[发明专利]一种高铁赤泥强磁预选-深度还原熔炼的方法

说明书

本发明公开了一种高铁赤泥强磁预选‑深度还原熔炼的方法。本发明首先采用一段湿式强磁选对赤泥进行预选，预选精矿铁品位TFe≥40％，预选精矿配入一定量的煤和石灰，混合后加入回转窑中，在1050～1300℃下进行还原焙烧，将部分铁氧化物还原为金属铁；从回转窑出来的高温炉料直接加入深度还原炉，在1300～1500℃下铁矿物全部还原为金属铁，同时炉料熔化并完全渣铁分离。本发明能够高铁赤泥的铁铝得到有效回收，最终铁回收率>95％,氧化铝浸出率>87％。

技术领域

本发明涉及矿物加工及冶金技术领域，具体涉及一种高铁赤泥强磁预选-深度还原熔炼的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中排出的工业固体废弃物，赤泥中含有一定量的铁和铝，且由于产量巨大，含有的有价元素总量也十分可观。目前我国每年赤泥排放量超过7000万吨，累计堆存的赤泥已经超过3.52亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产生量还将不断增加。赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。许多学者对赤泥的利用和减量做了大量研究，赤泥颗粒非常细，比表面积很大，作为吸附剂使用效果较好，但工业用量太少。如今能够大批量利用赤泥的方法一般是将赤泥作为结构材料，但由于赤泥碱性较强且难以脱碱，作为结构材料在建材领域利用时，容易出现泛霜现象。因此，研发创新性工艺和技术以实现赤泥的综合开发利用意义重大。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提供一种高铁赤泥强磁预选-深度还原熔炼的方法，首先通过一段湿式强磁选对赤泥进行预选，再进行深度还原，目的是使铁铝有效得到回收，最终铁回收率>95％,氧化铝浸出率>87％。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

(1)首先采用一段湿式强磁选对高铁赤泥进行预选，预选磁场强度为636.62kA/m～795.77kA/m，得到的预选精矿铁品位TFe≥40％，SiO₂质量分数≤5％；

(2)预选精矿配入一定比例煤粉和石灰，得到混合物料后加入回转窑进行还原焙烧，将预选精矿的部分铁氧化物还原为金属铁，控制焙烧时间使预选精矿经还原焙烧后铁的金属化率≥50％，得到高温炉料；

(3)将高温炉料加入深度还原炉，进行升温熔化与再还原，使炉料中的铁氧化物全部还原成金属铁，并实现渣铁分离，其中铁回收率>95％，还原产生的生铁铁水从深度还原炉铁水出口排出，产生的铝酸钙炉渣从排渣口排出；

(4)铝酸钙炉渣排出后进行冷却，炉渣在冷却中自粉为疏松的粉末，即为高活性自粉铝渣，采用碳酸钠溶液浸出，浸出后得到铝酸钠溶液；

(5)浸出得到的铝酸钠溶液通入含CO₂的回转窑尾气，进行搅拌使铝酸钠分解为Al(OH)₃析出，实现铝回收。

其中，所述的石灰的加入量使混合物料中n(CaO)/n(Al₂O₃)≥1.73。

所述的煤粉加入量为配碳比为0.8～1.0。

所述的步骤(2)中的还原焙烧温度为1050～1300℃。

所述的步骤(3)中的升温熔化与再还原温度为1300～1500℃，时间为35～70min。

所述的深度还原炉产生的铁水铁质量分数≥93％。

所述的铝酸钙炉渣的主要相成分为12CaO·7Al₂O₃(C12A7)和2CaO·SiO₂(C2S)。

所述的铝酸钙炉渣排出后进行冷却的冷却速度控制在4～6℃/min，降到1200℃后在冷却罐中自然冷却。