專利名稱：一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工 藝方法和設(shè)備，屬鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
赤泥是從鋁土礦中提取氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體廢渣。由于礦源與提煉方法不 同，目前我國每生產(chǎn)1噸氧化鋁，大約產(chǎn)生1 2噸赤泥。普遍采用拜耳法提取氧化鋁后外 排的赤泥，其主要成分是:Fe203 40 70%, Si02 7 12%, A1203 9 18%, Ti02 3 9%, Na20 :3 11%，CaO :1 3%，Mn 0. 05 0. 15%, K20 0. 2 0. 4%，MgO 0. 15 0. 50%, S 0. 02 0. 12%, P 0. 02 0. 06%，水份5 15%。目前，我國赤泥的堆存量已 達(dá)2億噸，預(yù)計(jì)2015年赤泥的堆存量將達(dá)到3. 5億噸。赤泥的堆存除了需要維護(hù)之外，更 重要的是占用土地、污染環(huán)境、存在安全隱患。赤泥是一種很有潛在利用價(jià)值的資源，由于 赤泥中A1203、Na20、K20等含量較高，煉鐵高爐無法使用，在目前已有技術(shù)條件下，對(duì)于此類 資源，尚無高效經(jīng)濟(jì)的處理技術(shù)，無法大量工業(yè)利用。在鋁生產(chǎn)過程中綜合回收鐵的研究眾多前蘇聯(lián)提出的熔渣法即將含鐵、鋁的 礦石與石灰石和焦炭按一定比例混合，混合料在電爐中進(jìn)行高溫還原熔煉生成硅鐵合金， 分離硅鐵后的鋁酸鈣爐渣再用Na2C03溶液浸出，回收其中的A1203。該法的最大缺陷是能 耗高，因?yàn)閷i02還原需要很高的溫度；此外，在高溫熔煉過程中可能生成不易溶于Na2C03 溶液的鋁酸鈣，從而造成鋁的回收率較低。U.S. Patent 1，618，105提出的Perdersen法 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將200810143855. 4高鐵高硅鋁土礦、石灰石、焦炭混合料在電爐 中于較低的溫度下熔煉，二氧化硅不被還原而與鈣結(jié)合形成硅鈣化合物，得到生鐵和以 12Ca0-7A1203和2Ca0. Si02為主的爐渣，爐渣用碳酸鈉溶液浸出，得到鋁酸鈉溶液和碳酸 鈣，經(jīng)固液分離后獲得鋁酸鈉溶液，在此溶液中通入煙道尾氣(C02)進(jìn)行碳酸化分解析出 A1(0H)3，從而實(shí)現(xiàn)鋁的回收。在該法中含鐵化合物被還原成生鐵，熔煉溫度仍然偏高，導(dǎo)致 能耗高。中國專利申請(qǐng)93109672. 3公開了一種從鋁土礦溶出廢渣中回收鐵礦物的方法， 采用濕式強(qiáng)磁選工藝回收赤泥廢渣中的鐵礦物(含鐵20-30% )，赤泥廢渣中的鐵礦物主 要是赤鐵礦和針鐵礦，存在強(qiáng)磁選回收率低和A1203含量仍高達(dá)6-10 %的問題，高爐無發(fā) 使用。中國專利申請(qǐng)200510200493. 4公開了一種從高鐵鋁土礦中提取鐵和鋁的方法，該 方法采用燒結(jié)、高爐冶煉，由于爐渣中A1203的含量高達(dá)32% -36%致使高爐無發(fā)正常生 產(chǎn)。中國專利申請(qǐng)200510200560. 2公開了一種從高鐵三水鋁土礦中提取鋁和鐵的方法， 該方法是利用回轉(zhuǎn)窯用煤做還原劑，還原焙燒溫度1100-120(TC得到海棉鐵，該方法海棉 鐵中A1203含量仍高達(dá)10%以上。中國專利申請(qǐng)200510200559. X公開了一種赤泥中回收 鐵的方法、中國專利申請(qǐng)201010197004. 5公開了一種利用拜爾法赤泥砂生產(chǎn)海棉鐵聯(lián)產(chǎn) 鋁酸鈉，也是采用海棉鐵的方法回收赤泥中鐵。中國專利申請(qǐng)200710012692. 1公開了一 種從堿性赤泥中選出精鐵礦的方法，把赤泥經(jīng)強(qiáng)磁選后送入懸浮磁化焙燒爐小于700°C焙燒，經(jīng)球磨機(jī)后再經(jīng)磁選得到58-65%的精鐵礦，該方法精鐵礦中A1203含量仍高達(dá)6-8%， 高爐無發(fā)使用。中國專利申請(qǐng)200710017083. 5公開了一種工業(yè)化開發(fā)利用赤泥的工藝方 法，該方法是將赤泥磁選出全鐵43-53%的鐵礦粉，烘干后噴吹到高爐出鐵后的鐵水中，利 用鐵水中的高溫和過飽和碳熔化和還原成鐵水，該方法用量太小，噸鐵只能利用20-60公 斤，同時(shí)增加了鐵水中的渣量。中國專利申請(qǐng)200810143855. 4公開了一種高鐵含鋁物料的 綜合利用技術(shù)，該方法是在赤泥和高鐵鋁土礦中加入工業(yè)純堿、生石灰和煤粉，磨細(xì)混勻后 900-1350°C燒結(jié)，然后在鋁酸鈉中濕磨回收氧化招，磁選回收鐵粉，該方法精鐵礦中A1203 含量仍高達(dá)6-8%，高爐無發(fā)使用。中國專利申請(qǐng)200810227080. 9公開了一種拜爾法赤泥 處理方法、中國專利申請(qǐng)200410023997. 9公開了一種從赤泥中選出鐵礦石的方法、中國專 利申請(qǐng)200910102420. X公開了一種赤泥的綜合利用方法、中國專利申請(qǐng)200910044285. 8 公開了一種從氧化鋁赤泥中回收鐵精礦的方法，均是采用磁選法回收鐵粉。中國專利 申請(qǐng)200810047555. 6公開了一種赤泥的綜合利用方法，在赤泥中加入焦炭或煤、石灰， 在電爐中1400-1800°C熔融還原，冷卻后破碎分離出硅鐵合金和鋁酸鈣。中國專利申請(qǐng) 201010196397. 8公開了一種利用拜爾法赤泥砂生產(chǎn)鐵精礦的方法，采用燒堿溶液溶出反應(yīng) 化學(xué)法和濕法磁選生產(chǎn)鐵精粉，環(huán)境污染問題難以避免。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和數(shù)億噸赤泥堆存量不能被大批量綜合利用及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生 的污染問題，本發(fā)明提出了一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法和設(shè)備，一套 設(shè)備年可處理30到80萬噸赤泥。本發(fā)明提出一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法，即把赤泥、煤粉、 石灰、粘結(jié)劑按一定比例混合，經(jīng)造球、烘干、轉(zhuǎn)底爐熔融還原得到碳含量0. 5 1. 5%球鐵 和塊鐵并和鋁硅渣分離、還原壓球快速冷卻、粉碎、細(xì)磨、磁選分離出鐵和鋁硅渣。本發(fā)明提供一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法，包括如下步驟1)把赤泥、煤粉、石灰和粘結(jié)劑均勻混合；2)用壓球機(jī)壓出直徑10_30mm的壓球，或選用造球盤造球；3)壓球或造球經(jīng)鏈箅機(jī)烘干后送轉(zhuǎn)底爐，在轉(zhuǎn)底爐由富氧熱風(fēng)燃燒發(fā)生煤氣或天 然氣，產(chǎn)生高溫熔融還原，得到熔融還原壓球，熔融還原壓球被水快速冷卻；轉(zhuǎn)底爐中同時(shí) 產(chǎn)生高溫廢氣；所述的熔融還原壓球，其主要成分是球鐵和塊鐵及鋁硅渣。4)熔融還原壓球在流水中經(jīng)粉碎、細(xì)磨和二級(jí)磁選分離出球鐵和塊鐵及鋁硅渣， 水再被循環(huán)利用；5)轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)預(yù)熱設(shè)備回收利用，從廢氣中回收堿金屬氧化物。步驟5)的廢氣余熱用于預(yù)熱助燃空氣和烘干壓球或造球，步驟4)產(chǎn)生的鋁硅渣 用于制造高標(biāo)號(hào)水泥或耐火材料。優(yōu)選的，步驟1)所述赤泥，其成分為:Fe203 :40 70%，Si02 :7 12%，A1203 :9 18%,Ti02 3 9%，Na20 3 ll%，CaO 1 3%，Mn 0. 05 0. 15%,K20 0. 2 0. 4%, MgO 0. 15 0. 50%, S 0. 02 0. 12%, P 0. 02 0. 06%，水份 5 15%。優(yōu)選的，步驟1)所述的煤粉，要求固定炭大于77%、硫小于1%。所述粘結(jié)劑選自 膨云土等粘結(jié)劑。
優(yōu)選的，步驟1)所述赤泥、煤粉、石灰和粘結(jié)劑按赤泥煤粉石灰粘結(jié)劑= 1 0.15 0.28 0.02 0.10 0 0. 03的比例均勻混合。優(yōu)選的，步驟3)所述的壓球經(jīng)鏈箅機(jī)烘干的溫度為100 300°C。優(yōu)選的，步驟3)所述的富氧熱風(fēng)是由轉(zhuǎn)底爐的廢氣通過預(yù)熱設(shè)備把空氣預(yù)熱到 700 900°C，然后通過富氧混合設(shè)備兌入15 35%的氧氣(所述氧氣的含氧量大于90% ) 混合后，得到溫度600 800°C的富氧熱風(fēng)。優(yōu)選的，步驟3)所述的轉(zhuǎn)底爐熔融還原是指，轉(zhuǎn)底爐采用發(fā)生煤氣、天然氣或焦 爐高爐混合煤氣等，與富氧熱風(fēng)燃燒產(chǎn)生高溫，使還原段溫度達(dá)到1400 1550°C，配有煤 粉的壓球在高溫下Fe203中的鐵被煤還原和熔融，得到碳含量0. 5 1. 5%的球鐵和塊鐵， 并與鋁硅渣分離。更優(yōu)選的，熔融還原壓球采用水快速冷卻至室溫，以減少熔融還原壓球中 的球鐵和塊鐵被氧化。優(yōu)選的，步驟4)所述還原壓球在流水中經(jīng)粉碎后，初級(jí)磁選分離出尺寸大于3mm 的球鐵和塊鐵，剩余初選渣在水中經(jīng)球磨機(jī)細(xì)磨，二級(jí)強(qiáng)磁選分離出尺寸小于3mm的球鐵， 使鋁硅渣中的鐵含量小于1. 5%，水再被循環(huán)利用。所選出球鐵和塊鐵混合物成分是Fe 98 99. 5%, C 0. 05 0. 3%, Si02 0. 08 0. 45%, A1203 0. 08 0. 55%, Ti02 0. 05
0.35%,Mn 0. 01 0. 15%,Ca0 0. 09 0. 35%,Mg0 0. 01 0. 03%,S 0. 005 0. 03%, P 0. 005 0. 03%，用于電爐煉鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼、鑄鋼等。所選出的球鐵和塊鐵中會(huì)不可避免 的含有少量渣，因此各成分含量會(huì)略有變化；但只要所述含量在上述范圍之內(nèi)，都可達(dá)到良 好的發(fā)明效果。優(yōu)選的，剩余鋁硅渣的成分是A1203 32 45%，Si02 23 26%，F(xiàn)e 0. 5
1.5%, Ti02 :9 23 %，MnO :0. 1 0. 6%，CaO 12 20%，MgO :0. 4 0. 6%，C 1. 0
2.5,S 0. 03 0. 08%,P 0. 03 0. 09%。鋁硅渣用于生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)優(yōu)質(zhì)水泥或用于耐火材 料的原料。步驟5)所述的堿金屬氧化物包括氧化鈉、氧化鉀等。優(yōu)選的，步驟5)所述轉(zhuǎn)底爐高溫廢氣(1150 1250°C )在一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)、二 級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)和三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)中被逐級(jí)降溫，到三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)被降到600°C以 下，使氧化鈉、氧化鉀等堿性金屬氧化物粉塵被回收設(shè)備回收，Na20和K20粉末用于提煉金 屬Na和K，或用于制造肥料的原料；高溫廢氣(1150 1250°C )在一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)中得 到950 1000°C的預(yù)熱空氣、在二級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)中得到700 800°C的預(yù)熱空氣、在三 級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)中得到500 600°C餓預(yù)熱空氣，預(yù)熱設(shè)備所得到的預(yù)熱空氣混合后得到 700 900°C預(yù)熱空氣，700 900°C預(yù)熱空氣通過富氧混合設(shè)備兌入15 35%的氧氣生成 600 800°C富氧熱風(fēng)送入轉(zhuǎn)底爐；三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)中600°C以下的高溫廢氣由烘干管道 送往鏈箅機(jī)用于烘干壓球(100 300°C )，最后廢氣排放溫度150 250°C，余熱得到了充 分利用。本發(fā)明提供一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設(shè)備，包括混料機(jī)(1)，壓球 機(jī)(2)，鏈箅機(jī)(3)，轉(zhuǎn)底爐(6)，冷卻機(jī)(7)，磁選系統(tǒng)，余熱利用系統(tǒng)，煤氣系統(tǒng)。混料機(jī) (1)、壓球機(jī)⑵與鏈箅機(jī)⑶依次相連，鏈箅機(jī)⑶與轉(zhuǎn)底爐(6)上部的布料口⑷相連， 冷卻機(jī)(7)與轉(zhuǎn)底爐(6) 一側(cè)的出料口 (5)相連。優(yōu)選的，所述的磁選系統(tǒng)包括破碎機(jī)(8)，磁選設(shè)備(9)，球磨機(jī)(10)，強(qiáng)磁選設(shè)備(11)。冷卻機(jī)(7)、破碎機(jī)(8)、磁選設(shè)備(9)、球磨機(jī)(10)、強(qiáng)磁選設(shè)備(11)依次相連， 把水冷壓球在流水中破碎后由磁選設(shè)備分離出初選渣、尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵混合 物，初選渣再經(jīng)球磨機(jī)在水中細(xì)磨，再由強(qiáng)磁選設(shè)備選出剩余的尺寸小于3mm的球鐵，使鋁 硅渣中的鐵含量小于1.5%。優(yōu)選的，所述的余熱利用系統(tǒng)包括高溫廢氣管道(12)，預(yù)熱設(shè)備(13)，回收設(shè)備 (14)，吸附制氧設(shè)備(17)，富氧混合設(shè)備(19)。優(yōu)選的預(yù)熱設(shè)備(13)由一級(jí)預(yù)熱設(shè)備㈧、 二級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)和三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)依次串連組成。轉(zhuǎn)底爐(6)經(jīng)高溫廢氣管道(12)與 預(yù)熱設(shè)備(13)A相連，回收設(shè)備(14)位于一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)A和二級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)的下方； 三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)通過預(yù)熱空氣管道(15)與富氧混合設(shè)備(19)相連；吸附制氧設(shè)備(17) 通過氧氣管道(18)與富氧混合設(shè)備(19)相連；富氧混合設(shè)備(19)經(jīng)富氧熱風(fēng)管道(20) 和轉(zhuǎn)底爐(6)相連；三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)通過烘干管道(16)與鏈箅機(jī)(3)相連。優(yōu)選的，所述的煤氣系統(tǒng)包括煤氣發(fā)生爐(21)，煤氣管道(22)。煤氣發(fā)生爐(21) 通過煤氣管道(22)與轉(zhuǎn)底爐(6)相連，為轉(zhuǎn)底爐供應(yīng)燃燒煤氣。優(yōu)選的，所述的煤氣系統(tǒng)包括天然氣柜(23)和天然氣管道(24)。天然氣柜(23) 通過天然氣管道(24)與轉(zhuǎn)底爐(6)相連，為轉(zhuǎn)底爐供應(yīng)燃?xì)狻１景l(fā)明的優(yōu)勢體現(xiàn)在(1)不用焦炭，把難以用做高爐煉鐵的赤泥中的鐵高效率、高質(zhì)量、高效益提煉出 來并用于電爐煉鋼或鑄鋼等，實(shí)現(xiàn)了赤泥大規(guī)模綜合利用。(2)轉(zhuǎn)底爐廢氣用于預(yù)熱富氧熱風(fēng)和烘干壓球，低成本變壓吸附制氧等技術(shù)利用， 綜合能耗低，生產(chǎn)成本低。(2)鋁硅渣用于生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)優(yōu)質(zhì)水泥或用于耐火材料的原料；妝20和1(20等堿性金 屬氧化物粉末用于提煉金屬Na和K，或用于制造肥料的原料。徹底解決了赤泥對(duì)環(huán)境的污 染問題、占地堆放問題，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。


圖1是本發(fā)明的示意流程圖。其中1 混料機(jī)，2 壓球機(jī)，3 鏈箅機(jī)，4 轉(zhuǎn)底爐布 料口，5 轉(zhuǎn)底爐出料口，6 轉(zhuǎn)底爐，7 冷卻機(jī)，8 破碎機(jī)，9 磁選設(shè)備，10 球磨機(jī)，11 強(qiáng)磁 選設(shè)備，12 高溫廢氣管道，13 預(yù)熱設(shè)備，14 回收設(shè)備，15 熱空氣管道，16 烘干管道，17 吸附制氧設(shè)備，18 氧氣管道，19 富氧混合設(shè)備，20 富氧熱風(fēng)管道，21 煤氣發(fā)生爐，22 煤 氣管道，25 赤泥，26 煤粉，27 石灰，28 粘結(jié)劑。A 一級(jí)預(yù)熱設(shè)備、B 二級(jí)預(yù)熱設(shè)備、C 三級(jí)預(yù)熱設(shè)備圖2是本發(fā)明的燃?xì)夤┙o另一種形式。其中23 天然氣柜，24 天然氣管道，其它 同圖1。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。實(shí)施例1 本發(fā)明的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝設(shè)備，如圖1所示，包括混料機(jī) 1，壓球機(jī)2，鏈箅機(jī)3，轉(zhuǎn)底爐6，冷卻機(jī)7，磁選系統(tǒng)，余熱利用系統(tǒng)，煤氣系統(tǒng)。
混料機(jī)1、壓球機(jī)2與鏈箅機(jī)3依次相連，鏈箅機(jī)3與轉(zhuǎn)底爐6上部的布料口 4相 連，冷卻機(jī)7與轉(zhuǎn)底爐6 —側(cè)的出料口 5相連。所述的磁選系統(tǒng)包括破碎機(jī)8，磁選設(shè)備9，球磨機(jī)10，強(qiáng)磁選設(shè)備11。冷卻機(jī)7、 破碎機(jī)8、磁選設(shè)備9、球磨機(jī)10、強(qiáng)磁選設(shè)備11依次相連，把水冷壓球在流水中破碎后由磁 選設(shè)備分離出初選渣、尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵混合物，初選渣再經(jīng)球磨機(jī)在水中細(xì)磨， 再由強(qiáng)磁選設(shè)備選出剩余的尺寸大小于3mm的球鐵，使鋁硅渣中的鐵含量小于1. 5%。所述的余熱利用系統(tǒng)包括高溫廢氣管道12，預(yù)熱設(shè)備13，回收設(shè)備14，吸附制氧 設(shè)備17，富氧混合設(shè)備19，煤氣發(fā)生爐21，煤氣管道22。轉(zhuǎn)底爐6經(jīng)高溫廢氣管道12與預(yù) 熱設(shè)備13相連，回收設(shè)備14位于預(yù)熱設(shè)備13A和B的下方；預(yù)熱設(shè)備13通過熱空氣管道 15與富氧混合設(shè)備19相連；吸附制氧設(shè)備17通過氧氣管道18與富氧混合設(shè)備19相連； 富氧混合設(shè)備19經(jīng)富氧熱風(fēng)管道20和轉(zhuǎn)底爐6相連；預(yù)熱設(shè)備13通過烘干管道16與鏈 箅機(jī)3相連。所述的煤氣系統(tǒng)包括煤氣發(fā)生爐21和煤氣管道22。煤氣發(fā)生爐21通過煤氣管 道22與轉(zhuǎn)底爐6相連，為轉(zhuǎn)底爐供應(yīng)燃燒煤氣。赤泥，其成分為:Fe20354. 5%, Si02 -.8%, A1203 13. 5%, Ti02 -.5%, MnO 0. 1， Na20 5. 5%,Ca0 2. 5%,K20 0. 25%,Mg0 0. 15%, S 0. 025%,P 0. 025%，水份 10. 45%。 煤粉固定炭大于77%、硫小于1%。轉(zhuǎn)底爐燃燒氣體為發(fā)生爐煤氣。赤泥25、煤粉26、石灰27和粘結(jié)劑28按赤泥煤粉石灰粘結(jié)劑= 1 0.20 0.07 0.02的比例加入混料機(jī)1均勻混合，用壓球機(jī)2壓出25mm的球，壓球 所送鏈箅機(jī)3烘干(溫度20(TC )后通過轉(zhuǎn)底爐布料口 4裝入轉(zhuǎn)底爐6 ；煤氣發(fā)生爐21生 產(chǎn)的煤氣通過煤氣管道22送往轉(zhuǎn)底爐；轉(zhuǎn)底爐的廢氣通過高溫廢氣管道12、回收設(shè)備13 進(jìn)入預(yù)熱設(shè)備14把空氣預(yù)熱到800°C送到富氧混合設(shè)備19 ；由吸附制氧設(shè)備17制備的氧 氣(氧含量95% )通過氧氣管道18送到富氧混合設(shè)備19，兌入25%的氧氣，熱空氣和氧 氣在富氧混合設(shè)備19被混合成700°C富氧熱風(fēng)，并通過富氧熱風(fēng)管道20送入轉(zhuǎn)底爐與煤 氣燃燒，使轉(zhuǎn)底爐還原段溫度達(dá)到1450°C，球被熔融還原。熔融還原壓球由轉(zhuǎn)底爐出料口 5送到冷卻機(jī)7被噴入的水快速冷卻至室溫，并隨水流送破碎機(jī)8破碎，破碎后的熔融還原 壓球經(jīng)磁選設(shè)備9選出尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵，剩余粗渣隨水流送入球磨機(jī)10細(xì)磨， 然后經(jīng)強(qiáng)磁選設(shè)備11選出尺寸小于3mm的球鐵，使渣中鐵含量小于1. 5%。選出鐵的成分 是:Fe 99%, C 0. 3%, Si02 0. 13%, A1203 0. 21%, Ti02 0. 1 %, MnO 0. 02%, CaO 0. 2%, MgO 0. 02，S :0. 010%, P :0. 010%，用于電爐煉鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼、或鑄鋼等。鋁硅渣的成分是 A1203 42. 18%, Si02 24. 99%, Fe 1. 20%,Ti02 :15 . 59%, MnO :0. 29%, CaO :13. 97%,MgO 0. 45%,C:1.20%,S:0. 066%, P :0. 064%，鋁硅渣用于生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)優(yōu)質(zhì)水泥或用于耐火材 料的原料。轉(zhuǎn)底爐高溫廢氣(1150 1250°C )由高溫廢氣管道12送入回收設(shè)備13，在回收 設(shè)備中使氧化鈉、氧化鉀等堿性金屬氧化物粉塵被回收，Na20和K20粉末用于提煉金屬Na 和K，或用于制造肥料的原料；高溫廢氣由回收設(shè)備13進(jìn)入預(yù)熱設(shè)備14預(yù)熱空氣(600 800°C )，熱空氣通過富氧混合設(shè)備19兌入氧氣制成富氧熱風(fēng)通過富氧熱風(fēng)管道20送入轉(zhuǎn) 底爐；預(yù)熱設(shè)備14剩余廢氣通過烘干管道16送往鏈箅機(jī)3用于烘干壓球(100 300°C )， 最后廢氣排放溫度150 250°C，余熱得到了充分利用。
實(shí)施例2 本發(fā)明所用赤泥，其成分為:Fe203:68%, Si02 6. 2%, A1203 :9. 3%, Ti02 3. 1%, MnO 0. 15%, Na20 :3. 1%, CaO :2. 8%, K20 :0. 25%, MgO :0. 15%, S :0. 015%, P :0. 025%, 水份6.91%。煤粉固定炭大于77%、硫小于1%。轉(zhuǎn)底爐燃燒氣體為發(fā)生爐煤氣。赤泥、煤粉、石灰和粘結(jié)劑按赤泥煤粉石灰粘結(jié)劑= 1 0.25 0.05 0.03的比例加入混料機(jī)(1)均勻混合，用壓球機(jī)(2)壓出30mm的球。轉(zhuǎn)底爐的廢氣通過預(yù)熱設(shè)備把空氣預(yù)熱到900°C，然后通過富氧混合設(shè)備19兌入 30%的氧氣(含氧量大于90%)混合后，產(chǎn)生溫度800°C的富氧熱風(fēng)。采用煤氣發(fā)生爐21 發(fā)生煤氣與800°C的富氧熱風(fēng)燃燒轉(zhuǎn)底爐還原段溫度達(dá)到1500°C，熔融還原后選出鐵的成 分是Fe 99. 5%, C 0. 1%, Si02 0. 09%, A1203 0. 1%, Ti02 0. 07%, MnO 0. 01%, CaO 0. 09%,Mg0:0. 02, S :0.010%,P 0. 01 %，用于電爐煉鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼或鑄鋼等。所選出鋁硅 ■的成分是A1203 38. 13%, Si02 25. 38%, Fe :0. 98%, Ti02 :12. 64%, MnO :0. 60%, CaO 19. 6%, MgO :0. 58%, C :1. 96%, S :0. 043%, P :0. 087%。其他同實(shí)施例 1。實(shí)施例3 本發(fā)明的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝設(shè)備，包括23 天然氣柜，24 天然氣管道，見圖2，其余設(shè)備同實(shí)施例1。本發(fā)明所用赤泥，其成分為:Fe203:40%, Si02 9. 5%, A1203 13. 3%, Ti02 8. 7%, MnO 0. 09%,Na20 8. 5%, CaO 4. 5%,K20 0. 356%, MgO 0. 20%, S 0. 03%, P 0. 035%，水 份14. 78%。煤粉固定炭大于77%、硫小于1%。轉(zhuǎn)底爐燃燒氣體為天然氣。赤泥、煤粉、石灰和粘結(jié)劑按赤泥煤粉石灰粘結(jié)劑=1 0.19 0.10 0 的比例加入混料機(jī)(1)均勻混合，用壓球機(jī)⑵壓出30mm的球。轉(zhuǎn)底爐還原段溫度達(dá)到1450°C，熔融還原后選出鐵的成分是Fe 98%, C
0.18%, Si02 0. 45%,A1203 0. 55%,Ti02 0. 31%, MnO 0. 15%, CaO 0. 31%, MgO 0. 03%, S 0. 010%, P 0. 010%，用于電爐煉鋼或鑄鋼等。所選出鋁硅渣的成分是:A1203 33. 75%, Si02 24. 07 %, Fe 1. 44%, Ti02 22. 11 %, MnO 0. 12%, CaO 16. 43 %, MgO 0. 49 %, C
1.44%, S :0. 070%, P :0. 08%。其他同實(shí)施例 1。
權(quán)利要求
一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的方法，包括如下步驟1)把赤泥、煤粉、石灰和粘結(jié)劑均勻混合；2)用壓球機(jī)壓出直徑10 30mm的壓球，或選用造球盤造球；3)壓球或造球經(jīng)鏈箅機(jī)烘干后送轉(zhuǎn)底爐，在轉(zhuǎn)底爐由富氧熱風(fēng)燃燒發(fā)生煤氣或天然氣，產(chǎn)生高溫熔融還原，得到熔融還原壓球，熔融還原壓球被水快速冷卻；轉(zhuǎn)底爐中同時(shí)產(chǎn)生高溫廢氣；所述的熔融還原壓球，其主要成分是球鐵和塊鐵及鋁硅渣。4)熔融還原壓球在流水中經(jīng)粉碎、細(xì)磨和二級(jí)磁選分離出球鐵和塊鐵及鋁硅渣，水再被循環(huán)利用；5)轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)預(yù)熱設(shè)備回收利用，從廢氣中回收堿金屬氧化物。
2.如權(quán)利要求1所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的方法，其特征在于步驟 1)所述赤泥，其成分為:Fe203 40 70%,Si02 7 12%,A1203 9 18%,Ti02 :3 9%， Na20 3 ll%，CaO 1 3%，Mn 0. 05 0. 15%,K20 0. 2 0. 4%,MgO 0. 15 0. 50%, S 0. 02 0. 12%, P 0. 02 0. 06%，水份 5 15%。所述粘結(jié)劑選自膨云土。
3.如權(quán)利要求1或2所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的方法，其特征在 于步驟1)所述赤泥、煤粉、石灰和粘結(jié)劑按赤泥煤粉石灰粘結(jié)劑=1 0. 15 0.28 0.02 0.10 0 0. 03的比例均勻混合。步驟3)所述的壓球經(jīng)鏈箅機(jī)烘干的溫度為100 300°C。步驟3)所述的富氧熱風(fēng)是由轉(zhuǎn)底爐的廢氣通過預(yù)熱設(shè)備把空氣預(yù)熱到700 900°C， 然后通過富氧混合設(shè)備兌入15 35%的氧氣混合后，產(chǎn)生溫度600 800°C的富氧熱風(fēng)。步驟3)所述的轉(zhuǎn)底爐熔融還原是指，轉(zhuǎn)底爐采用發(fā)生煤氣、天然氣或焦?fàn)t高爐混合煤 氣等，與富氧熱風(fēng)燃燒產(chǎn)生高溫，使還原段溫度達(dá)到1400 1550°C，配有煤粉的壓球在高 溫下Fe203中的鐵被煤還原和熔融，得到碳含量0. 5 1. 5%的球鐵和塊鐵，并與鋁硅渣分 離。更優(yōu)選的，熔融還原壓球采用水快速冷卻至室溫，以減少熔融還原壓球中的球鐵和塊鐵 被氧化。
4.如權(quán)利要求1或2所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的方法，其特征在于優(yōu)選的，步驟4)所述還原壓球在流水中經(jīng)粉碎后，初級(jí)磁選分離出尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵，剩余初選渣在水中經(jīng)球磨機(jī)細(xì)磨，二級(jí)強(qiáng)磁選分離出尺寸小于3mm的球鐵， 使鋁硅渣中的鐵含量小于1. 5%，水再被循環(huán)利用。所選出球鐵和塊鐵混合物成分是Fe 98 99. 5%, C 0. 05 0. 3%, Si02 0. 08 0. 45%, A1203 0. 08 0. 55%, Ti02 0. 05 0. 35%,Mn 0. 01 0. 15%,Ca0 0. 09 0. 35%,Mg0 0. 01 0. 03%,S 0. 005 0. 03%, P 0. 005 0. 03% ；剩余鋁硅漁的成分是A1203 32 45%，Si02 23 26%，F(xiàn)e 0. 5 1. 5%，Ti02 9 23%，Mn0 :0. 1 0. 6%，Ca0 :12 20%，Mg0 :0. 4 0. 6%，C 0 2. 5，S 0. 03 0. 08%, P 0. 03 0. 09%。
5.如權(quán)利要求1或2所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的方法，其特征在于步 驟5)所述的堿金屬氧化物包括氧化鈉、氧化鉀等。步驟5)所述轉(zhuǎn)底爐高溫廢氣(1150 1250°C )在一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)、二級(jí)預(yù)熱設(shè)備 (B)和三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)中被逐級(jí)降溫，到三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)被降到600°C以下，使氧化鈉、氧化鉀等堿性金屬氧化物粉塵被回收設(shè)備回收，妝20和1(20粉末用于提煉金屬Na和K，或用 于制造肥料的原料；高溫廢氣(1150 1250°C )在一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)中得到950 1000°C 的預(yù)熱空氣、在二級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)中得到700 800°C的預(yù)熱空氣、在三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)中 得到500 600°C餓預(yù)熱空氣，預(yù)熱設(shè)備所得到的預(yù)熱空氣混合后得到700 900°C預(yù)熱空 氣，700 900°C預(yù)熱空氣通過富氧混合設(shè)備兌入15 35%的氧氣生成600 800°C富氧 熱風(fēng)送入轉(zhuǎn)底爐；三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)中600°C以下的高溫廢氣由烘干管道送往鏈箅機(jī)用于 烘干壓球，最后廢氣排放溫度150 250°C，余熱得到了充分利用。
6.一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設(shè)備，包括混料機(jī)(1)，壓球機(jī)(2)，鏈算機(jī) (3)，轉(zhuǎn)底爐(6)，冷卻機(jī)(7)，磁選系統(tǒng)，余熱利用系統(tǒng)，煤氣系統(tǒng)?；炝蠙C(jī)(1)、壓球機(jī)(2) 與鏈箅機(jī)⑶依次相連，鏈箅機(jī)⑶與轉(zhuǎn)底爐(6)上部的布料口⑷相連，冷卻機(jī)(7)與轉(zhuǎn) 底爐(6) 一側(cè)的出料口 (5)相連。
7.如權(quán)利要求6所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設(shè)備，其特征在于，所述的 磁選系統(tǒng)包括破碎機(jī)(8)，磁選設(shè)備(9)，球磨機(jī)(10)，強(qiáng)磁選設(shè)備(11)。冷卻機(jī)(7)、破 碎機(jī)(8)、磁選設(shè)備(9)、球磨機(jī)(10)、強(qiáng)磁選設(shè)備(11)依次相連，把水冷壓球在流水中破碎 后由磁選設(shè)備分離出粗渣、球鐵和塊鐵混合物，粗渣再經(jīng)球磨機(jī)在水中細(xì)磨，再由強(qiáng)磁選設(shè) 備選出剩余的球鐵，使鋁硅渣中的鐵含量小于1. 5%。
8.如權(quán)利要求6或7所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設(shè)備，其特征在于，所 述的余熱利用系統(tǒng)包括高溫廢氣管道(12)，預(yù)熱設(shè)備(13)，回收設(shè)備(14)，吸附制氧設(shè)備 (17)，富氧混合設(shè)備(19)。優(yōu)選的預(yù)熱設(shè)備(13)由一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)、二級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)和 三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)依次串連組成。轉(zhuǎn)底爐(6)經(jīng)高溫廢氣管道(12)與預(yù)熱設(shè)備(13)A相 連，回收設(shè)備(14)位于一級(jí)預(yù)熱設(shè)備(A)A和二級(jí)預(yù)熱設(shè)備(B)的下方；三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C) 通過預(yù)熱空氣管道(15)與富氧混合設(shè)備(19)相連；吸附制氧設(shè)備(17)通過氧氣管道(18) 與富氧混合設(shè)備(19)相連；富氧混合設(shè)備(19)經(jīng)富氧熱風(fēng)管道(20)和轉(zhuǎn)底爐(6)相連； 三級(jí)預(yù)熱設(shè)備(C)通過烘干管道(16)與鏈箅機(jī)(3)相連。
9.如權(quán)利要求6 8任一項(xiàng)所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設(shè)備，其特征在 于，所述的煤氣系統(tǒng)包括煤氣發(fā)生爐(21)，煤氣管道(22)。煤氣發(fā)生爐(21)通過煤氣管 道(22)與轉(zhuǎn)底爐(6)相連，為轉(zhuǎn)底爐供應(yīng)燃燒煤氣。
10.如權(quán)利要求6 8任一項(xiàng)所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設(shè)備，其特征 在于，所述的煤氣系統(tǒng)包括天然氣柜(23)和天然氣管道(24)。天然氣柜(23)通過天然 氣管道(24)與轉(zhuǎn)底爐(6)相連，為轉(zhuǎn)底爐供應(yīng)燃?xì)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法和設(shè)備，把赤泥、煤粉、石灰、粘結(jié)劑按比例均勻混合，并壓制成球，經(jīng)烘干、轉(zhuǎn)底爐熔融還原、粉碎后、磁選分離出鐵和鋁硅渣，分離出的鐵用于電爐煉鋼或鑄鋼等，鋁硅渣用于生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)優(yōu)質(zhì)水泥或用于耐火材料的原料，使赤泥得到綜合利用，節(jié)約土地，節(jié)能減排，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C21B13/00GK101984080SQ20101056160
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者董亞飛 申請(qǐng)人:董亞飛