[实用新型]一种短流程的赤泥综合利用设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁和耐火材料的生产工艺，尤其涉及一种赤泥分离铁、铝硅渣和碱金属去除的工艺方法和设备，属钢铁冶金技术领域。

背景技术

赤泥是从铝土矿中提取氧化铝过程中产生的固体废渣。由于矿源与提炼方法不同，目前我国每生产1吨氧化铝，大约产生1～2吨赤泥。普遍采用拜耳法提取氧化铝后外排的赤泥，其主要成分是：Fe₂O₃：40～70％，SiO₂：7～12％，Al₂O₃：9～18％，TiO₂：3～9％，Na₂O：3～11％，CaO：1～3％，Mn：0.05～0.15％，K₂O：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，我国赤泥的堆存量已达2亿吨，预计2015年赤泥的堆存量将达到3.5亿吨。赤泥的堆存除了需要维护之外，更重要的是占用土地、污染环境、存在安全隐患。赤泥是一种很有潜在利用价值的资源，由于赤泥中Al₂O₃、TiO₂、Na₂O、K₂O等含量较高，炼铁高炉无法使用，在目前已有技术条件下，对于此类资源，尚无高效经济的处理技术，无法大量工业利用。

在铝生产过程中综合回收铁的研究众多：前苏联提出的熔渣法：即将含铁、铝的矿石与石灰石和焦炭按一定比例混合，混合料在电炉中进行高温还原熔炼生成硅铁合金，分离硅铁后的铝酸钙炉渣再用Na₂CO₃溶液浸出，回收其中的Al₂O₃。该法的最大缺陷是能耗高，因为将SiO₂还原需要很高的温度；此外，在高温熔炼过程中可能生成不易溶于Na₂CO₃溶液的铝酸钙，从而造成铝的回收率较低。U.S.Patent 1,618,105提出的Perdersen法在此基础上进行了改进，将高铁高硅铝土矿、石灰石、焦炭混合料在电炉中于较低的温度下熔炼，二氧化硅不被还原而与钙结合形成硅钙化合物，得到生铁和以12CaO-7Al₂O₃和2CaO.SiO₂为主的炉渣，炉渣用碳酸钠溶液浸出，得到铝酸钠溶液和碳酸钙，经固液分离后获得铝酸钠溶液，在此溶液中通入烟道尾气(CO2)进行碳酸化分解析出Al(OH)₃，从而实现铝的回收。在该法中含铁化合物被还原成生铁，熔炼温度仍然偏高，导致能耗高。