[发明专利]综合利用工业固废的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及综合利用工业固废的系统及方法。

背景技术

有色冶金渣，是指火法提取有色金属如铜、镍等产生的渣，其中含有约40％的铁，其主要以铁橄榄石(2FeO·SiO₂)形式存在，还有少量以磁铁矿(Fe₃O₄)形式存在。由于铁橄榄石直接还原难度较大，且该类冶金渣中的硫含量一般较高，若直接进行还原提取铁，则硫元素会进入铁中，成为产品杂质。

赤泥是铝土矿提取氧化铝后所产生的最主要的固体残渣，因其中含有大量氧化铁而呈现红色，因此称之为赤泥。目前赤泥除了少部分应用于水泥生产、制砖等用途外，大多处于露天筑坝堆存状态。赤泥中含有Fe₂O₃、CaO、MgO等物质。

电石渣是在乙炔、聚氯乙烯、聚乙烯醇等工业产品生产过程中，电石水解后产生的沉淀物，主要成份是氢氧化钙。电石渣长期堆积不但占用大量土地，且对土地有严重的侵蚀作用。因此，国家环境保护部已将电石渣纳入第Ⅱ类一般工业固体废物，要求进行管理。目前，生产过程中产生的电石渣均是作为废弃物处理，因此，处理这些电石渣废弃物不仅需要花费大量的人力物力，还造成了资源的浪费。

发明内容

针对工业固废处理难的问题，本发明将有色冶金渣、赤泥和电石渣按照一定比例混合制成球团，首先在氧化性气氛下进行焙烧，然后在弱还原性气氛下焙烧，无需经过破碎装置，直接磁选即可得到磁性铁产品，工艺简单，成本低。

本发明提供的一种综合利用工业固废的系统，包括：

混合装置，设有有色冶金渣入口、赤泥入口、电石渣入口和混合料出口；

成型装置，设有混合料入口和球团出口，所述混合料入口与所述混合装置的混合料出口相连；

氧化焙烧装置，设有球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，所述球团入口与所述成型装置的球团出口相连；

还原焙烧装置，设有氧化球团入口、还原性气体入口和碎裂球团出口，所述氧化球团入口与所述氧化焙烧装置的氧化球团出口相连；

冷却装置，设有碎裂球团入口和粉化料出口，所述碎裂球团入口与所述还原焙烧装置的碎裂球团出口相连；

磁选装置，设有粉化料入口、磁性铁粉出口和非磁性物质出口，所述粉化料入口与所述冷却装置的粉化料出口相连。

优选地，上述系统还包括：

第一破碎装置，设有原料入口和粉料出口，所述粉料出口与所述混合装置的有色冶金渣入口相连；

第二破碎装置，设有原料入口和粉料出口，所述粉料出口与所述混合装置的电石渣入口相连；

烘干装置，设有原料入口和烘干料出口，所述烘干料出口与所述混合装置的赤泥入口相连。

本发明还提供了一种利用上述系统制备磁性铁粉的方法，包括如下步骤：

准备有色冶金渣、赤泥和电石渣使其达到合适粒度及水分；

将所述有色冶金渣、所述赤泥和所述电石渣送入所述混合装置中混合均匀，获得混合料；

将所述混合料送入所述成型装置中制备成型，获得球团；

将所述球团送入所述氧化焙烧装置中，在氧化性气氛中进行焙烧，获得氧化球团；

将所述氧化球团送入所述还原焙烧装置中，在弱还原气氛下进行焙烧，所述氧化球团在还原的同时产生膨胀破裂，获得碎裂球团；

将所述碎裂球团送入所述冷却装置中进行冷却，所述碎裂球团在冷却过程中进一步粉化，获得粉化料；

将所述粉化料送入所述磁选装置中进行磁选，获得磁性铁粉。

优选地，所述电石渣中的氧化钙(CaO)分别和所述有色冶金渣中的硫(S)及二氧化硅(SiO₂)反应，和所述硫反应的氧化钙与所述硫的摩尔比为(2-5)：1，和所述硅反应的氧化钙与所述二氧化硅的摩尔比为(2.5-3)：1。

优选地，所述赤泥与所述电石渣的质量比为(3-6)：10。

优选地，所述球团在所述氧化焙烧装置中的焙烧温度为800℃-1200℃。

优选地，所述氧化球团在所述还原焙烧装置中的焙烧温度为600℃-1000℃。

优选地，所述氧化性气氛中氧气(O₂)的体积百分含量≥20％。

优选地，所述弱还原气氛中一氧化碳(CO)的体积百分含量为2000ppm-5000ppm，氧气(O₂)的体积百分含量为3％-7％。

优选地，所述有色冶金渣中铁的质量百分含量≥40％。