等分别采用转底炉、流化床、回转窑等为主要工艺对赤泥进行还原焙烧，再进行磁选来回收铁。CN102851425A《一种高铁赤泥铁、铝、钠高效分离综合利用的方法》先使用转底炉直接还原再经过氧煤铁浴熔融炉进行渣铁分离来回收铁。CN102816880A《一种高铁赤泥炼铁提铝综合利用的方法》采用高炉为主要工艺，要求赤泥制备小球团复合烧结矿或球团矿，然后将其和焦炭在不低于400℃温度下分层热装入高炉，采用超氧甚至全氧鼓风进行冶炼的方法回收铁。CN102134646A《以铝业高铁赤泥为原料直接制备金属铁和铝精矿的方法》采用超细磨技术、CO精细还原技术、非熔态分离等多种技术，先还原再进行磁选回收铁。此外，还有如CN102329911A《低品位复杂难处理矿熔渣法制造粒铁的工艺》等一些专利采用转底炉等还原工艺将赤泥还原成海绵铁或粒铁等来回收铁等等。

目前的高铁赤泥处理方法中，大都需增加专门装置或设备，工序步骤多，致使工艺操作复杂化；或控制条件严格，能耗高、回收率低，导致成本增加，难以实现工业生产大规模应用。

发明内容

本发明旨在提供一种无需增加专门装置或设备，利用传统高炉炼铁工艺，便可实现低成本、简便高效分离高铁赤泥中铁、铝、碱金属，并直接回收和利用其中铁资源的高温铁浴处理高铁赤泥的方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种高温铁浴处理高铁赤泥的方法，其具体步骤为：

1、配料：

将高铁赤泥、含碳原料及添加剂按照添加剂4-10wt%、含碳原料中固定碳含量与所用高铁赤泥中铁氧化物、钠氧化物的氧元素总含量摩尔比为C/O=1.1~1.4的比例进行配料，并混合均匀；

2、造块：

将混匀后的混合料使用压球机或造球机制成直径5-40mm的赤泥团块，干燥备用；

3、高温铁浴：

在高炉出铁前或出铁过程时，将干燥的赤泥团块按每吨铁水不超过50 kg的加入量加入到铁水罐或铁水中，利用高温铁浴环境以及铁水的冲击、搅拌作用，使赤泥团块快速熔融还原；赤泥团块中的铁还原后熔于高温铁水，按正常作业供应后续炼钢；碱金属还原后随烟尘挥发排出，由除尘设备集中处理；铝氧化物及杂质熔于炉渣浮在铁水表面，按正常作业至炼钢工区脱硫扒渣后集中处理。

所述高铁赤泥的主要化学成分为：Fe₂O₃为30～70 wt%，Al₂O₃为5～30 wt%，Na₂O为0～10 wt%，其余为SiO₂、CaO及其它杂质。

所述含碳原料为煤粉或焦粉，其固定碳含量大于70wt%，硫含量小于1wt%。

所述添加剂为萤石粉，其CaF₂含量≥85 wt%。

所述赤泥团块的加入方式为从铁水沟、摆动流嘴处连续均匀加入铁水流，或者提前加入到铁水罐空罐中，然后再装入铁水。

本发明的有益效果为：

1.本发明方法工序流程短，简便易行，不需增加专门装置或设备，全部利用钢铁企业已有设备，同时不影响正常作业制度；

2.本发明方法充分利用高温铁水的热量和冲击、搅拌作用，为赤泥团块进行铁浴熔融还原反应提供了良好的热力学条件和动力学条件，可以高效分离赤泥中的铁、铝、碱金属，其中铁的回收率达到90%以上，并可直接供炼钢使用；