[发明专利]基于水溶液对水化钙铁榴石进行还原预磁化方法

说明书

一种基于水溶液对水化钙铁榴石进行还原预磁化方法，属于赤泥回收领域。该方法为：将赤泥经高压水化处理产生的固废物水化钙铁榴石与水混合后倒入高温高压反应釜中，密闭；通入惰性气体排空空气后，再通入高压强还原气体至压强P，升温至80℃～260℃，恒温恒压还原进行预磁化，得到预磁化后的水化钙铁榴石；压强P为1.0P≤3.0atm；预磁化时间≥30min；还原预磁化结束后，将高温高压反应釜降压至常压，通入惰性气体，稀释至还原气体至空气中安全含量值以下；对得到的预磁化后的水化钙铁榴石进行磁选分离，铁的分离率在65％～70％。该方法实现了赤泥高压水化处理后产生的水化钙铁榴石的利用，操作简单，产物附加值高。

技术领域

本发明涉及赤泥回收技术领域，具体涉及一种基于水溶液对水化钙铁榴石进行还原预磁化方法。

背景技术

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中的工业固体废物，一般每生产1t氧化铝就产生1.0～1.8t赤泥。因含有游离态纯三氧化二铁而显红色，故称为赤泥。现有工艺(拜耳法或烧结法)产生的赤泥中含有大量的Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O，具有强碱性(按质量比氧化钠：氧化硅≈1.0左右)特点。处置方法主要在堆场长期堆放，不但需要一定的基建费用，而且占用大量的土地，大量有价金属矿以及丰富的碱液得不到合理利用，且污染环境，造成土地碱化、污染地下水。赤泥的综合利用，虽然有许多人进行过研究，诸如用于建筑材料领域用作建筑添加剂，也有用于生产水泥、砖、瓷砖、绝缘砖、微孔硅酸钙等建筑材料。但是由于在制作水泥过程中要添加含钙硅酸盐，微量解离出来的钙离子会促进赤泥中Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O中钠离子的析出使上述开发的材料应用过程中存在返碱的问题，返碱导致很多问题，使这些由赤泥制备的材料无法实际应用。

有人采用高压水化方法将现有工艺产生的赤泥进一步处理，产物为水化钙铁榴石(3CaO·Fe₂O₃·nSiO₂·mH₂O(n＝1-2))，这种水化钙铁榴石含“碱”量低(钠硅比0.002(氧化钠和氧化硅质量比))，含铁量高(全铁质量含量≥20％)。尽管该产品解决了赤泥含碱量高的问题，但仍无法得到有效应用。这是因为该水化钙铁榴石含氧化硅和水量高无法应用到炼铁；而相对于陶瓷材料来说其含铁量却又太高(水泥要求全铁含量≤7％)，也无法应用到建筑材料。此外，该水化钙铁榴石是带有结晶水的氧化钙、氧化硅、氧化铁复合物，其中的氧化铁的活性低，不像传统赤泥中三氧化二铁那样以游离态纯物质形式存在，也无法通过像赤泥那样还原预磁化后进行磁选将其直接分离。然而该水化钙铁榴石颗粒细小(颗粒尺寸20微米)，表面能大、活性高。若能将其颗粒小，表面能大、活性高和含铁高的特点充分利用，将对其综合利用价值有很大的提高。并且这种水化钙铁榴石颗粒细小，高温下容易团聚。将其分散在水中，颗粒间不团聚，有利于提高较低温度下预磁化速度，更能被广泛应用。

发明内容

本发明提供一种基于水溶液对水化钙铁榴石进行还原预磁化方法，该方法通过还原气体，在水溶液中，中、低压强下将水化钙铁榴石中三氧化二铁进行预磁化还原为四氧化三铁。该方法使水化钙铁榴石中三氧化二铁转化为四氧化三铁转化率在95％以上，预磁化产物可用于磁选分离，铁分离率≥65％。该方法实现了赤泥高压水化处理后产生的水化钙铁榴石的利用，操作简单，产物附加值高，将大大提高赤泥的高附加值有效利用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种基于水溶液对水化钙铁榴石进行还原预磁化方法，包括以下步骤：

步骤1：混料

将水化钙铁榴石与水混合，得到混合溶液；将混合溶液倒入高温高压反应釜中，密闭；

步骤2：还原预磁化