[发明专利]一种对赤泥进行磁化焙烧‑磁选的方法

说明书

技术领域

本发明涉及赤泥回收技术领域，更具体涉及一种对赤泥进行磁化焙烧-磁选的方法。

背景技术

赤泥为氧化铝生产中排出的红褐色粉泥状的固体废渣，一般平均每生产1吨氧化铝会产生1～2吨以三氧化二铁等不溶物为主的赤泥。目前，国内外对赤泥的处理方式主要为筑坝堆存，我国是世界第四大氧化铝生产国，累积赤泥堆存量已高达2亿多吨，不仅占用大量的土地，消耗大量的筑坝基建和维护费用，造成了资源的二次浪费，同时也带来了严重的环境污染问题，严重的制约了铝工业的可持续发展。对现存赤泥进行有效处理，开发赤泥的可行性利用新技术，促进资源的二次利用，具有重大的经济和社会意义。

赤泥中含有大量的铁元素，主要以三氧化二铁的形式存在，从赤泥中高效回收铁不仅有利于缓解我国钢铁行业对铁矿需求的压力，又可以有效的实现资源的回收利用，是近年来赤泥综合利用的研究热点，具有重大的现实意义。磁选是回收铁的重要手段，然而由于赤泥中含有的赤铁矿磁性相对较弱，仅用物理选矿技术难以达到很好的回收效果。美国专利文件US2015203362(A1)公开了一种从铝土矿渣(赤泥)中回收磁铁矿的方法，该方法首先将赤泥中和、干燥后，采用CO或煤为还原剂，在焙烧温度700～1100℃的条件下使赤泥中大部分Fe₂O₃转化为Fe₃O₄和/或单质Fe，焙烧过程中通入CO₂保证反应体系中CO/CO₂体积比为1:1～2:1，焙烧完成后，焙烧渣通过磁选可得到回收率80％～90％的铁精矿。中国专利文件CN104818381A公开了一种从拜耳法赤泥中回收铁的方法，该方法采用碳粉为还原剂，用量为赤泥质量的0.5～2倍，在焙烧温度为600～1000℃条件下焙烧10～60min，实现赤泥中铁氧化物的磁化，使赤泥中弱磁性的Fe₂O₃转化为Fe₃O₄和单质Fe，焙烧矿依次进行水淬、自然沉降和离心处理得到沉淀，然后将所得沉淀和去离子水混合均匀后置于磁选强度为0.5～1.2T的磁选机中进行磁选，得到铁品位大于55％，回收率大于90％的铁精矿。中国专利文件CN103290207A公开了一种赤泥综合回收利用铁和铝的方法，该方法对造球后赤泥预热后进行煤基回转窑直接还原，还原过程按C/Fe质量比0.4～1.0添加还原煤，预热温度为900～1100℃，预热时间10～30min，还原温度1000～1200℃，还原时间60～180min，焙烧后产品进一步通过破碎、磨矿、磁选得到铁含量大于90％，铁回收率大于等于85％的直接还原铁粉。Wang Chao-Liu等对铁品位为19.55％的赤泥进行直接还原制备海绵铁的研究，确定了其最优工艺条件为碳粉用量18％，添加剂用量为6％，焙烧温度1300℃，反应时间110min。在此条件下，可以获得铁品位为88.77％和回收率81.40％的铁精矿，尾矿可用于建筑材料(Liu W,Yang J,Xiao B.Application of Bayer red mud for iron recovery and building material production from alumosilicate residues[J].Journal of hazardous materials,2009,161(1):474-478.)。梅贤恭等以拜耳法赤泥为原料，进行了煤基直接焙烧制备金属铁的研究，将赤泥、A型催化剂、煤混匀焙烧后可成功制备海绵铁，经磁选后得到铁品位90％以上，铁回收率94％的铁精矿，但这种方法仅仅适用于铁含量相当高的赤泥(梅贤恭,袁明亮，左文亮等.高铁赤泥煤基直接还原中铁晶粒成核及晶核长大特性[J].中南矿冶学院学报,1994,25(6):696-700。综上所述，虽然在一定程度上可实现赤泥中铁的回收，获得指标较好的铁精矿，但普遍存在还原剂用量大、焙烧温度高、适用范围窄等问题，且设备要求高、工艺经济性不高，难以实现大规模的推广应用。还有学者采用选择性疏水团聚-磁种法从赤泥中回收铁，虽铁精矿较赤泥中铁有较大的提升，但品位仍然低于50％，不能直接作为工业炼铁的原料(徐淑安,邵延海,熊述清,等.疏水团聚-磁种法回收赤泥中微细粒铁矿试验[J].矿产综合利用,2015(6):62-66.)。为了降低赤泥磁化焙烧能耗及焙烧成本，Xiang Qing-fang等采用锯木屑、甘蔗渣等生物质类作为还原剂还原焙烧赤泥，然后磁选回收铁，结果发现生物质类还原剂在低温(350℃)下可以使赤泥磁化，但还原效果并不理想(Xiang Q,Liang X,Schlesinger M E,et al.Low-temperature reduction of ferric iron in red mud[J].Light Metals,2001,157-162)。总之目前急需对赤泥进行开发利用的新技术。