一种高铁赤泥回收利用方法与流程

1.本发明涉及冶金领域，特别涉及一种高铁赤泥回收利用方法。


背景技术：

2.赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，我国每年产生赤泥1亿吨以上，历史堆存量在10亿吨以上，一直未能得到有效利用。高铁赤泥是一种潜在的铁源，相比铁精矿，高铁赤泥的品位低，且含有钠元素，无法以原料的方式直接进入炼铁工序。目前通常是通过磁选提铁或者还原焙烧+磁选提铁的预处理方式进行利用。其中磁选提铁工艺存在回收率低、产品铁品位低、尾渣依然需要填埋处理等问题，还原焙烧+磁选提铁工艺存在成本高、磁选尾渣难以利用等问题。氧化铝生产工艺所产生的赤泥如不进行有效利用，那么会产生大量的工业固废，对环境产生影响且无法产生经济效益。
3.因此，如何有效回收利用这些高铁赤泥，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高铁赤泥回收利用方法，其工艺简单、成本低，可将高铁赤泥冶炼为熔铁和高铝渣，变废为宝，使高铁赤泥得到综合利用。
5.本发明的技术方案是：一种高铁赤泥回收利用方法，包括以下步骤：
6.1)取高铁赤泥、石灰，混合后压制为块状原料；
7.2)将块状原料烘干后，送入电炉，且加入焦炭、辅料；
8.3)在缺氧条件下，1-10min，起弧投料阶段，电压为140-150v，电流为6000-12000a，10-120min，熔炼阶段，电压为185-195v，电流为13000-16000a，120-150min，精炼阶段，电压为150-170v，电流为16000-19000a；
9.4)放料，得到熔铁和炉渣，上层炉渣作为铝酸盐水泥原料，下层熔铁作为铸铁原料。
10.进一步的，步骤1)中还加入铝矾土，高铁赤泥、铝矾土的质量比为1：0.1-0.12，铝矾土，粒度≤40mm，含水率≤2％，sio2≤5％。
11.进一步的，步骤1)所述高铁赤泥，粒度≤40mm，含水率≤2％，所述石灰含水量≤1％、sio2≤2.6％。
12.进一步的，步骤1)所述高铁赤泥、石灰的重量比为1：0.1-0.15。
13.进一步的，步骤2)所述辅料为硅石、石灰，加入的焦炭与块状原料中高铁赤泥的质量比为0.23-0.3：1，辅料中加入的石灰与高铁赤泥的质量比为0.1-0.15：1，加入的硅石与高铁赤泥的质量比为0.2-0.35：1。
14.进一步的，步骤4)上层炉渣通过流槽经高压水冲刷为水渣，作为铝酸盐水泥原料，下层熔铁浇筑成型进行销售。
15.采用上述技术方案具有以下有益效果：
16.1、本发明回收利用方法，先将高铁赤泥、石灰，混合后压制为块状原料，为还原反
应提供良好的动力学条件，且具有良好的冶金性能，且经还原后保持合理的渣型，方便造渣，利于后续排渣，此外，制备为块状原料还可有效避免因电炉抽尘造成原料流失，提高高铁赤泥的利用率。然后烘干，提高块状原料的透气性，且有效降低水分的不利影响。送入电炉，且加入焦炭、辅料，焦炭作为还原剂，将高铁赤泥中的氧化铁还原为铁单质，且生成二氧化碳形成保护气氛，避免还原得到的熔铁氧化，提高高铁赤泥中铁元素的利用率，辅料中的硅石可有效降低炉渣的熔点，避免炉渣温度过高造成电能损耗，降低高铁赤泥回收利用的电耗，此外，加入的硅石也利于形成的炉渣排料。此外，还可保证生成的炉渣主要成为为三氧化二铝、氧化钙和二氧化硅，可直接作为高铝水泥的原料使用，有效提高高铁赤泥的利用率和回收利用价值。
17.2、本发明回收利用方法，还在块状原料中添加有铝矾土，用于提高炉渣的氧化铝含量，满足高铝水泥对氧化铝含量的要求。可直接作为高铝水泥的原料使用，此外，添加的铝矾土同样具有造渣的效果。
18.3、本发明回收利用方法，在投料阶段控制电压为140-150v，电流为6000-12000a，且时间为1-10min，其目的是对原料进行预热；熔炼阶段，电压为185-195v，电流为13000-16000a，120-150min；精炼阶段，电压为150-170v，电流为16000-19000a
，
熔炼阶段原料处于固相状态，通过高电压、低电流的方式，形成较多电弧，促使固相原料升温进行还原反应，且保持还原得到的铁单质处于熔融状态，后期原料处于熔融状态，导电性增强，通过降低电压、增大电流，降低电弧量，而增大电阻热，可有效提高高铁赤泥回收利用的电效率。
19.4、本发明回收利用方法，通过控制高铁赤泥、石灰的质量比为1：0.1-0.15，其目的是使块状原料经还原后保持合理的渣型，方便造渣，利于后续排渣。通过控制加入的焦炭与块状原料中高铁赤泥的质量比为0.23-0.3：1，在达到还原氧化铁目的的基础上，还可尽量降低一氧化碳的生成量。
20.下面结合具体实施方式作进一步的说明。
具体实施方式
21.本发明中，使用的高铁赤泥为重庆九龙万博新材料科技有限公司生产氧化铝产生的固废。高铁赤泥组分如下表：
[0022][0023][0024]
经烘干至水分小于2％作为原料使用。
[0025]
高铁赤泥回收利用方法，包括以下步骤：
[0026]
1)按表2比例取高铁赤泥、石灰、，混合后压制为块状原料；
[0027]
2)将块状原料烘干后，送入电炉，且加入焦炭、辅料，如表2所示；
[0028]
3)在缺氧条件下，1-10min，起弧投料阶段，电压为140-150v，电流为6000-12000a，10-120min，熔炼阶段，电压为185-195v，电流为13000-16000a，120-150min，精炼阶段，电压为150-170v，电流为16000-19000a；达到熔化及分类目的。
[0029]
4)放料，得到熔铁和炉渣，上层炉渣作为铝酸盐水泥原料，下层熔铁作为铸铁原料。经检测，分别如表3、表4所示。
[0030]
表2
[0031][0032]
表3
[0033][0034][0035]
表4
[0036]


技术特征：
1.一种高铁赤泥回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取高铁赤泥、石灰，混合后压制为块状原料；2)将块状原料烘干后，送入电炉，且加入焦炭、辅料；3)在缺氧条件下，1-10min，起弧投料阶段，电压为140-150v，电流为6000-12000a，10-120min，熔炼阶段，电压为185-195v，电流为13000-16000a，120-150min，精炼阶段，电压为150-170v，电流为16000-19000a；4)放料，得到熔铁和炉渣，上层炉渣作为铝酸盐水泥原料，下层熔铁作为铸铁原料。2.根据权利要求1所述的高铁赤泥回收利用方法，其特征在于，步骤1)中还加入铝矾土，高铁赤泥、铝矾土的质量比为1：0.1-0.12，铝矾土，粒度≤40mm，含水率≤2％，sio2≤5％。3.根据权利要求1所述的高铁赤泥回收利用方法，其特征在于，步骤1)所述高铁赤泥，粒度≤40mm，含水率≤2％，所述石灰含水量≤1％、sio2≤2.6％。4.根据权利要求1所述的高铁赤泥回收利用方法，其特征在于，步骤1)所述高铁赤泥、石灰的重量比为1：0.1-0.15。5.根据权利要求1所述的高铁赤泥回收利用方法，其特征在于，步骤2)所述辅料为硅石、石灰，加入的焦炭与块状原料中高铁赤泥的质量比为0.23-0.3：1，辅料中加入的石灰与高铁赤泥的质量比为0.1-0.15：1，加入的硅石与高铁赤泥的质量比为0.2-0.35：1。6.根据权利要求1所述的高铁赤泥回收利用方法，其特征在于，步骤4)上层炉渣通过流槽经高压水冲刷为水渣，作为铝酸盐水泥原料，下层熔铁浇筑成型进行销售。

技术总结
一种高铁赤泥回收利用方法，包括以下步骤：1)取高铁赤泥、石灰，混合后压制为块状原料；2)将块状原料烘干后，送入电炉，且加入焦炭、辅料；3)在缺氧条件下，1-10min，起弧投料阶段，电压为140-150V，电流为6000-12000A，10-120min，熔炼阶段，电压为185-195V，电流为13000-16000A，120-150min，精炼阶段，电压为150-170V，电流为16000-19000A；4)放料，得到熔铁和炉渣，上层炉渣作为铝酸盐水泥原料，下层熔铁作为铸铁原料。本发明工艺简单、成本低，可将高铁赤泥冶炼为熔铁和高铝渣，变废为宝，使高铁赤泥得到综合利用。高铁赤泥得到综合利用。


技术研发人员：王润芝 周小明 周志刚 郎存成 陈杰
受保护的技术使用者：重庆大朗冶金新材料有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/10/6