[发明专利]赤泥与煤矸石悬浮共焙烧制备铁精矿和铝精矿的方法

说明书

一种赤泥与煤矸石悬浮共焙烧制备铁精矿和铝精矿的方法，按以下步骤进行：(1)将煤矸石破碎磨细；(2)将赤泥原料和煤矸石粉料混合；(3)混合粉料输送到悬浮高温炉，在负压和气流作用下处于悬浮状态，被加热至650～1000℃，脱水形成高温粉料；(4)高温粉料进入旋风分离器，温度降至600～950℃形成脱水物料，进入悬浮焙烧还原器；(5)向悬浮焙烧还原器内通入空气和氮气，使脱水物料处于悬浮状态，降温至500～800℃并发生反应；剩余的固体物料作为还原物料排出；(6)还原物料冷却后磨细，进行弱磁选，获得磁性的铁精矿，非磁性的铝精矿。本发明的方法流程简短高效，能耗低，处理成本低，经济性好，且环境友好，易实现大型工业化应用。

技术领域

本发明涉及矿物加工和环保技术领域，特别涉及一种赤泥与煤矸石悬浮共焙烧制备铁精矿和铝精矿的方法。

背景技术

赤泥是生产氧化铝时排放的红褐色强碱性细粒废渣，目前赤泥大多堆存处置，不仅占用土地，污染土壤、水和空气，还造成大量有用金属的浪费；赤泥堆存引发的安全、环境和生态问题严重威胁氧化铝工业的可持续发展。

煤矸石是煤矿开采和洗煤过程中排放的固体废弃物，约占煤炭总产量的10～20％。目前，全球煤矿业煤矸石年排放量约为3.5亿吨；煤矸石山长期堆存，不仅浪费并污染土地资源，还会存在滑坡、崩塌和自燃等安全隐患，自燃会产生大量黑烟，其中含有大量的CO、SO₂、NO_x等有害气体，严重污染大气和水环境

赤泥和煤矸石均富含氧化铁和氧化铝成分，是十分宝贵的铁资源和铝资源。此外，煤矸石中还含有一定量的固定碳，堆存造成了能源浪费，如果能够有效的利用赤泥和煤矸石中的铁和铝，将在很大的程度上缓解钢铁行业和氧化铝行业的资源紧缺和环境污染的压力。

当前赤泥和煤矸石混合利用的专利较少，一般用来制备微晶玻璃、砖、路基材料和水泥等，实现了赤泥和煤矸石这种固废的再利用，然而造成其中的铁和铝资源的极大流失与浪费；专利CN201310337154.5公开一种利用赤泥活化处理煤矸石和/或粉煤灰的方法，提出将煤矸石和/或粉煤灰与赤泥和Na₂CO₃配料,然后在600～1000℃下烧结后酸浸提取氧化铝，该专利降低了活化助剂碱的消耗量，实现赤泥与煤矸石/或粉煤灰的协同处理，但忽略了煤矸石中的固定碳和赤泥中大量氧化铁的存在，浪费了碳资源和铁资源；当前多采用强磁选或直接还原/熔炼-磁选分离赤泥的铁矿物，强磁选法铁回收率极低，直接还原熔炼-磁选法则存在着能耗高、还原剂消耗量大的缺点。

发明内容

针对现有赤泥和煤矸石混合处理技术存在的上述问题，本发明提供一种赤泥与煤矸石悬浮共焙烧制备铁精矿和铝精矿的方法。

本发明的按以下步骤进行：

1、采用铁品位TFe 30～50％的赤泥作为赤泥原料；当赤泥的铁品位TFe30％时，将赤泥进行弱磁选和强磁选富集铁元素，获得铁品位TFe 30～50％的赤泥原料；将煤矸石破碎至粒径≤12mm，然后磨细至粒径-0.038mm的部分占总质量≥70％，制成煤矸石粉料；

2、将赤泥原料和煤矸石粉料混合，获得混合粉料；混合粉料中赤泥原料与煤矸石粉料的质量比为1～15；

3、采用下方装配有燃烧器的悬浮高温炉，悬浮高温炉下部设有进料口，上部的出料口通过物料通道与旋风分离器的进料口连通，旋风分离器的排气口通过管道与引风机连通；向燃烧器内通入天然气经燃烧产生燃烧烟气进入悬浮高温炉中；将混合粉料通过进料口输送到悬浮高温炉内，在启动引风机的条件下，悬浮高温炉内的混合粉料在负压和气流作用下处于悬浮状态，并被加热至650～1000℃，混合粉料脱除吸附水和部分结晶水后，形成的固体部分为高温粉料，形成的气体部分为水蒸气，从出料口经物料通道进入旋风分离器；