本發(fā)明涉及制備赤泥球團的方法和制備赤泥球團的系統(tǒng)。

背景技術：

赤泥是氧化鋁工業(yè)生產過程中產生的最主要的固體廢渣，目前，國內赤泥每年排放量超過3000萬噸，除少部分應用于水泥生產和制磚等用途外，大多濕法露天筑壩堆存，現(xiàn)今赤泥累積堆存已超過3.5億噸。赤泥中含有多種金屬元素和稀有元素，合理的開發(fā)利用非常有必要，其中拜耳法赤泥中鐵含量高達40％，隨著我國鐵礦石進口量的逐年增加，大量低品位鐵礦石和含鐵的冶金固廢資源綜合利用引起了學術界和企業(yè)界的重視，由于赤泥粒度較低，為滿足進一步冶煉的需求，粉料需要經過成型處理才能進入各種爐型冶煉。現(xiàn)有的成型方式主要有兩種：一種為高壓對輥式壓球方式，另一種為圓盤造球方式。其中對輥成球對礦物的粒度要求低，一般可采用4mm以下物料成型，球團強度較高，生產易于控制。但是存在輥皮磨損嚴重，設備投資高、成本高的問題。圓盤造球工藝對物料要求高，要求物料粒級均勻，成型的粒度要求為0.074mm的粒級占到80％以上，0.043mm的粒級在70％。操作較難，物料的親水性、粒級、孔隙及比表面積等性質對成球影響很大，但是圓盤造球設備投資低、損耗低，生產成本較低。

赤泥是鋁土礦堿溶出后的固體廢渣，顆粒非常細小，經過篩分其中0.043mm粒級占到90％以上，毛細管直徑過小，毛細管的阻力變大，赤泥物料中毛細水遷移速度降低，生球團長大速度非常緩慢，且母球表面黏性大，容易粘連，造球生產率低。由此，制備赤泥球團的方法有待改進。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種制備赤泥球團的方法，該方法在赤泥中配入草酸鈣并進行干燥處理，草酸鈣可以破壞赤泥中穩(wěn)定的孔道，使孔徑增大而表面積減少，同時赤泥孔隙中的毛細水減少，進而易于造球，并且，制備的球團孔隙率大、成球率和造球效率顯著提高。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種制備赤泥球團的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：將赤泥和草酸鈣進行干燥處理，以便得到干燥的物料和煙氣；將所述干燥的物料與還原劑和粘結劑進行濕混處理，以便得到濕混物料；以及將所述濕混物料進行造球處理，以便得到赤泥球團。

根據(jù)本發(fā)明實施例的制備赤泥球團的方法，通過在赤泥中配入草酸鈣并進行干燥處理，草酸鈣干燥受熱分解產生CO氣體和CaCO₃，其中，CO氣體可以破壞赤泥中穩(wěn)定的孔道，使孔徑增大而表面積減少，同時赤泥孔隙中的毛細水減少，進而易于造球，并且，制備的球團孔隙率大、成球率和造球效率顯著提高；草酸鈣分解得到的CaCO₃可作為球團還原過程的促還原劑，省去在還原過程中加入的鈣基還原劑。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備赤泥球團的方法，還可以具有如下附加的技術特征：

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述赤泥和所述草酸鈣按質量比100：(4-8)進行所述干燥處理。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述干燥處理的溫度為400-700攝氏度，優(yōu)選地，為500-700攝氏度，時間為8-20分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述干燥的物料的含水量為(0-12)質量％。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用圓盤造球機進行所述造球處理。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述造球處理的轉速不低于14r/min，優(yōu)選地，不低于17r/min。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種實施前述的制備赤泥球團的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括：干燥機，所述干燥機具有赤泥入口、草酸鈣入口、干燥的物料出口和煙氣出口；濕混機，所述濕混機具有干燥的物料入口、還原劑入口、粘結劑入口和濕混物料出口，所述干燥的物料入口與所述干燥的物料出口相連；以及造球機，所述造球機具有濕混物料入口和赤泥球團出口，所述濕混物料入口與所述濕混物料出口相連。

根據(jù)本發(fā)明實施例的制備赤泥球團的系統(tǒng)，通過在干燥機設置草酸鈣入口，向赤泥中配入草酸鈣并進行干燥處理，草酸鈣可以破壞赤泥中穩(wěn)定的孔道，使孔徑增大而表面積減少，同時赤泥孔隙中的毛細水減少，進而易于造球，并且，制備的球團孔隙率大、成球率和造球效率顯著提高。此外，草酸鈣經干燥處理后分解得到的CaCO₃還可作為球團還原過程的促還原劑，省去在還原過程中加入的鈣基還原劑。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述干燥機為烘干筒，且所述烘干筒內設置有鋼球。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述造球機為圓盤造球機。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括：烘干機，所述烘干機具有赤泥球團入口、煙氣入口和烘干的球團出口，所述赤泥球團入口與所述造球機的所述赤泥球團出口相連，所述煙氣入口與所述干燥機的所述煙氣出口相連。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點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)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備赤泥球團的方法的流程示意圖；

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備赤泥球團的系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的制備赤泥球團的系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號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施例是示例性的，僅用于解釋本發(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，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

需要說明的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。進一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種制備赤泥球團的方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：

S100干燥處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將赤泥和草酸鈣進行干燥處理，得到干燥的物料和煙氣。通過在赤泥中配入草酸鈣并進行干燥處理，草酸鈣干燥受熱分解產生CO氣體和CaCO₃，其中，CO氣體可以破壞赤泥中穩(wěn)定的孔道，使孔徑增大而表面積減少，同時赤泥孔隙中的毛細水減少，進而易于造球，并且，制備的球團孔隙率大、成球率和造球效率顯著提高；草酸鈣分解得到的CaCO₃可作為球團還原過程的促還原劑，省去在還原過程中加入的鈣基還原劑。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，赤泥和草酸鈣按質量比100：(4-8)進行所述干燥處理。由此，草酸鈣破壞赤泥中的穩(wěn)定的孔道的效果好，使孔徑明顯增大而表面積顯著減少，同時赤泥孔隙中的毛細水相應減少，更易于造球。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，單獨的赤泥200℃烘干時的比表面積為35m³/g，而按該比例混合的赤泥和草酸鈣混合物200℃烘干時的比表面積則降低到15m²/g以下。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，干燥處理的溫度不受特別的限制，可以根據(jù)原料的含水量和原料的成份進行調整。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，干燥處理的溫度為400-700攝氏度。赤泥在高溫條件下400～700℃進行干燥處理，一方面可減少赤泥物料的粘結性和分散性，快速脫除部分表水和內部結晶水、有機質等，同時，配入草酸鈣后，草酸鈣分解產生CO氣體，增加混合物料的孔隙率，分解后得到的CaCO₃可作為球團還原過程的促還原劑。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，干燥處理的溫度為500-700攝氏度。由此，干燥物料的粘結性和分散性更好，脫除表水和內部結晶水的速度更快，并且物料的孔隙率更高。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，干燥處理的時間為8-20分鐘。由此，干燥物料的含水量適宜，并且，保證草酸鈣充分分解。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，干燥的物料的含水量為(0-12)質量％。由此，有利于在濕混處理過程中物料混合的更均勻。如果含水率過高，則不利于后續(xù)濕混處理過程中物料的混勻。

S200濕混處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將干燥的物料與還原劑和粘結劑進行濕混處理，得到濕混物料。由此，通過濕混處理，使原料具有適當?shù)恼辰Y性和含水量，便于進行后續(xù)造球處理。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，還原劑為還原煤。由此，還原劑的成本低，球團的還原性佳，適于后續(xù)的還原冶煉處理。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，粘結劑為膨潤土。由此，球團的粘結性好，更易于成球。

S300造球處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將濕混物料進行造球處理，得到赤泥球團。由此，通過造球處理，得到粒徑適宜的赤泥球團。根據(jù)發(fā)明的一些實施例，通過在赤泥中添加草酸鈣，再干燥處理，使草酸鈣分解，赤泥的成球率由未焙燒前的30％提高到70％以上，并且返料率大大降低。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用圓盤造球機進行造球處理。由此，造球效率高，效果好。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，造球處理的轉速不低于14r/min。由此，球團的粒度均勻，易于成球。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，造球處理的轉速不低于17r/min。由此，球團的粒度的均勻性高，成球率高于70％，球團的粒度范圍為8-14mm。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種實施前述的制備赤泥球團的方法的系統(tǒng)。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括：干燥機100、濕混機200和造球機300。下面對各裝置逐一進行解釋說明：

根據(jù)本發(fā)明的實施例，干燥機100具有赤泥入口101、草酸鈣入口102、干燥的物料出口103和煙氣出口104，干燥機通過設置赤泥入口101和草酸鈣入口102，將赤泥和草酸鈣進行干燥處理，得到干燥的物料和煙氣。從而，通過在赤泥中配入草酸鈣并進行干燥處理，草酸鈣分解產生CO氣體和CaCO₃，CO氣體可以破壞赤泥中穩(wěn)定的孔道，使孔徑增大而表面積減少，同時赤泥孔隙中的毛細水減少，進而易于造球，并且，制備的球團孔隙率大、成球率和造球效率顯著提高；草酸鈣分解得到的CaCO₃可作為球團還原過程的促還原劑，省去在還原過程中加入的鈣基還原劑。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，干燥機100為烘干筒，且所述烘干筒內設置有鋼球。由此，烘干筒內的鋼球有助與原料混合，烘干筒轉動的同時可實現(xiàn)赤泥的烘干，并與草酸鈣充分混勻。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，赤泥和草酸鈣按質量比100：(4-8)進行所述干燥處理。由此，草酸鈣破壞赤泥中的穩(wěn)定的孔道的效果好，使孔徑明顯增大而表面積顯著減少，同時赤泥孔隙中的毛細水相應減少，更易于造球。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，單獨的赤泥200℃烘干時的比表面積為35m³/g，而按該比例混合的赤泥和草酸鈣混合物200℃烘干時的比表面積則降低到15m²/g以下。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，干燥處理的溫度不受特別的限制，可以根據(jù)原料的含水量和原料的成份進行調整。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，干燥處理的溫度為400-700攝氏度。赤泥在高溫條件下400～700℃進行干燥處理，一方面可減少赤泥物料的粘結性和分散性，快速脫除部分表水和內部結晶水、有機質等，同時，配入草酸鈣后，草酸鈣分解產生CO氣體，增加混合物料的孔隙率，分解后得到的CaCO₃可作為球團還原過程的促還原劑。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，干燥處理的溫度為500-700攝氏度。由此，干燥物料的粘結性和分散性更好，脫除表水和內部結晶水的速度更快，并且物料的孔隙率更高。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，干燥處理的時間為8-20分鐘。由此，干燥物料的含水量適宜，并且，保證草酸鈣充分分解。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，干燥的物料的含水量為(0-12)質量％。由此，便于后續(xù)濕混處理的混合物料的均勻混合。

濕混機200：根據(jù)本發(fā)明的實施例，濕混機200具有干燥的物料入口201、還原劑入口202、粘結劑入口203和濕混物料出口204，其中，干燥的物料入口201與干燥的物料出口103相連，濕混機200將干燥的物料與還原劑和粘結劑進行濕混處理，得到濕混物料。由此，通過濕混機進行濕混處理，使原料具有適當?shù)恼辰Y性和含水量，便于進行后續(xù)造球處理。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，還原劑為還原煤。由此，還原劑的成本低，球團的還原性佳，適于后續(xù)的還原冶煉處理。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，粘結劑為膨潤土。由此，球團的粘結性好，更易于成球。

造球機300：根據(jù)本發(fā)明的實施例，造球機300具有濕混物料入口301和赤泥球團出口302，其中，濕混物料入口301與濕混物料出口204相連，造球機300用于將濕混物料進行造球處理，得到赤泥球團。由此，通過造球處理，得到粒徑適宜的赤泥球團。根據(jù)發(fā)明的一些實施例，通過在赤泥中添加草酸鈣，再干燥處理，使草酸鈣分解，赤泥的成球率由未焙燒前的30％提高到70％以上，并且返料率大大降低。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，造球機為圓盤造球機。由此，設備結構簡單，價格低，并且，造球效率高，效果好。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，圓盤造球機進行造球處理的轉速不低于14r/min。由此，球團的粒度均勻，易于成球。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，造球處理的轉速不低于17r/min。由此，球團的粒度的均勻性高，成球率高于70％，球團的粒度范圍為8-14mm。

參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括：烘干機400，該烘干機400具有赤泥球團入口401、煙氣入口402和烘干的球團出口403，其中，赤泥球團入口401與造球機300的赤泥球團出口302相連，煙氣入口402與干燥機100的煙氣出口104相連，烘干機400用于將赤泥球團進行烘干處理，便于后續(xù)應用，并利用前述干燥處理產生的高溫煙氣為該烘干機提供熱源，實現(xiàn)能源的綜合利用，生產成本進一步降低。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明性的，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

實施例1

利用本發(fā)明的方法，以赤泥和草酸鈣為原料制備赤泥球團，具體步驟如下：

(1)將100份含水35％赤泥和5份草酸鈣同時加入到烘干筒內，烘干筒內進料口溫度為400℃，出料處物料溫度為550℃，烘干時間為15min后，混合物料含水率為12％。

(2)向步驟(1)得到的混合物料中，加入15％的還原煤和0.5％的膨潤土進行濕混處理，得到濕混物料。

(3)將濕混物料輸送進入圓盤造球機料倉，進行圓盤造粒，同一批次球團造粒時間約為35min，圓盤轉速為19r/min。造球的一次成球率為50％，球團粒徑范圍為6～15mm。

實施例2

利用本發(fā)明的方法，以赤泥和草酸鈣為原料制備赤泥球團，具體步驟如下：

(1)將100份含水35％赤泥和5份草酸鈣同時加入到烘干筒內，烘干筒內進料口溫度為600℃，出料處物料溫度為650℃，烘干時間為20min后，混合物料含水率為0.5％，物料比表面積為12m²/g。

(2)向步驟(1)得到的混合物料中，加入19％的還原煤和1％的膨潤土進行濕混處理，得到濕混物料。

(3)將濕混物料輸送進入圓盤造球機料倉，進行圓盤造粒，同一批次球團造粒時間約為15min，圓盤轉速為14r/min。造球的一次成球率為70％，球團粒徑范圍為8～12mm。

實施例3

利用本發(fā)明的方法，以赤泥和草酸鈣為原料制備赤泥球團，具體步驟如下：

(1)將100份含水35％赤泥、5份草酸鈣同時加入到烘干筒內，烘干筒內進料口溫度為600℃，出料處物料溫度為650℃，烘干時間為20min后，混合物料含水率為0.5％，物料比表面積為12m²/g。

(2)向步驟(1)得到的混合物料中，加入19％的還原煤和1％的膨潤土進行濕混處理，得到濕混物料。

(3)將濕混物料輸送進入圓盤造球機料倉，進行圓盤造粒，同一批次球團造粒時間約為15min，圓盤轉速為17r/min。造球的一次成球率為75％，球團粒徑范圍為10～14mm。

實施例4

利用本發(fā)明的方法，以赤泥和草酸鈣為原料制備赤泥球團，具體步驟如下：

(1)將100份含水35％赤泥和8份草酸鈣同時加入到烘干筒內，烘干筒內進料口溫度為600℃，出料處物料溫度為650℃，烘干時間為20min后，混合物料含水率為0.5％，物料比表面積為12m²/g。

(2)向步驟(1)得到的混合物料中，加入19％的還原煤和1％的膨潤土進行濕混處理，得到濕混物料。

(3)將濕混物料輸送進入圓盤造球機料倉，進行圓盤造粒，同一批次球團造粒時間約為15min，圓盤轉速為17r/min。造球的一次成球率為80％，球團粒徑范圍為10～14mm。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。