[发明专利]一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法

说明书

本发明的一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，工艺步骤为：(1)将脱水干燥的高铁高钛赤泥与固态碳质还原剂和造渣剂混和，不经烧结直接喷吹到涡流搅拌熔融还原高温炉漩涡中心，并在1460‑1650℃温度下涡流搅拌熔融还原10‑60min；(2)得到含钛水和熔融渣分别溢流分离；(3)含钛铁水加入铬铁、锰铁直接冶炼成含钛铸铁型耐磨合金；(4)钠在还原过程进入烟气回收；(5)熔融渣在涡流搅拌高温炉中调整组成使其符合水泥要求；(6)熔融渣冷却、破碎、研磨直接成为水泥熟料。本发明赤泥的利用率为100％，钠、铁和钛的提取率分别为95％以上，90％以上和60％以上。

技术领域：

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法。

背景技术：

赤泥是以铝土矿为原料制取氧化铝或氢氧化铝后所产生的强碱性固体废物。目前，全球赤泥储量估测已经超过30亿吨，并且每年大约以1.2亿吨的速度增长，世界赤泥平均利用率为15％。中国赤泥累计堆存量已增长至6亿吨，并且每年大约以1亿吨的速度增长，中国赤泥利用率仅为4％。大部分赤泥仍然采取陆地堆存的方法处置。赤泥堆存不仅浪费了二次资源、占用大量土地，而且破坏了赤泥堆场的周边环境，带来了严重的环境问题，致使铝工业的环保压力剧增。赤泥堆存的环境风险早已引起了各氧化铝生产国政府及企业的重视，解决赤泥问题的关键是研发赤泥综合利用技术。

为实现赤泥的高效利用以及有价元素提取，我国铝工业进行了大量的研发工作，现有的赤泥利用技术一般可分为两种：一种是作为一般性工业原料整体利用，如赵广明等人发明的“一种利用赤泥生产水泥熟料的方法”(申请号：CN201210031710.1)，是向脱碱赤泥中添加脱碱石膏和粉煤灰，将以上三种材料在搅拌罐中混合均匀，同时加水将其浓度调整至30％。使用板框式高压压滤机压滤至固体混合物含水量低于25％，然后送入转窑内煅烧成水泥熟料；王文举等人发明的“一种铝工业工艺废渣全部转型为生态建筑材料的工艺与方法”(申请号：CN200710105971)，利用铝工业在生产过程中所产出的固体废物赤泥(烧结法、拜耳法)、锅炉炉渣、选矿尾矿、化灰渣、煤气发生炉渣、污泥六种废渣自身的物质属性，通过干燥、粉碎、合理配比、加工成型(碾压、挤压)固结或烧结工艺，转化为新型的路用材料和建筑墙体材料。

也有从赤泥中提取有Na、Al、Fe、稀有金属等有价金属元素的技术；娄东民等发明的“一种拜耳法赤泥的脱碱方法”(申请号：CN201810572642.7)先对赤泥进行磨制，使赤泥的表面更新，然后再对经过表面更新处理的赤泥与石灰乳混合后进行脱碱反应，经过脱碱反应后的赤泥浆液进行洗涤、液固分离，可以获得含碱的溶液，返回氧化铝生产流程，分离后低碱含量的赤泥送赤泥大坝堆存；

陈环月等发明的“一种从赤泥中分选提铁除钠的方法，申请号CN108686828A”将赤泥通过粉碎或球磨制成以微细颗粒为主的微细赤泥料，对微细赤泥料进行分级，将微细赤泥料中粒径小于5微米的微细颗粒中的10～98％分离出来，分离出来的粒径小于5微米的微细颗粒产品为以钠硅渣和钙硅渣为主的产品，其中氧化钠含量大于10％，分级后剩余的赤泥料为铁矿产品，其中氧化铁含量大于30％。

赤泥作为一般性工业原料整体利用时存在赤泥碱性制约、产品价格低、收益差等问题；分别提取有价元素的方法又大多存在提取率低、元素富集产品纯度低无法直接利用等问题。因此尽管氧化铝工业关于赤泥利用的研究众多，目前赤泥的堆存问题仍然未能得到妥善解决。

发明内容：

本发明的目的是为了更好的实现赤泥的综合利用，提供一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，即以高铁高钛赤泥为原料，将脱水干燥的高铁高钛赤泥与固态碳质还原剂和造渣剂在涡流搅拌熔融高温炉中还原生产铁钛合金，钠在还原过程进入烟气回收，熔融渣在高温下调整组成，经冷却、破碎、研磨直接成为水泥熟料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，包括以下步骤：