赤泥和鋼渣的綜合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬冶煉領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種赤泥和鋼渣的綜合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的最主要的固體廢渣，目前，國(guó)內(nèi)赤泥每年排放量超過(guò)3000萬(wàn)噸，除少部分應(yīng)用于水泥生產(chǎn)、制磚等用途外，大多濕法露天筑壩堆存，現(xiàn)今赤泥累積堆存已超過(guò)I億噸。赤泥的綜合利用一直是一項(xiàng)世界性難題，已經(jīng)成為嚴(yán)重制約我國(guó)氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。近些年，氧化鋁行業(yè)利潤(rùn)率一直下降，目前多家企業(yè)處于虧損狀態(tài)，赤泥堆場(chǎng)的建設(shè)不僅占用大量土地，而且維護(hù)費(fèi)高昂，增加了氧化鋁生產(chǎn)成本。另外，由于赤泥本身的酸性氧化物Al203、Si02含量特別高，在還原過(guò)程中需要添加大量的石灰石作為堿性恪劑，而不加入石灰石時(shí)或加入量較少時(shí)，球團(tuán)不能得到充分的還原，金屬化率很低，不利于后續(xù)渣鐵分離。當(dāng)加入較多的石灰石后，石灰石中CaO在高溫下則與FeO, Si02、Al2O3形成鈣鐵橄欖石等低熔點(diǎn)化合物，導(dǎo)致球團(tuán)軟熔與耐火材料粘接嚴(yán)重。
[0003]鋼渣為煉鋼生產(chǎn)中產(chǎn)生的高堿度渣，每生產(chǎn)I噸鋼要排出約0.12噸鋼渣。目前我國(guó)鋼鐵渣的綜合利用率僅為50%，鋼渣的綜合利用率僅為10%，其主要原因是鋼渣的處理工藝和設(shè)備落后，致使鋼渣的體積穩(wěn)定性不良，達(dá)不到應(yīng)用領(lǐng)域的要求，鋼渣質(zhì)硬、塊大、不易破碎，目前鋼渣綜合利用率低，利用較難。如果堆放這些廢渣將造成環(huán)境污染，而且因新建或擴(kuò)建渣場(chǎng)需要大量征地和投資，給社會(huì)和企業(yè)均帶來(lái)很大負(fù)擔(dān)。轉(zhuǎn)爐鋼渣一般含有40?60%的CaO，其中10%左右的為游離的CaO，其余為硅酸二鈣、硅酸三鈣，It鋼渣相當(dāng)于700?750kg石灰石。鋼渣中，未溶解或過(guò)飽和析出的CaO是影響鋼渣穩(wěn)定性的重要物相，自由氧化鈣是其利用過(guò)程中的難題。因此對(duì)于游離CaO含量高的鋼渣不適于做水泥建材，只能考慮其他的利用方法。另外，由于鋼渣中磷含量較高，也進(jìn)一步限制了它的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種赤泥和鋼渣的綜合處理方法，該方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)赤泥和鋼渣兩種工業(yè)廢棄物的綜合利用，并且可以得到高品質(zhì)的鐵產(chǎn)品，從而從根本上解決這兩種工業(yè)廢棄物利用率低和長(zhǎng)期堆存的難題。
[0005]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種赤泥和鋼渣的綜合處理方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:
[0006](I)將赤泥、鋼渣和還原劑進(jìn)行混合，以便得到混合物料；
[0007](2)將所述混合物料進(jìn)行焙燒處理；
[0008](3)將步驟(2)所得反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離處理，以便得到鐵產(chǎn)品和尾渣。
[0009]由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的赤泥和鋼渣的綜合處理方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)赤泥和鋼渣兩種工業(yè)廢棄物的綜合利用，并且可以得到高品質(zhì)的鐵產(chǎn)品，從而從根本上解決這兩種工業(yè)廢棄物利用率低和長(zhǎng)期堆存的難題。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的赤泥和鋼渣的綜合處理方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(I)中，所述赤泥、所述鋼渣和所述還原劑按照質(zhì)量比為100:(10?30):(10?30)進(jìn)行混合。由此，不僅可以顯著促進(jìn)赤泥中氧化鐵的還原，而且可以保證鋼渣中的磷元素脫除完全。
[0012]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述赤泥和鋼渣的綜合處理方法進(jìn)一步包括:(4)在將所述混合物料進(jìn)行焙燒處理之前，預(yù)先對(duì)所述混合物料進(jìn)行成型處理，以便得到混合球團(tuán)。由此，可以進(jìn)一步提高焙燒處理過(guò)程金屬鐵的還原效果。
[0013]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述混合物料的四元堿度為0.3?I，所述混合物料中的鈉鹽為0.5?5wt%。由此，可以實(shí)現(xiàn)焙燒過(guò)程中金屬鐵和磷的分離，從而提高鐵產(chǎn)品的品位。
[0014]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述焙燒處理的溫度為1050?1280°C。由此，可以減少磷進(jìn)入金屬鐵粉中，由于磷的還原屬于吸熱反應(yīng)，溫度越高，C對(duì)磷的還原作用越顯著，因此還原溫度要盡量降低，同時(shí)為了將鐵充分還原和聚集長(zhǎng)大，還原溫度不宜過(guò)低，以進(jìn)一步提尚鐵廣品的品位。
[0015]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0016]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的赤泥和鋼渣的綜合處理方法的流程示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的赤泥和鋼渣的綜合處理方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0020]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0022]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0023]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種赤泥和鋼渣的綜合處理方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:⑴將赤泥、鋼渣和還原劑進(jìn)行混合，以便得到混合物料；⑵將所述混合物料進(jìn)行焙燒處理；(3)將步驟(2)所得反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離處理，以便得到鐵產(chǎn)品和尾渣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將赤泥、鋼渣和還原劑混合，可以將鋼渣中的氧化鈣作為焙燒過(guò)程中赤泥中的氧化鐵的助熔劑，從而降低氧化鐵的焙燒處理溫度，并且可以有效促進(jìn)金屬鐵的還原，同時(shí)赤泥中的鈉鹽連同鋼渣中的氧化鈣可以有效脫除鋼渣帶來(lái)的有害元素磷元素，進(jìn)而再經(jīng)分離處理可以得到高品質(zhì)的鐵產(chǎn)品，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)赤泥和鋼渣兩種工業(yè)廢棄物的綜合利用，并且通過(guò)采用工業(yè)廢棄物鋼渣對(duì)赤泥進(jìn)行處理，可以顯著降低赤泥的處理成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)化害為利，變廢為寶，從而從根本上解決這兩種工業(yè)廢棄物利用率低和長(zhǎng)期堆存的難題。
[0025]下面參考圖1-2對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的赤泥和鋼渣的綜合處理方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:
[0026]SlOO:將赤泥、鋼渣和還原劑進(jìn)行混合
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將赤泥、鋼渣和還原劑進(jìn)行混合，從而可以得到混合物料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將赤泥、鋼渣和還原劑混合，可以將鋼渣中的氧化鈣作為焙燒過(guò)程中赤泥中的氧化鐵的助熔劑，從而降低氧化鐵的焙燒處理溫度，并且可以有效促進(jìn)金屬鐵的還原，同時(shí)赤泥中的鈉鹽連同鋼渣中的氧化鈣可以有效脫除鋼渣帶來(lái)的有害元素磷元素，進(jìn)而再經(jīng)分離處理可以得到高品質(zhì)的鐵產(chǎn)品，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)赤泥和鋼渣兩種工業(yè)廢棄物的綜合利用，并且通過(guò)采用工業(yè)廢棄物鋼渣對(duì)赤泥進(jìn)行處理，可以顯著降低赤泥的處理成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)化害為利，變廢為寶，從而從根本上解決這兩種工業(yè)廢棄物利用率低和長(zhǎng)期堆存的難題。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，赤泥、鋼渣和還原劑的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，赤泥、鋼渣和還原劑可以按照質(zhì)量比為100: (10?30): (10?30)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鋼渣含量過(guò)低，使得鋼渣中氧化鈣對(duì)赤泥中氧化鐵的助熔效果不明顯，而鋼渣的含量過(guò)高，會(huì)嚴(yán)重影響所得鐵產(chǎn)品的品位，并且發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，將赤泥、鋼渣和還原劑按照質(zhì)量比為100:(10?30):(10?30)進(jìn)行混合時(shí)，可以充分發(fā)揮鋼渣中氧化鈣的助熔效果，并且所得鐵產(chǎn)品的品位最優(yōu)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，還原劑的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，還原劑可以為含碳還原劑，例如可以為粉煤。由此，可以顯著降低原料成本。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，混合物料的四元堿度和鈉鹽含量并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，混合物料的四元堿度可以為0.3?1，混合物料中的鈉鹽可以為0.5?5wt%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在高溫還原條件下，赤泥中鐵氧化物與酸性氧化物Si02、Al2O3結(jié)合，嚴(yán)重影響鐵的還原，而加入含CaO的物質(zhì)，CaO可以與S1^ A120 3結(jié)合后，可