處理赤泥的方法和系統(tǒng)與流程

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種處理赤泥的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

赤泥是從鋁土礦中提取氧化鋁過程中產(chǎn)生的污染性廢渣。赤泥中氧化鐵含量較大，外觀與赤色泥土相似，故此而得名。一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。中國作為世界第四大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬噸，全世界氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)每年生產(chǎn)的赤泥超過7000萬噸。赤泥的大量堆存既占用土地，又容易造成環(huán)境污染。鑒于此，國內(nèi)外的學(xué)者都積極的展開對赤泥綜合利用研究，并且取得了一定的成果。如用赤泥生產(chǎn)建筑材料、土壤改良劑，以及回收其中的金屬等。赤泥中含有大量的鈉，隨著國家標(biāo)準(zhǔn)對水泥中鈉含量要求的提高，赤泥在水泥生產(chǎn)應(yīng)用中得到限制。同時(shí)對于赤泥中有價(jià)金屬的回收，由于成本和技術(shù)以及設(shè)備等各方面的原因，大多數(shù)都停留在實(shí)驗(yàn)室階段，很少做到工業(yè)化生產(chǎn)。所以對赤泥的綜合利用符合國家的資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的基本政策，同時(shí)回收鐵以后的爐渣也能綜合利用，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，減少二次污染，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種處理赤泥的方法和系統(tǒng)，該方法不僅有效提取了赤泥中鐵，而且通過將熔分過程中所得熔分渣與輔料保溫提質(zhì)可以得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的礦棉渣。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理赤泥的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水進(jìn)行混合，以便得到混合物料；

(2)將所述混合物料進(jìn)行壓球，以便得到混合球團(tuán)；

(3)將所述混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，使得所述混合球團(tuán)依次經(jīng)過所述轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進(jìn)行還原，并將得到金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出；

(4)將所述金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，以便得到金屬鐵和熔分渣；

(5)將所述熔分渣和輔料進(jìn)行保溫調(diào)質(zhì)，以便得到礦渣棉。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理赤泥的方法通過將赤泥與還原煤混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，并且將轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，并且本申請不僅有效提取了赤泥中鐵，而且通過將熔分過程中所得熔分渣與輔料保溫提質(zhì)可以得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的礦棉渣，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理赤泥的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，將所述赤泥、所述還原煤、所述添加劑、所述粘結(jié)劑和所述水按照質(zhì)量比為100：(12-23)：(4-10)：(1-3)：(16-18)進(jìn)行混合。由此，可以顯著提高后續(xù)還原過程中所得金屬化球團(tuán)的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述預(yù)熱區(qū)的溫度為1100～1150攝氏度，所述中溫區(qū)的溫度為1150～1200攝氏度，所述高溫區(qū)的溫度為1200～1250攝氏度。由此，可以顯著提高所得金屬化球團(tuán)的金屬化率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述金屬化球團(tuán)中氧化鈣含量為5～8wt％。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(4)中，所述金屬化球團(tuán)、所述鈣系添加劑和所述碳粉的質(zhì)量比為100：(10～15)：(5～10)。由此，不僅可以保證渣鐵有效分離，而且顯著提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(4)中，所述熔分處理的溫度為1600～1650攝氏度，時(shí)間為1.5～2.5小時(shí)。由此，可以進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(4)中，所述熔分渣中鐵含量不高于2wt％。由此，可以進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(5)中，所述輔料為選自白云石、鈣鎂石中的至少一種，任選的，所述礦渣棉中酸度為1.8～2.2。由此，可以進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理赤泥的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：

混合裝置，所述混合裝置具有赤泥入口、還原煤入口、添加劑入口、粘結(jié)劑入口、水入口和混合物料出口；

壓球裝置，所述壓球裝置具有混合物料入口和混合球團(tuán)出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；

轉(zhuǎn)底爐，所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次形成進(jìn)料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和出料區(qū)，所述進(jìn)料區(qū)設(shè)置有混合球團(tuán)入口，所述出料區(qū)設(shè)置有金屬化球團(tuán)出口，所述混合球團(tuán)入口和所述混合球團(tuán)出口相連；

燃?xì)馊鄯譅t，所述燃?xì)馊鄯譅t具有金屬化球團(tuán)入口、鈣系添加劑入口、碳粉入口、金屬鐵出口和熔分渣出口，所述金屬化球團(tuán)入口與所述金屬化球團(tuán)出口相連；

保溫調(diào)質(zhì)裝置，所述保溫調(diào)質(zhì)裝置具有熔分渣入口、輔料入口和礦渣棉出口，所述熔分渣入口和所述熔分渣出口相連。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理赤泥的系統(tǒng)通過采用轉(zhuǎn)底爐對赤泥與還原煤的混合球團(tuán)進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，并且采用燃?xì)馊鄯譅t對轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉混合后進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，并且本申請不僅有效提取了赤泥中鐵，而且通過將熔分過程中所得熔分渣與輔料保溫提質(zhì)可以得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的礦棉渣，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述保溫調(diào)質(zhì)裝置為電弧爐。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理赤泥的方法流程示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理赤泥的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理赤泥的系統(tǒng)中轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理赤泥的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水進(jìn)行混合，以便得到混合物料；(2)將所述混合物料進(jìn)行壓球，以便得到混合球團(tuán)；(3)將所述混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，使得所述混合球團(tuán)依次經(jīng)過所述轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進(jìn)行還原，并將得到金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出；(4)將所述金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，以便得到金屬鐵和熔分渣；(5)將所述熔分渣和輔料進(jìn)行保溫調(diào)質(zhì)，以便得到礦渣棉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將赤泥與還原煤混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，并且將轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，并且本申請不僅有效提取了赤泥中鐵，而且通過將熔分過程中所得熔分渣與輔料保溫提質(zhì)可以得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的礦棉渣，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

下面參考圖1對本發(fā)明實(shí)施例的處理赤泥的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

S100：將赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水進(jìn)行混合

該步驟中，具體的，將赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水進(jìn)行混合，從而可以得到混合物料，其中，添加劑可以采用鈣系添加劑，例如可以采用碳酸鈣，粘結(jié)劑可以采用膨潤土。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水可以按照質(zhì)量比為100：(12-23)：(4-10)：(1-3)：(16-18)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合比例可以顯著優(yōu)于其他提高赤泥中鐵的回收率。

S200：將混合物料進(jìn)行壓球

該步驟中，具體的，采用對輥壓球機(jī)對所得混合物料進(jìn)行壓球成型，得到混合球團(tuán)。

S300：將混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，使得混合球團(tuán)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進(jìn)行還原，并將得到金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出

該步驟中，具體的，赤泥中的鐵大多數(shù)以赤鐵礦(Fe₂O₃)和針鐵礦(Fe(OH)₃)形式存在，其中赤鐵礦占多數(shù)，混合球團(tuán)由進(jìn)料區(qū)進(jìn)入到預(yù)熱區(qū)，預(yù)熱區(qū)溫度控制在1100-1150℃，進(jìn)料區(qū)通過預(yù)熱區(qū)的熱輻射保持溫度600～700℃，在進(jìn)料區(qū)混合球團(tuán)得到預(yù)熱，在預(yù)熱區(qū)，針鐵礦、三水鋁石、一水鋁石、高嶺石等礦物相首先被脫水，其中針鐵礦脫水生成Fe₂O₃，并且在預(yù)熱區(qū)Fe₂O₃可以實(shí)現(xiàn)初步的預(yù)還原，轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)和高溫區(qū)溫度設(shè)置分別為：1150-1200℃和1200-1250℃，在轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)和高溫區(qū)鐵的氧化物基本都被還原生成金屬鐵，同時(shí)在高溫區(qū)還可以實(shí)現(xiàn)赤泥混合球團(tuán)的深度還原，其中鐵橄欖石可以被碳直接還原生成金屬鐵，并且高溫區(qū)得到的金屬化率高于85％以上的金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)出料，并且所得金屬化球團(tuán)中的氧化鈣含量為5～8wt％。而如果中溫區(qū)和高溫區(qū)的溫度太高的話，球團(tuán)會(huì)出現(xiàn)軟熔現(xiàn)象，導(dǎo)致熔化的球團(tuán)粘在轉(zhuǎn)底爐底部，不利于出料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將赤泥與還原煤混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

S400：將金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理

該步驟中，將上述所得到的金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，得到金屬鐵和熔分渣，所得金屬鐵可以直接送去煉鋼。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對鈣系添加劑進(jìn)行選擇，例如可以采用氧化鈣。

具體的，由于上述所得到的金屬化球團(tuán)中CaO含量只有5-8wt％，所以在金屬化球團(tuán)進(jìn)熔分爐之前，加入鈣系添加劑來調(diào)整熔分爐渣的堿度，并且添加碳粉，鈣系添加劑可以置換出鐵橄欖石中的FeO，使得游離的FeO和碳粉反應(yīng)生成金屬鐵，同時(shí)CaO還有助熔作用，有利于金屬鐵擴(kuò)散、聚集以及鐵顆粒的長大，從而不僅可以促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，而且便于后續(xù)赤泥熔分爐渣制造礦棉酸度系數(shù)控制在1.8-2.2左右，即確保后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，其中所得熔分渣中鐵的品位在2％以下。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉可以質(zhì)量比為100：(10～15)：(5～10)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合比例可以保證所得金屬鐵具有較高的品位。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，熔分處理過程的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，熔分處理的溫度可以為1600～1650攝氏度，時(shí)間可以為1.5～2.5小時(shí)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該熔分條件可以顯著優(yōu)于其他溫度和時(shí)間提高渣鐵分離效率，并且所得渣中不會(huì)含有大量的金屬鐵而影響后續(xù)礦棉渣的質(zhì)量。

S500：將熔分渣和輔料進(jìn)行保溫調(diào)質(zhì)

該步驟中，將上述得到的熔分渣和輔料送入到電弧爐中保溫調(diào)質(zhì)，然后直接用離心機(jī)制備礦棉礦渣棉。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述所得熔分渣的酸度系數(shù)達(dá)到3.5以上，而為了保證熔分渣的流動(dòng)性，通過加入輔料調(diào)整熔分渣的酸度，從而利于礦棉渣的生成，并且發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，氧化鎂可以破壞熔分渣中的結(jié)構(gòu)骨架，從而降低熔分渣的熔點(diǎn)和粘度，而氧化鎂含量過高不利于纖維成型，易形成渣球，從而提高礦棉渣的產(chǎn)率，因此該過程通過采用輔料調(diào)整熔分渣中的氧化鎂含量為7～9wt％，從而既可以有效降低礦棉渣中的熔點(diǎn)和粘度，又可以保證礦棉渣具有較高的產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所得礦棉渣的酸度并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，礦渣棉中酸度為1.8～2.2。由此，可以保證其具有較高的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例，輔料的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，輔料可以為選自白云石、鈣鎂石中的至少一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類輔料可以顯著優(yōu)于其他類型保證所得礦棉渣的質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理赤泥的方法通過將赤泥與還原煤混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，并且將轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，并且本申請不僅有效提取了赤泥中鐵，而且通過將熔分過程中所得熔分渣與輔料保溫提質(zhì)可以得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的礦棉渣，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種實(shí)施上述處理赤泥的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖2，該系統(tǒng)包括：混合裝置100、壓球裝置200、轉(zhuǎn)底爐300、燃?xì)馊鄯譅t400和保溫調(diào)質(zhì)裝置500。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合裝置100具有赤泥入口101、還原煤入口102、添加劑入口103、粘結(jié)劑入口104、水入口105和混合物料出口106，且適于將赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水進(jìn)行混合，從而可以得到混合物料，其中，添加劑可以采用鈣系添加劑，例如可以采用碳酸鈣，粘結(jié)劑可以采用膨潤土。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，赤泥、還原煤、添加劑、粘結(jié)劑和水可以按照質(zhì)量比為100：(12-23)：(4-10)：(1-3)：(16-18)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合比例可以顯著優(yōu)于其他提高赤泥中鐵的回收率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，壓球裝置200具有混合物料入口201和混合球團(tuán)出口202，混合物料入口201與混合物料出口106相連，且適于對所得混合物料進(jìn)行壓球成型，得到混合球團(tuán)。具體的，壓球裝置可以為對輥壓球機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖2和3，轉(zhuǎn)底爐300內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次形成進(jìn)料區(qū)31、預(yù)熱區(qū)32、中溫區(qū)33、高溫區(qū)34和出料區(qū)35，進(jìn)料區(qū)31設(shè)置有混合球團(tuán)入口301，出料區(qū)35設(shè)置有金屬化球團(tuán)出口302，混合球團(tuán)入口301和混合球團(tuán)出口202相連，使得混合球團(tuán)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進(jìn)行還原，并將得到金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出。

具體的，赤泥中的鐵大多數(shù)以赤鐵礦(Fe₂O₃)和針鐵礦(Fe(OH)₃)形式存在，其中赤鐵礦占多數(shù)，混合球團(tuán)由進(jìn)料區(qū)進(jìn)入到預(yù)熱區(qū)，預(yù)熱區(qū)溫度控制在1100-1150℃，進(jìn)料區(qū)通過預(yù)熱區(qū)的熱輻射保持溫度600～700℃，在進(jìn)料區(qū)混合球團(tuán)得到預(yù)熱，在預(yù)熱區(qū)，針鐵礦、三水鋁石、一水鋁石、高嶺石等礦物相首先被脫水，其中針鐵礦脫水生成Fe₂O₃，并且在預(yù)熱區(qū)Fe₂O₃可以實(shí)現(xiàn)初步的預(yù)還原，轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)和高溫區(qū)溫度設(shè)置分別為：1150-1200℃和1200-1250℃，在轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)和高溫區(qū)鐵的氧化物基本都被還原生成金屬鐵，同時(shí)在高溫區(qū)還可以實(shí)現(xiàn)赤泥混合球團(tuán)的深度還原，其中鐵橄欖石可以被碳直接還原生成金屬鐵，并且高溫區(qū)得到的金屬化率高于85％以上的金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)出料，并且所得金屬化球團(tuán)中的氧化鈣含量為5～8wt％。而如果中溫區(qū)和高溫區(qū)的溫度太高的話，球團(tuán)會(huì)出現(xiàn)軟熔現(xiàn)象，導(dǎo)致熔化的球團(tuán)粘在轉(zhuǎn)底爐底部，不利于出料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將赤泥與還原煤混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，燃?xì)馊鄯譅t400具有金屬化球團(tuán)入口401、鈣系添加劑入口402、碳粉入口403、金屬鐵出口404和熔分渣出口405，金屬化球團(tuán)入口401與金屬化球團(tuán)出口302相連，且適于將上述所得到的金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，得到金屬鐵和熔分渣，所得金屬鐵可以直接送去煉鋼。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉供給至燃?xì)馊鄯譅t中進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對鈣系添加劑進(jìn)行選擇，例如可以采用氧化鈣。

具體的，由于上述所得到的金屬化球團(tuán)中CaO含量只有5-8wt％，所以在金屬化球團(tuán)進(jìn)熔分爐之前，加入鈣系添加劑來調(diào)整熔分爐渣的堿度，并且添加碳粉，鈣系添加劑可以置換出鐵橄欖石中的FeO，使得游離的FeO和碳粉反應(yīng)生成金屬鐵，同時(shí)CaO還有助熔作用，有利于金屬鐵擴(kuò)散、聚集以及鐵顆粒的長大，從而不僅可以促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，而且便于后續(xù)赤泥熔分爐渣制造礦棉酸度系數(shù)控制在1.8-2.2左右，即確保后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，其中所得熔分渣中鐵的品位在2％以下。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，金屬化球團(tuán)、鈣系添加劑和碳粉可以質(zhì)量比為100：(10～15)：(5～10)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合比例可以保證所得金屬鐵具有較高的品位。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，熔分處理過程的條件并不說特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，熔分處理的溫度可以為1600～1650攝氏度，時(shí)間可以為1.5～2.5小時(shí)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該熔分條件可以顯著優(yōu)于其他溫度和時(shí)間提高渣鐵分離效率，并且所得渣中不會(huì)含有大量的金屬鐵而影響后續(xù)礦棉渣的質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，保溫調(diào)質(zhì)裝置500具有熔分渣入口501、輔料入口502和礦渣棉出口503，熔分渣入口501和熔分渣出口405相連，且適于將上述得到的熔分渣和輔料進(jìn)行保溫調(diào)質(zhì)，然后直接用離心機(jī)制備礦棉礦渣棉。具體的，保溫調(diào)質(zhì)裝置可以為電弧爐。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述所得熔分渣的酸度系數(shù)達(dá)到3.5以上，而為了保證熔分渣的流動(dòng)性，通過加入輔料調(diào)整熔分渣的酸度，從而利于礦棉渣的生成，并且發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn)，氧化鎂可以破壞熔分渣中的結(jié)構(gòu)骨架，從而降低熔分渣的熔點(diǎn)和粘度，而氧化鎂含量過高不利于纖維成型，易形成渣球，從而提高礦棉渣的產(chǎn)率，因此該過程通過采用輔料調(diào)整熔分渣中的氧化鎂含量為7～9wt％，從而既可以有效降低礦棉渣中的熔點(diǎn)和粘度，又可以保證礦棉渣具有較高的產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所得礦棉渣的酸度并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，礦渣棉中酸度為1.8～2.2。由此，可以保證其具有較高的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例，輔料的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，輔料可以為選自白云石、鈣鎂石中的至少一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類輔料可以顯著優(yōu)于其他類型保證所得礦棉渣的質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理赤泥的系統(tǒng)通過采用轉(zhuǎn)底爐對赤泥與還原煤的混合球團(tuán)進(jìn)行還原處理，可以將赤泥中含有的鐵氧化物和氫氧化鐵還原為金屬鐵，并且采用燃?xì)馊鄯譅t對轉(zhuǎn)底爐中得到的金屬化球團(tuán)與鈣系添加劑和碳粉混合后進(jìn)行熔分處理，其中的鈣系添加劑可以調(diào)整熔分爐渣的堿度，致使熔分爐渣酸度下降，從而促進(jìn)熔分過程中渣鐵分離，進(jìn)而提高所得金屬鐵的品位，同時(shí)鈣系添加劑的加入可以保證后續(xù)所得礦棉渣具有較高的品質(zhì)，碳粉的加入可以將金屬化球團(tuán)中含有的少量氧化亞鐵繼續(xù)還原，從而降低爐渣中的鐵含量，進(jìn)而進(jìn)一步提高后續(xù)所得礦棉渣的品質(zhì)，并且本申請不僅有效提取了赤泥中鐵，而且通過將熔分過程中所得熔分渣與輔料保溫提質(zhì)可以得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的礦棉渣，從而不僅實(shí)現(xiàn)了赤泥真正的綜合利用，而且解決了赤泥長期堆存、利用率低以及污染環(huán)境等一系列問題。

下面參考具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

赤泥成分為TFe23％，將赤泥與還原煤、碳酸鈣、膨潤土和水按照質(zhì)量比為100：12：4：1：16加入混料機(jī)，物料充分混合均勻后通過對輥壓球機(jī)壓球，線壓比控制在5-5.5t左右，得到長度50mm左右、厚度10-12mm的橢圓形混合球團(tuán)，然后將壓好的混合球團(tuán)在200℃的烘干機(jī)中烘2h，確保干球水分小于0.2％，將所得烘干的混合球團(tuán)布入到轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)中，預(yù)熱區(qū)溫度控制在1120℃±10℃，預(yù)熱區(qū)內(nèi)針鐵礦脫水生成Fe₂O₃，此外，在預(yù)熱區(qū)Fe2O3可以實(shí)現(xiàn)初步的預(yù)還原，中溫區(qū)和高溫區(qū)內(nèi)溫度分別為1160±10℃和1220℃±10℃，中溫區(qū)和高溫區(qū)鐵的氧化物大部分被還原生成金屬鐵，金屬化球團(tuán)由出料區(qū)排出爐內(nèi)，然后將得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)配入10％的氧化鈣和5％的碳粉加入燃?xì)馊鄯譅t，熔分2h，通過放渣口分別放出鐵和渣，熔分爐渣送入電弧爐，加入白云石調(diào)整渣的酸度在1.8左右，保溫20min，然后通過離心機(jī)制成礦棉渣。

實(shí)施例2

赤泥成分為TFe23％，將赤泥與還原煤、碳酸鈣、膨潤土和水按照質(zhì)量比為100：23：10：3：18加入混料機(jī)，物料充分混合均勻后通過對輥壓球機(jī)壓球，線壓比控制在5-5.5t左右，得到長度50mm左右、厚度10-12mm的橢圓形混合球團(tuán)，然后將壓好的混合球團(tuán)在200℃的烘干機(jī)中烘2h，確保干球水分小于0.2％，將所得烘干的混合球團(tuán)布入到轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)中，預(yù)熱區(qū)溫度控制在1130℃±10℃，預(yù)熱區(qū)內(nèi)針鐵礦脫水生成Fe₂O₃，此外，在預(yù)熱區(qū)Fe₂O₃可以實(shí)現(xiàn)初步的預(yù)還原，中溫區(qū)和高溫區(qū)內(nèi)溫度分別為1170±10℃和1220℃±10℃，中溫區(qū)和高溫區(qū)鐵的氧化物大部分被還原生成金屬鐵，金屬化球團(tuán)由出料區(qū)排出爐內(nèi)，然后將得到的熱態(tài)金屬化球團(tuán)配入10％的氧化鈣和10％的碳粉加入燃?xì)馊鄯譅t，熔分2h，通過放渣口分別放出鐵和渣，熔分爐渣送入電弧爐，加入白云石調(diào)整渣的酸度在2.1左右，保溫20min，然后通過離心機(jī)制成礦棉渣。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。