一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，將高鐵赤泥、含碳原料及添加劑按照添加劑4-10wt%、含碳原料中固定碳含量與所用高鐵赤泥中鐵氧化物、鈉氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/O=1.1～1.4的比例混勻，制成赤泥團(tuán)塊；高爐出鐵時(shí)，按≤50kg/t的加入量加入鐵水中，利用高溫鐵浴環(huán)境以及鐵水的沖擊、攪拌作用，使赤泥中金屬快速熔融還原；鐵還原熔于高溫鐵水供應(yīng)煉鋼，堿金屬還原后隨煙塵排出，鋁氧化物及雜質(zhì)熔于爐渣浮在鐵水表面。本發(fā)明簡(jiǎn)便易行，不需增加專(zhuān)門(mén)裝置或設(shè)備，可高效分離赤泥中的鐵、鋁、堿金屬，鐵回收率達(dá)到90%以上，既實(shí)現(xiàn)高鐵赤泥的大規(guī)模綜合利用，又減輕赤泥造成的環(huán)境、安全問(wèn)題，取得節(jié)能減排的雙重效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是氧化鋁廠(chǎng)生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中外排的固體廢棄物，一般每生產(chǎn)It氧化鋁約產(chǎn)生0.8~1.St赤泥，其綜合利用率很低，目前我國(guó)的赤泥堆存量已累計(jì)達(dá)到2億多噸，既占用大量土地，又造成環(huán)境污染和安全隱患。赤泥中含有較多的鐵、鋁等有價(jià)元素，尤其采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁后外排的赤泥，普遍具有較高的鐵含量(Fe2O3含量30%~70%)，因而這種高鐵赤泥的回收利用價(jià)值極高，首選便是回收其中的鐵，有效處理高鐵赤泥既減輕環(huán)保壓力又可獲得經(jīng)濟(jì)效益。但由于高鐵赤泥中鈉等堿金屬以及氧化鋁含量超標(biāo)，一般不能直接用于常規(guī)高爐煉鐵，目前在工業(yè)生產(chǎn)中尚不能大量利用。
[0003]現(xiàn)有的高鐵赤泥處理方法中，主要是采用還原焙燒和磁選等方式回收其中的鐵，例如中國(guó)專(zhuān)利CN102839249A《一種轉(zhuǎn)底爐直接還原高鐵赤泥生產(chǎn)鐵精粉的方法》、CN102628097A《一種流化床還原磁化處理赤泥制備鐵精粉的方法》、CN102626670A《一種回轉(zhuǎn)窯還原磁化處理赤泥制備鐵精粉的方法》等分別采用轉(zhuǎn)底爐、流化床、回轉(zhuǎn)窯等為主要工藝對(duì)赤泥進(jìn)行還原焙燒，再進(jìn)行磁選來(lái)回收鐵。CN102851425A《一種高鐵赤泥鐵、鋁、鈉高效分離綜合利用的方法》先使用轉(zhuǎn)底爐直接還原再經(jīng)過(guò)氧煤鐵浴熔融爐進(jìn)行渣鐵分離來(lái)回收鐵。CN102816880A《一種高鐵赤泥煉鐵提鋁綜合利用的方法》采用高爐為主要工藝，要求赤泥制備小球團(tuán)復(fù)合燒結(jié)礦或球團(tuán)礦，然后將其和焦炭在不低于400°C溫度下分層熱裝入高爐，采用超氧甚至全氧鼓風(fēng)進(jìn)行冶煉的方法回收鐵。CN102134646A《以鋁業(yè)高鐵赤泥為原料直接制備金屬鐵和鋁 精礦的方法》采用超細(xì)磨技術(shù)、CO精細(xì)還原技術(shù)、非熔態(tài)分離等多種技術(shù)，先還原再進(jìn)行磁選回收鐵。此外，還有如CN102329911A《低品位復(fù)雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝》等一些專(zhuān)利采用轉(zhuǎn)底爐等還原工藝將赤泥還原成海綿鐵或粒鐵等來(lái)回收鐵等等。
[0004]目前的高鐵赤泥處理方法中，大都需增加專(zhuān)門(mén)裝置或設(shè)備，工序步驟多，致使工藝操作復(fù)雜化；或控制條件嚴(yán)格，能耗高、回收率低，導(dǎo)致成本增加，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種無(wú)需增加專(zhuān)門(mén)裝置或設(shè)備，利用傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝，便可實(shí)現(xiàn)低成本、簡(jiǎn)便高效分離高鐵赤泥中鐵、鋁、堿金屬，并直接回收和利用其中鐵資源的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法。
[0006]為此，本發(fā)明所采取的解決方案是:
一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其具體步驟為:
1、配料:將高鐵赤泥、含碳原料及添加劑按照添加劑4-10wt%、含碳原料中固定碳含量與所用高鐵赤泥中鐵氧化物、鈉氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/0=1. ?.4的比例進(jìn)行配料，并混合均勻；
2、造塊:
將混勻后的混合料使用壓球機(jī)或造球機(jī)制成直徑5-40_的赤泥團(tuán)塊，干燥備用；
3、高溫鐵浴:
在高爐出鐵前或出鐵過(guò)程時(shí)，將干燥的赤泥團(tuán)塊按每噸鐵水不超過(guò)50 kg的加入量加入到鐵水罐或鐵水中，利用高溫鐵浴環(huán)境以及鐵水的沖擊、攪拌作用，使赤泥團(tuán)塊快速熔融還原；赤泥團(tuán)塊中的鐵還原后熔于高溫鐵水，按正常作業(yè)供應(yīng)后續(xù)煉鋼；堿金屬還原后隨煙塵揮發(fā)排出，由除塵設(shè)備集中處理；鋁氧化物及雜質(zhì)熔于爐渣浮在鐵水表面，按正常作業(yè)至煉鋼工區(qū)脫硫扒渣后集中處理。
[0007]所述高鐵赤泥的主要化學(xué)成分為=Fe2O3為30~70 wt%, Al2O3為5~30 wt%，Na20為O~10 wt%，其余為Si02、Ca0及其它雜質(zhì)。
[0008]所述含碳原料為煤粉或焦粉,其固定碳含量大于70wt%,硫含量小于lwt%。
[0009]所述添加劑為螢石粉，其CaF2含量> 85 wt%。
[0010]所述赤泥團(tuán)塊的加入方式為從鐵水溝、擺動(dòng)流嘴處連續(xù)均勻加入鐵水流，或者提前加入到鐵水罐空罐中，然后再裝入鐵水。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
1.本發(fā)明方法工序流程短，簡(jiǎn)便易行，不需增加專(zhuān)門(mén)裝置或設(shè)備，全部利用鋼鐵企業(yè)已有設(shè)備，同時(shí)不影響正常作業(yè)制度；
2.本發(fā)明方法充分利用高溫鐵水的熱量和沖擊、攪拌作用，為赤泥團(tuán)塊進(jìn)行鐵浴熔融還原反應(yīng)提供了良好的熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件，可以高效分離赤泥中的鐵、鋁、堿金屬，其中鐵的回收率達(dá)到90%以上，并可直接供煉鋼使用；
3.本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)高鐵赤泥的大規(guī)模綜合利用，不僅能減輕赤泥造成的環(huán)境、安全問(wèn)題，又可回收利用大量的鐵資源，從而同時(shí)取得節(jié)能減排的雙重效果。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:
高鐵赤泥的化學(xué)成分主要為=Fe2O3為65.2 wt%，Al2O3為8.1 wt%，Na2O為2.4 wt%，其余為Si02、CaO等其它雜質(zhì)。煤粉的固定碳含量為72.1被％，硫含量為0.8 wt% ;螢石粉的CaF2 含量為 85.9 wt%。
[0013]使用混料機(jī)將高鐵赤泥、煤粉、螢石粉按比例混合攪拌均勻，其中螢石粉的配比為
5.0 wt%,其余為聞鐵赤泥和煤粉,煤粉中的固定碳含量與聞鐵赤泥中鐵氧化物、納氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/0=1.1。然后使用壓球機(jī)制成20~40mm赤泥團(tuán)塊,干燥備用。
`[0014]在高爐出鐵過(guò)程中使用溜槽將干燥的赤泥團(tuán)塊連續(xù)均勻加入鐵水溝中，加入量為50kg/t。赤泥團(tuán)塊隨鐵水流一起落入鐵水--!，在150CTC左右的聞溫鐵浴環(huán)境以及鐵水落下形成的沖擊、攪拌作用下，赤泥團(tuán)塊快速熔融還原，鐵氧化物被還原成金屬鐵熔于鐵水；堿金屬氧化物被還原成低沸點(diǎn)單質(zhì)隨煙塵揮發(fā)排出，通過(guò)除塵設(shè)備集中處理；鋁氧化物及其它雜質(zhì)熔于爐渣浮在鐵水表面，按正常作業(yè)至煉鋼工區(qū)脫硫扒渣集中處理，鐵水供應(yīng)后續(xù)煉鋼。
[0015]赤泥團(tuán)塊和脫硫前爐渣的部分化學(xué)成分見(jiàn)表1和表2。
[0016]表1.赤泥團(tuán)塊部分化學(xué)成分wt%
【權(quán)利要求】
1.一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，具體步驟為: (1)、配料: 將高鐵赤泥、含碳原料及添加劑按照添加劑4-10wt%、含碳原料中固定碳含量與所用高鐵赤泥中鐵氧化物、鈉氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/0=1.1-1.4的比例進(jìn)行配料，并混合均勻； (2)、造塊: 將混勻后的混合料使用壓球機(jī)或造球機(jī)制成直徑5-40_的赤泥團(tuán)塊，干燥備用； (3)、高溫鐵浴: 在高爐出鐵前或出鐵時(shí)，將干燥的赤泥團(tuán)塊按每噸鐵水不超過(guò)50 kg的加入量加入到鐵水罐或鐵水中，利用高溫鐵浴環(huán)境以及鐵水的沖擊、攪拌作用，使赤泥團(tuán)塊快速熔融還原；赤泥團(tuán)塊中的鐵還原后熔于高溫鐵水，按正常作業(yè)供應(yīng)后續(xù)煉鋼；堿金屬還原后隨煙塵揮發(fā)排出，由除塵設(shè)備集中處理；鋁氧化物及雜質(zhì)熔于爐渣浮在鐵水表面，按正常作業(yè)至煉鋼工區(qū)脫硫扒渣后集中處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述高鐵赤泥的主要化學(xué)成分為=Fe2O3為30-70 wt%, Al2O3為5-30 wt%, Na2O為O-10 wt%，其余為Si02、Ca0及其它雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述含碳原料為煤粉或焦粉，其固定碳含量大于70wt%,硫含量小于1wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述添加劑為螢石粉，其CaF2含量> 85 wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述赤泥團(tuán)塊的加入方式為從鐵水溝、擺動(dòng)流嘴處連續(xù)均勻加入鐵水流，或者提前加入到鐵水罐空罐中，然后再裝入鐵水。
【文檔編號(hào)】C21B13/00GK103468848SQ201310402154
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】張偉, 王再義, 張立國(guó), 任偉, 李金蓮, 王相力, 鄧偉, 韓子文, 王亮 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司