[发明专利]生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法

说明书

生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法，属于高铁拜耳法赤泥生产铁精矿的技术领域。生物质用量占高铁拜耳法赤泥用量5％‑50％范围称取各原料，混合均匀；所得的混合料进行焙烧，焙烧温度为400‑750℃。经磁选后获得符合高炉炼铁要求的铁精矿和高胶凝活性的无机材料两种产品。本发明采用生物质原料代替煤粉还原高铁拜耳法赤泥中的赤铁矿，不仅能够将还原温度降低200℃左右，同时还可以同步获得最优的无机组分胶凝活性。此方法将赤铁矿还原和提高无机胶凝活性两个步骤合二为一，“梯级全组分”利用了生产氧化铝过程中排放的固废—高铁赤泥，较碳基还原降低了能源消耗、减少了碳排放，并降低了投资和生产成本，环境效益、社会效益和经济效益显著。

技术领域

本发明属于高铁拜耳法赤泥生产铁精矿的技术领域，特别涉及一种生物质低温磁化还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分胶凝活性的方法。磁化焙烧技术主要应用于赤铁矿、褐铁矿等磁性很弱的铁矿石，用煤炭、天然气等还原剂，在一定的温度和气氛条件下，将这些矿石还原成磁铁矿，经还原磁化后，矿石物相发生改变，赤、褐铁矿变成磁铁矿，磁性可增加多个数量级，利用焙烧后铁矿与脉石的巨大磁性差异，可以用弱磁选分离出铁矿。

提高尾矿的胶凝活性，一般要对铁尾矿进行活化，常见的活化方法包括机械活化、热活化、化学活化、水热活化及复合热蚀变活化等。

背景技术

赤泥是氧化铝在生产过程中排出的固体废渣，具有强碱性，因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大多数生产厂每生产1t氧化铝要排放1.0～2.0t的赤泥。我国氧化铝厂大多采用露天筑坝的方式堆存赤泥这种方式不仅浪费赤泥中的金属资源而且占用大量的土地，赤泥中的碱会渗透到地下造成土壤和地下水污染，裸露在地表的赤泥容易风化污染空气对人类的健康造成极大危害。2016年底我国氧化铝产量6090.5万吨，赤泥排放量达9000万吨左右，其中近一半为高铁拜耳法赤泥。所以必须研究开发利用国内大量的高铁拜耳法赤泥。近年来，我国出台了一系列赤泥综合利用的政策文件和鼓励措施，“十二五”初，科技部联合发改委、环保部等部门制定了《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》；国家发展改革委于2011年发布了《“十二五”资源综合利用指导意见》和《大宗固体废物综合利用实施方案》，明确提出加快共性关键技术研发，实现赤泥科学高效利用，重点发展赤泥提取有用组分生产建材从我国铁矿资源的利用情况来看，易选的磁铁矿资源正面临日益短缺的局面，所以要充分利用我国搁置的大量高铁拜耳法赤泥。近年来我国赤泥提铁技术总体水平有了很大提高，但是开发利用的水平仍然处于较低水平，选矿加工成本仍然较高，高铁拜耳法赤泥高效利用技术亟待提高。

铁尾矿作为一种二次资源，其资源化利用是全社会关注的焦点。铁尾矿的资源化利用已迫在眉睫，否则不仅造成铁尾矿中有用组分流失，而且其排放后占用大量土地、破坏植被和污染环境。随着磁化焙烧技术的发展，高铁拜耳法赤泥选铁后，将会排出更多铁尾矿，其资源化利用将成为一大难题。而目前铁尾矿在建材中利用的难题在于其胶凝活性过低，无法直接大掺量利用。如果在高铁拜耳法赤泥磁化焙烧过程中，同时利用焙烧环境对高铁拜耳法赤泥中硅铝组分(铁尾矿的主要成分)进行改质，这样既能提取铁组分，又能提高尾矿的胶凝活性，方便对其进行下一步建材化利用，实现铁矿资源的全组分利用。这对于节能减排、清洁生产及生态环境的改善都具有非常重要的意义。铁尾矿在建筑材料中应用是实现其大宗高效利用的重要途径，但由于铁尾矿胶凝活性低，无法大掺量应用于建筑材料，因此，提高其胶凝活性从而使其用量增加是扩大铁尾矿消耗量的重要手段。

生物质不仅是可再生绿色能源，而且分布广泛，资源丰富，廉价易得，生物质废弃物的总量每年可达6.5亿吨标煤以上。近年来，生物质作为一种可再生的还原剂被应用于冶金中，其中生物质磁化还原赤泥因其反应温度低，磁化效果好被广泛关注。

发明内容