[发明专利]一种高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉

说明书

本发明公开了一种高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉，将高铁赤泥、焦炭、石灰以及添加剂按照比例准备；将混匀后的混合料制成赤泥团块；将干燥的赤泥球团从高温气化熔融炉顶部加入到炉中，在高温底部用鼓风机吹入富氧空气；赤泥中的氧化铝、氧化硅、石灰等其他的氧化物和炉内的溶剂结合而成为炉渣；铁水自炉底出水口间断排出，炉渣自出渣口排出，煤气通过除尘、脱硝脱硫处理进行再利用。本发明提供的高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉，利用高温气化熔融炉直接还原赤泥中的铁，达到除铁的目的，同时利用高温气化方法除去赤泥中的Na₂O等碱性物质，产出的炉渣，可用于生产耐火材料、建筑材料等高附加值产品。

技术领域

本发明涉及高铁赤泥技术领域，尤其涉及一种高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉。

背景技术

高铁赤泥时拜耳法氧化铝生产过程中产生的工业固体废弃物，主要成分是 SiO2、Fe2O3、Al2O3、Na2O、CaO等；因含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，故被称为赤泥。赤泥的产出量因矿石品味、生产方法和技术水平的不同，大约每生产1吨氧化铝要排放1.0～1.7吨赤泥。随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低，赤泥产出量将越来越大；目前我国的赤泥堆存量已累计达到8 亿多吨；大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放。赤泥为含有大量碱性物质，随着雨水的冲淋，赤泥中的碱性物质和其他有害元素会被溶出，导致地表地下水污染和土地盐碱化；长期堆放，干燥后随风飘扬，还会污染大气。大量的赤泥既占用大量土地，又造成环境污染和安全隐患，因此赤泥的综合利用正成为日益重要的研究课题，倍受国家各级部门重视。

赤泥中铁含量一般在10％～70％，拜耳法生产氧化铝排出的赤泥铁含量达到30％-70％，因而这种高铁赤泥的回收利用价值极高。另外除铁除碱的后的炉渣，主要成分为氧化铝、氧化硅等，是优质的原材料，可以用来生产耐火材料、建筑材料、岩棉、高牌号水泥等。

目前的高铁赤泥处理方法中，由于工序步骤多，工艺操作复杂；需要专门的设备投入大，同时由于条件严格，能耗高、没有有效经济效益，难以实现工业生产大规模应用。

发明内容

本发明提供的一种高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉，解决了如何处理高铁赤泥的技术问题，利用高温气化熔融炉直接还原赤泥中的铁，达到除铁的目的，同时利用高温气化方法除去赤泥中的Na₂O等碱性物质，产出的炉渣，可用于生产耐火材料、建筑材料、岩棉、高牌号水泥等高附加值产品。

为此，本发明所采用的解决方案是：

步骤1：将高铁赤泥、焦炭、石灰以及添加剂按照比例准备，焦炭和高铁赤泥比例按照焦炭中碳含量和赤泥中铁氧化物氧含量摩尔比为1:1.2-1:2配比，石灰的比例按照渣的碱度在1-2.5之间酌量加入，比例在5-30％，添加剂主要为萤石粉，并混合均匀；

步骤2：用压球机或造球机将混匀后的混合料制成直径10-60mm的赤泥团块，干燥备用；

步骤3：将干燥的赤泥球团从高温气化熔融炉顶部加入到炉中，在高温底部用鼓风机吹入富氧空气，高温下，焦炭中的碳和氧气反应生产一氧化碳和氢气；

球团随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降过程中，和上升的一氧化碳和氢气相遇，先后发生传热、还原、熔化，脱碳作用氧化铁等金属氧化物生成金属铁或者其他金属；

赤泥中的氧化铝、氧化硅、石灰等其他的氧化物和炉内的溶剂结合而成为炉渣，此阶段铁的金属化率大于94％，Na₂O等碱性物质在此温度挥发，随着煤气排出，达到除碱效果；

步骤4：铁水自炉底出水口间断排出，运往钢厂或者铸造生铁，炉渣自出渣口排出，用于岩棉等生产，煤气通过除尘、脱硝脱硫处理进行再利用。