[发明专利]一种拜耳法赤泥还原焙烧提铁的方法

说明书

本发明公开了一种拜耳法赤泥还原焙烧提铁的方法，在赤泥中添加含氯化物作为离析剂、含钠化合物作为促进剂、含铁化合物作为成核剂、含钙类化合物作固硫剂和碳质还原剂，按照赤泥的质量计，含氯化物的添加剂量为3‑10wt％，含钠化合物的添加用量为5‑15％，含铁化合物的添加用量为3‑8％，含钙化合物添加用量为5‑12％，碳质还原剂添加用量为5‑15％。本发明采用还原焙烧赤泥的方法，使赤泥里面的铁还原成低价有磁性的物质，并在成核剂的作用下聚集在一起形成大颗粒的晶粒，经弱磁选出。该方法能显著地提高赤泥还原焙烧中的金属转化率和离析效果，从而达到了提高铁回收率或品位的效果。

技术领域

本发明涉及工业废料再利用及环保领域，具体涉及一种拜耳法赤泥还原焙烧提铁的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废弃物，其因氧化铁含量较高(一般介于10％-30％之间)，呈与赤色泥土相似的红色，故称赤泥。我国是世界最大的氧化铝生产和消费国，氧化铝产量约占世界35％-40％。目前氧化铝生产方法主要有拜耳法、烧结法和联合法三种,拜耳法工艺，每生产1t氧化铝排放赤泥1-1.5t。烧结法及联合法工艺，每生产1t氧化铝排放赤泥1.5-2.5t赤泥。截止2015年，全球赤泥堆存量超过35亿吨，并以每年1.2亿吨的速度增加。目前，我国每年赤泥排放量达到6000万吨，赤泥总堆存量超过6亿吨。其中氧化铝生产90％都采用拜耳法，铁矿石的分选主要采用磁选设备进行分离,但是,拜耳法赤泥中的铁多为弱磁性氧化铁Fe2O₃,即使采用磁场强度较高的磁选机进行回收,仍然不能达到理想效果。加上近年来钢铁价格不断下降,因此,在当前经济和技术条件下拜耳法赤泥提铁难以实现工业化。

赤泥碱性强、盐分含量高，其生态化处置及资源化利用一直受强碱性制约而难以有效进行，外排赤泥以堆存为主，堆存过程中存在多种环境风险。赤泥高碱性、高盐分、有机物含量低、植物营养物质匮乏等化学特性抑制了植物在堆场的生长，对堆场植被重建极为不利。赤泥颗粒细小、Na含量高，堆场表层返碱时有发生，形成的碱性粉尘污染空气(干法堆存的赤泥)，危害周边植物及堆场工作人员的安全。赤泥颗粒容重大、导水率低，赤泥坝上容易发生水涝。赤泥中Al、As、V等在强碱环境下迁移能力较大，Na+和Al³+浓度高，赤泥附液生物毒性强，一旦发生渗透对人体和植物的危害较大。到目前为止国内外一直还没有找到一种有效的赤泥利用途径。目前赤泥的主要处理方式是筑坝堆存，直接填海或者中和后填海。我国山东、河南、贵州、山西、广西等氧化铝厂，多处于内陆地区，采用平地高台、河谷拦坝、凹地充填等方法堆存赤泥。

拜耳法赤泥中含的铁往往会导致其他有用组分不能得以综合利用,因此把拜耳法赤泥中的铁提前收回，有利于其他组分的回收。目前国内外针对赤泥综合回收利用进行了大量研究，主体工艺主要集中在还原焙烧—碱浸和直接酸浸等。但回收拜耳法赤泥中的铁主要采用化学浸出法,这不仅消耗大量的酸、碱等化学试剂,而且,化学试剂易腐蚀损坏设备,对设备质量要求较高。由于赤泥成分复杂，存在包裹性、碱性、等问题，赤泥的无害化综合利用成为世界性难题。目前的处理方法均存在利用率不足或成本高、工艺复杂的缺点。因此，开发赤泥的可行性综合回收利用新技术，具有重大的意义。

赤泥中的铁由于晶粒特别细小，大部分都会被其他矿物包裹，尤其是被云母所包裹，若直接进行还原焙烧，则会存在两个比较明显的问题：首先是铁被赤泥中造岩矿物或其他矿物所包裹，难以进行解离和还原；接着就是由于赤泥中的铁由于晶粒过小，即使在焙烧中被还原成低价态的磁性氧化物，在磁选过程中也不能被磁选机分离出来。

发明内容

针对现有技术中赤泥难处理、利用率低，工艺复杂、易造成二次污染等的现状提出一种工艺简单、环境友好、高效的拜耳法赤泥还原焙烧提铁的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

将拜耳赤泥与离析剂、促进剂、成核剂、固硫剂、还原剂混合获得混合生料，将混合生料还原焙烧获得还原产物，还原产物经磁选获得铁精矿；