一種處理赤泥回收鐵精粉的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體廢棄物再資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種處理赤泥回收鐵精粉的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是制鋁工業(yè)從鋁土礦中提煉氧化鋁后的一種紅色粉泥狀強(qiáng)堿性固體廢料，一般來說，每生產(chǎn)It氧化鋁將產(chǎn)生1.0?2.5t赤泥。據(jù)不完全估計(jì)，目前全世界每年排放量約6000萬噸，但其利用率僅為15%左右，迄今為止仍未找到可大量利用赤泥的有效途徑，由于大量赤泥不能得以回收利用，大多采用堆場濕法存放、直接填海、中和后填海，或脫水干化后進(jìn)行簡單處理。赤泥的堆放不僅占用大量土地，且其堆場建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用也很高昂，同時(shí)還破壞了周邊的環(huán)境，帶來一系列的環(huán)境污染與生態(tài)破壞問題，增加了鋁工業(yè)的環(huán)保壓力，已成為我國鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的棘手問題。
[0003]我國屬鐵資源短缺國家，隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鐵資源日益緊張，大部分依靠進(jìn)口，價(jià)格也不斷上升。赤泥中鐵含量約為18?35%，這部分鐵隨赤泥一起排放，不僅污染環(huán)境，而且造成資源的巨大浪費(fèi)。因此，開發(fā)一種可回收赤泥中鐵的工藝方法是一項(xiàng)具有重要社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的工作。
[0004]迄今為止，國內(nèi)外對赤泥中鐵資源的回收進(jìn)行了大量的研宄和探討，從國內(nèi)外公開專利和發(fā)表論文來看，從赤泥中回收鐵資源的方法主要有以下三種:1)直接熔煉法。如專利CN103074456A公開了一種通過干燥、制球、添加焦炭等添加劑在高爐中于1500?1650°C直接進(jìn)行熔煉得到鐵金屬，此方法存在能耗高的問題。2)磁選法。如專利CN101648159A公開了一種從氧化鋁赤泥中回收鐵精礦的方法，利用中磁機(jī)回收強(qiáng)磁性鐵精礦與高梯度磁選回收弱磁性鐵精礦結(jié)合的工藝方法回收赤泥中的鐵精礦，此方法存在鐵回收率低的問題(鐵回收率為28?35%)。3)磁化焙燒-磁選法，主要采用三條工藝線路。一條工藝線路是低溫條件(約350°C?400°C)下，赤泥配入煤、碳、鋸木肩、甘蔗渣作固相還原介質(zhì)，還原后的赤泥經(jīng)磁選可回收鐵。文獻(xiàn)I (畢節(jié)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，27(4):88)。赤泥在350°C?400°C的低溫焙燒過程中反應(yīng)動(dòng)力學(xué)較差，所需反應(yīng)時(shí)間較長，能源消耗大。第二條工藝路線是中高溫條件下(約950°C?1000°C )，拜耳法赤泥配煤進(jìn)行直接還原焙燒，焙燒產(chǎn)物在隔絕氧氣的條件下冷卻至室溫，焙燒礦細(xì)磨后于磁選機(jī)中磁選，得到海綿鐵。見文獻(xiàn)2(金屬礦山，2005，353(11):20)。此工藝線路的焙燒溫度控制在950°C?1000°C生成金屬鐵的同時(shí)，非磁性物質(zhì)也達(dá)到或接近熔點(diǎn)，形成的液態(tài)非磁性物質(zhì)渣會(huì)堵塞和粘結(jié)反應(yīng)器，還原反應(yīng)過程難以連續(xù)化進(jìn)行。第三條工藝線路是在700°C?850°C的溫度下，將烘干后的赤泥粉或赤泥塊在還原氣氛中還原磁化焙燒。中國發(fā)明專利CN102626670A公開了一種回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒處理赤泥制備鐵精粉的方法，這種方法反應(yīng)時(shí)間較長(25?50min)，要求的還原氣氛中CO的含量相對較高(15%?25% )，能源消耗大；入窖赤泥塊在1mm以下，而赤泥本身就是粒度小于0.02mm的顆粒占65%以上的微細(xì)粉，在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過程中，赤泥塊勢必會(huì)碰撞粉化，高溫下結(jié)圈、結(jié)皮，惡化工況。中國發(fā)明專利CN102628907A公開了一種循環(huán)流化床磁化焙燒處理赤泥制備鐵精粉的方法，赤泥直接烘干后預(yù)熱磁化，該方法對赤泥中大量的堿未作處理，鉀鈉等堿金屬離子在焙燒過程中，存在汽化-冷凝后結(jié)塊結(jié)皮的問題；且該方法同樣存在反應(yīng)時(shí)間較長(25?50min)，物料在循環(huán)流化床內(nèi)需反復(fù)循環(huán)焙燒，要求的還原氣氛中CO的含量相對較高(16%?22% )，能源消耗大的問題。此外，以上兩種磁化培燒處理的均為鐵含量在30%以上的拜耳法高鐵赤泥，對于含鐵量在30%以下的低含鐵量的赤泥，用以上方法直接還原焙燒，勢必造成單位焙燒礦產(chǎn)品的能耗偏高，且由于焙燒后磁選過程中微細(xì)粒的夾帶效應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品回收率偏低。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有處理赤泥回收鐵精粉的工藝方法中，存在焙燒時(shí)間長、溫度高、還原性氣體中CO的含量高以及能耗高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供了一種處理赤泥回收鐵精粉的方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有赤泥回收鐵精粉的工藝中，存在焙燒時(shí)間長、溫度高、還原氣體中CO的含量高、能耗高等問題。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種處理赤泥回收鐵精粉的方法，包括以下步驟:
[0010]S1、富集:將赤泥與水混合成赤泥漿，經(jīng)強(qiáng)磁粗選，獲得強(qiáng)磁精礦和強(qiáng)磁尾礦；
[0011]S2、對強(qiáng)磁精礦進(jìn)行除堿；
[0012]S3、干燥、制粉；
[0013]S4、預(yù)熱:將制粉得到的粉料預(yù)熱至550?580 °C ；
[0014]S5、閃速磁化焙燒:將預(yù)熱后的粉料送入閃速磁化焙燒爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度為600?650°C,CO的體積百分含量為2%?2.5%，進(jìn)行20s?50s的懸浮流態(tài)化磁化焙燒，得到焙燒赤泥；焙燒過程中持續(xù)向閃速磁化焙燒爐內(nèi)通入弱還原性氣體；
[0015]S6、將焙燒赤泥冷卻；
[0016]S7、弱磁選，得到鐵精粉和尾礦。
[0017]其中，所述步驟SI中，強(qiáng)磁粗選的磁場強(qiáng)度為6000?12000高斯，強(qiáng)磁精礦的全鐵品位為30%以上。
[0018]其中，所述步驟S2是將強(qiáng)磁精礦經(jīng)水沖洗、濃縮、脫水處理后，除去其中的堿，得到中性強(qiáng)磁精礦。
[0019]其中，所述步驟S3是將中性強(qiáng)磁精礦自然晾干或烘干至含水量小于8%之后，再進(jìn)一步烘干打散。
[0020]其中，所述步驟S4中，預(yù)熱操作采用三級(jí)或三級(jí)以下的旋風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)行；所述步驟S5焙燒后經(jīng)氣固分離得到焙燒赤泥和焙燒尾氣，所述焙燒尾氣用作預(yù)熱氣，依次通過各級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，與粉料進(jìn)行熱交換。
[0021]其中，步驟S4中，最后一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器分離排出的含塵尾氣，經(jīng)過電除塵，除塵后的潔凈尾氣一部分用作步驟S5的摻冷風(fēng)，另一部分用于步驟S3的干燥、或用于步驟S5中閃速磁化焙燒爐焙燒用煤粉的烘干。
[0022]其中，步驟S5中，閃速磁化焙燒爐內(nèi)的弱還原性氣體是由煤粉燃燒產(chǎn)生的煙氣與除塵后的部分潔凈尾氣組成的混合氣；產(chǎn)生煙氣的煤粉，其中粒度小于200目的占煤粉總量的85%。
[0023]其中，所述步驟S6中，采用間壁式換熱器與空氣進(jìn)行換熱，換熱后得到冷焙燒赤泥與熱空氣，該熱空氣一部分用于步驟S5中閃速磁化焙燒爐焙燒用煤粉的燃燒，另一部分用于步驟S3的干燥。
[0024]其中，所述步驟S7是將冷焙燒赤泥與水混合形成礦漿，進(jìn)行磨礦和分級(jí)，之后采用弱磁選分離，得到鐵精粉和尾礦；弱磁選的磁場強(qiáng)度為800?2000高斯。
[0025]其中，所述步驟SI中，對強(qiáng)磁尾礦進(jìn)行沖洗、濃縮和脫水處理，沖洗水經(jīng)沉降后循環(huán)利用，處理后的強(qiáng)磁尾礦送至尾礦庫堆存。
[0026]利用上述處理赤泥回收鐵精粉的方法回收鐵精粉的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連通的:攪拌槽、強(qiáng)磁選機(jī)、濃密機(jī)、圓盤過濾機(jī)、球磨機(jī)、布袋收塵器、旋風(fēng)預(yù)熱器、閃速磁化焙燒爐、旋風(fēng)分離器、間壁式換熱器和弱磁選機(jī)；所述旋風(fēng)預(yù)熱器的物料出口與閃速磁化焙燒爐的物料入口連通，旋風(fēng)分離器的氣體出口與旋風(fēng)預(yù)熱器的物料入口連通；旋風(fēng)預(yù)熱器的氣體出口連接有電除塵器；電除塵器的氣體出口連接有高溫風(fēng)機(jī)，高溫風(fēng)機(jī)的出口分別與閃速磁化焙燒爐的氣體入口、球磨機(jī)的氣體入口連通；間壁式換熱器的氣體入口通空氣，間壁式換熱器的氣體出口分別與熱風(fēng)爐、球磨機(jī)的氣體入口連通。
[0027](三)有益效果
[0028]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明一種處理赤泥回收鐵精粉的方法及系統(tǒng)，首先通過富集，強(qiáng)磁粗選得到鐵品位為30%以上、鐵回收率高的強(qiáng)磁精礦，同時(shí)脫去了細(xì)泥和細(xì)砂等脈石，使得進(jìn)入步驟S5的物料量減少，這樣只需對富集后的強(qiáng)磁精礦進(jìn)行焙燒，焙燒能耗降低，更重要的是消除了細(xì)泥和細(xì)砂對焙燒赤泥分選的負(fù)面(包裹、覆蓋和夾雜)影響，使得鐵精粉的鐵品位高、鐵回收率高；然后通過水洗除去赤泥中的堿，消除堿對焙燒過程的影響，保護(hù)閃速磁化焙燒爐，有利于生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；粉料焙燒前已打散成細(xì)粉，進(jìn)入閃速磁化焙燒爐后處于分散懸浮狀態(tài)，細(xì)粉與還原性氣體中CO接觸的機(jī)率增大，提高了CO的利用率，使得焙燒過程中所需的CO分子數(shù)量減少，也就是CO的濃度不需要常規(guī)那樣高，CO的體積百分含量僅為2%?2.5% ;且粉料焙燒前先行預(yù)熱至接近磁化反應(yīng)溫度，粉料進(jìn)入閃速磁化焙燒爐后，在低于常規(guī)焙燒溫度(700?900°C )下，可迅速反應(yīng)，焙燒溫度(600?650°C )低，反應(yīng)速度快，時(shí)間短，能耗低；閃速磁化焙燒后，鐵礦物的晶格變得易于解離，且其表面變得疏水，磁性增強(qiáng)，采用弱磁選可得到高品位、高回收率的鐵精粉。總之，本發(fā)明能有效地回收氧化鋁赤泥中的鐵精粉，變廢為寶，減少了赤泥排放量，利于環(huán)保，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
[0030]圖2是本發(fā)