一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，將高鐵赤泥、含碳原料及添加劑按照添加劑4-10wt%、含碳原料中固定碳含量與所用高鐵赤泥中鐵氧化物、鈉氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/O=1.1～1.4的比例混勻，制成赤泥團塊；高爐出鐵時，按≤50kg/t的加入量加入鐵水中，利用高溫鐵浴環(huán)境以及鐵水的沖擊、攪拌作用，使赤泥中金屬快速熔融還原；鐵還原熔于高溫鐵水供應煉鋼，堿金屬還原后隨煙塵排出，鋁氧化物及雜質熔于爐渣浮在鐵水表面。本發(fā)明簡便易行，不需增加專門裝置或設備，可高效分離赤泥中的鐵、鋁、堿金屬，鐵回收率達到90%以上，既實現高鐵赤泥的大規(guī)模綜合利用，又減輕赤泥造成的環(huán)境、安全問題，取得節(jié)能減排的雙重效果。
【專利說明】一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金綜合利用領域，具體涉及一種利用高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法。
【背景技術】
[0002]赤泥是氧化鋁廠生產氧化鋁過程中外排的固體廢棄物，一般每生產It氧化鋁約產生0.8~1.St赤泥，其綜合利用率很低，目前我國的赤泥堆存量已累計達到2億多噸，既占用大量土地，又造成環(huán)境污染和安全隱患。赤泥中含有較多的鐵、鋁等有價元素，尤其采用拜耳法生產氧化鋁后外排的赤泥，普遍具有較高的鐵含量(Fe2O3含量30%~70%)，因而這種高鐵赤泥的回收利用價值極高，首選便是回收其中的鐵，有效處理高鐵赤泥既減輕環(huán)保壓力又可獲得經濟效益。但由于高鐵赤泥中鈉等堿金屬以及氧化鋁含量超標，一般不能直接用于常規(guī)高爐煉鐵，目前在工業(yè)生產中尚不能大量利用。
[0003]現有的高鐵赤泥處理方法中，主要是采用還原焙燒和磁選等方式回收其中的鐵，例如中國專利CN102839249A《一種轉底爐直接還原高鐵赤泥生產鐵精粉的方法》、CN102628097A《一種流化床還原磁化處理赤泥制備鐵精粉的方法》、CN102626670A《一種回轉窯還原磁化處理赤泥制備鐵精粉的方法》等分別采用轉底爐、流化床、回轉窯等為主要工藝對赤泥進行還原焙燒，再進行磁選來回收鐵。CN102851425A《一種高鐵赤泥鐵、鋁、鈉高效分離綜合利用的方法》先使用轉底爐直接還原再經過氧煤鐵浴熔融爐進行渣鐵分離來回收鐵。CN102816880A《一種高鐵赤泥煉鐵提鋁綜合利用的方法》采用高爐為主要工藝，要求赤泥制備小球團復合燒結礦或球團礦，然后將其和焦炭在不低于400°C溫度下分層熱裝入高爐，采用超氧甚至全氧鼓風進行冶煉的方法回收鐵。CN102134646A《以鋁業(yè)高鐵赤泥為原料直接制備金屬鐵和鋁 精礦的方法》采用超細磨技術、CO精細還原技術、非熔態(tài)分離等多種技術，先還原再進行磁選回收鐵。此外，還有如CN102329911A《低品位復雜難處理礦熔渣法制造粒鐵的工藝》等一些專利采用轉底爐等還原工藝將赤泥還原成海綿鐵或粒鐵等來回收鐵等等。
[0004]目前的高鐵赤泥處理方法中，大都需增加專門裝置或設備，工序步驟多，致使工藝操作復雜化；或控制條件嚴格，能耗高、回收率低，導致成本增加，難以實現工業(yè)生產大規(guī)模應用。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種無需增加專門裝置或設備，利用傳統高爐煉鐵工藝，便可實現低成本、簡便高效分離高鐵赤泥中鐵、鋁、堿金屬，并直接回收和利用其中鐵資源的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法。
[0006]為此，本發(fā)明所采取的解決方案是:
一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其具體步驟為:
1、配料:將高鐵赤泥、含碳原料及添加劑按照添加劑4-10wt%、含碳原料中固定碳含量與所用高鐵赤泥中鐵氧化物、鈉氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/0=1. ?.4的比例進行配料，并混合均勻；
2、造塊:
將混勻后的混合料使用壓球機或造球機制成直徑5-40_的赤泥團塊，干燥備用；
3、高溫鐵浴:
在高爐出鐵前或出鐵過程時，將干燥的赤泥團塊按每噸鐵水不超過50 kg的加入量加入到鐵水罐或鐵水中，利用高溫鐵浴環(huán)境以及鐵水的沖擊、攪拌作用，使赤泥團塊快速熔融還原；赤泥團塊中的鐵還原后熔于高溫鐵水，按正常作業(yè)供應后續(xù)煉鋼；堿金屬還原后隨煙塵揮發(fā)排出，由除塵設備集中處理；鋁氧化物及雜質熔于爐渣浮在鐵水表面，按正常作業(yè)至煉鋼工區(qū)脫硫扒渣后集中處理。
[0007]所述高鐵赤泥的主要化學成分為=Fe2O3為30~70 wt%, Al2O3為5~30 wt%，Na20為O~10 wt%，其余為Si02、Ca0及其它雜質。
[0008]所述含碳原料為煤粉或焦粉,其固定碳含量大于70wt%,硫含量小于lwt%。
[0009]所述添加劑為螢石粉，其CaF2含量> 85 wt%。
[0010]所述赤泥團塊的加入方式為從鐵水溝、擺動流嘴處連續(xù)均勻加入鐵水流，或者提前加入到鐵水罐空罐中，然后再裝入鐵水。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
1.本發(fā)明方法工序流程短，簡便易行，不需增加專門裝置或設備，全部利用鋼鐵企業(yè)已有設備，同時不影響正常作業(yè)制度；
2.本發(fā)明方法充分利用高溫鐵水的熱量和沖擊、攪拌作用，為赤泥團塊進行鐵浴熔融還原反應提供了良好的熱力學條件和動力學條件，可以高效分離赤泥中的鐵、鋁、堿金屬，其中鐵的回收率達到90%以上，并可直接供煉鋼使用；
3.本發(fā)明方法可實現高鐵赤泥的大規(guī)模綜合利用，不僅能減輕赤泥造成的環(huán)境、安全問題，又可回收利用大量的鐵資源，從而同時取得節(jié)能減排的雙重效果。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:
高鐵赤泥的化學成分主要為=Fe2O3為65.2 wt%，Al2O3為8.1 wt%，Na2O為2.4 wt%，其余為Si02、CaO等其它雜質。煤粉的固定碳含量為72.1被％，硫含量為0.8 wt% ;螢石粉的CaF2 含量為 85.9 wt%。
[0013]使用混料機將高鐵赤泥、煤粉、螢石粉按比例混合攪拌均勻，其中螢石粉的配比為
5.0 wt%,其余為聞鐵赤泥和煤粉,煤粉中的固定碳含量與聞鐵赤泥中鐵氧化物、納氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/0=1.1。然后使用壓球機制成20~40mm赤泥團塊,干燥備用。
`[0014]在高爐出鐵過程中使用溜槽將干燥的赤泥團塊連續(xù)均勻加入鐵水溝中，加入量為50kg/t。赤泥團塊隨鐵水流一起落入鐵水--!，在150CTC左右的聞溫鐵浴環(huán)境以及鐵水落下形成的沖擊、攪拌作用下，赤泥團塊快速熔融還原，鐵氧化物被還原成金屬鐵熔于鐵水；堿金屬氧化物被還原成低沸點單質隨煙塵揮發(fā)排出，通過除塵設備集中處理；鋁氧化物及其它雜質熔于爐渣浮在鐵水表面，按正常作業(yè)至煉鋼工區(qū)脫硫扒渣集中處理，鐵水供應后續(xù)煉鋼。
[0015]赤泥團塊和脫硫前爐渣的部分化學成分見表1和表2。
[0016]表1.赤泥團塊部分化學成分wt%
【權利要求】
1.一種高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，具體步驟為: (1)、配料: 將高鐵赤泥、含碳原料及添加劑按照添加劑4-10wt%、含碳原料中固定碳含量與所用高鐵赤泥中鐵氧化物、鈉氧化物的氧元素總含量摩爾比為C/0=1.1-1.4的比例進行配料，并混合均勻； (2)、造塊: 將混勻后的混合料使用壓球機或造球機制成直徑5-40_的赤泥團塊，干燥備用； (3)、高溫鐵浴: 在高爐出鐵前或出鐵時，將干燥的赤泥團塊按每噸鐵水不超過50 kg的加入量加入到鐵水罐或鐵水中，利用高溫鐵浴環(huán)境以及鐵水的沖擊、攪拌作用，使赤泥團塊快速熔融還原；赤泥團塊中的鐵還原后熔于高溫鐵水，按正常作業(yè)供應后續(xù)煉鋼；堿金屬還原后隨煙塵揮發(fā)排出，由除塵設備集中處理；鋁氧化物及雜質熔于爐渣浮在鐵水表面，按正常作業(yè)至煉鋼工區(qū)脫硫扒渣后集中處理。
2.根據權利要求1所述的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述高鐵赤泥的主要化學成分為=Fe2O3為30-70 wt%, Al2O3為5-30 wt%, Na2O為O-10 wt%，其余為Si02、Ca0及其它雜質。
3.根據權利要求1所述的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述含碳原料為煤粉或焦粉，其固定碳含量大于70wt%,硫含量小于1wt%。
4.根據權利要求1所述的 高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述添加劑為螢石粉，其CaF2含量> 85 wt%。
5.根據權利要求1所述的高溫鐵浴處理高鐵赤泥的方法，其特征在于，所述赤泥團塊的加入方式為從鐵水溝、擺動流嘴處連續(xù)均勻加入鐵水流，或者提前加入到鐵水罐空罐中，然后再裝入鐵水。
【文檔編號】C21B13/00GK103468848SQ201310402154
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權日:2013年9月6日
【發(fā)明者】張偉, 王再義, 張立國, 任偉, 李金蓮, 王相力, 鄧偉, 韓子文, 王亮 申請人:鞍鋼股份有限公司