專利名稱：一種拜爾法赤泥的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種赤泥的處理方法，特別是涉及一種拜爾法赤泥的處理方法。
背景技術(shù)：
拜爾法赤泥是拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝中產(chǎn)生的廢渣，其成分中含有有利
用價值的Si02、 Fe203、 A1203，礦物組成為高嶺石、針鐵礦，是一種制造新材 料的有用原料。
目前，拜爾法赤泥處理方法 一.將赤泥排入大?；蜿懙囟汛?，例如澳大 利亞等國將赤泥排入大海，例如中國、前蘇聯(lián)等國對赤泥進行陸地堆存。二. 將赤泥進行加工處理，例如赤泥中磁選鐵。用赤泥作粘結(jié)劑燒制球團等。 不論是將赤泥排入大海，還是陸地堆存，都對環(huán)境造成極大的危害。占用了 有限的海域和土地，危害大、費用高。長此以往是不可耳又的。用特珠方法回 收赤泥中的有價元素，雖能處理部分赤泥，但處理后的赤泥殘渣還要堆存， 不能達到對赤泥的零排放。用赤泥作粘結(jié)劑雖能利用赤泥又不產(chǎn)生廢渣，但 赤泥的前期處理能耗高，赤泥的加入量偏小，也不是赤泥處理的理想方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種拜爾法赤泥的處理方法，能夠有效 處理赤泥，回收赤泥中的有價值的金屬，冶煉出優(yōu)良的硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品， 最終實現(xiàn)赤泥的零排;改。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種拜爾法赤泥的處理方法，其包
4括如下步驟
a將赤泥、硅石、還原劑和助熔劑加入冶煉爐內(nèi)進^"還原熔煉，爐溫為 1600 - 1900°C-，
b還原熔煉3 4小時，從冶煉爐的出液口放液，得到珪鐵合金熔體； c待放出硅鐵合金熔體后4 10小時，從冶煉爐出液口放液，得到棕剛 玉熔體。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中還原劑和助熔劑為陰 極或陽極碳塊，由于陰極或陽極碳塊內(nèi)含有氟化物，所以該陰極或陽極碳塊 可以同時作為還原劑和助熔劑，可以不用另外加入助熔劑。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中將30~55重量份赤泥、 45 ~ 70重量份硅石和25 ~ 40 %重量份的陰極或陽極碳塊加入冶煉爐內(nèi)，優(yōu)選 為將40 ~ 45重量份赤泥、55 ~ 60重量份硅石和28 ~ 35 %重量份的陰極或陽 極碳塊加入冶煉爐內(nèi)。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中還原劑為碳粉，所述 的助熔劑為縈石、冰晶石、氟化鈉、氟化鋁或氟化4丐，優(yōu)選為螢石。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中將30 - 55重量份赤泥、 45 ~ 70重量份硅石、15 ~ 40重量份碳粉和3 ~ 5重量份助熔劑加入冶煉爐內(nèi)。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的含水量為1~ 10%重量，優(yōu)選為5~8%重量。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的堿含量為5~ 12%重量，優(yōu)選為6~10%重量。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的粒度為0. 5~ 6cm，優(yōu)選為1 ~ 3cm。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中硅石、還原劑和助熔 劑的粒度為l~3cm。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述步驟a中將赤泥、硅石、還原 劑和助熔劑混合，送入造^M/L制球，之后加入冶煉爐內(nèi)進行還原熔煉。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述造球機制得的小球的粒度為3~
510cm。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述處理方法中赤泥中的鉀、鈉由 冶煉爐的煙氣經(jīng)過帶有冷凝裝置的回收設(shè)備得到回收。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述冷凝裝置內(nèi)的溫度為50 ~ 300。C。
上述拜爾法赤泥的處理方法，其中，所述回收設(shè)備內(nèi)為還原環(huán)境。
拜爾法赤泥中硅、鐵的有效成分占到了總量的70%以上，鋁占到了總量 的20%以上，其中還有少量的鈉和4丐，在配以適當?shù)妮o料后，拜爾法赤泥是 一種冶煉棕剛玉和硅鐵的優(yōu)良原料。
以拜爾法赤泥為原料生產(chǎn)熔融氧化鋁(棕剛玉)聯(lián)產(chǎn)硅鐵的過程，是將 人1203以外的其他氧化物予以還原成金屬而分離，是一種熔融凈化過程。拜爾 法赤泥中的氧化物Fe203、 K20、 Na20、 Si02、和CaO被^友還原的開始溫度分別 為720。C、 750°C、 980°C、 1580°C、和1930。C,而人1203被碳還原的開始溫度 為2010°C。只要在赤泥中加入足夠量的碳并將溫度控制在1600°C ~ 1900°C， 就可以將赤泥中除A1203和CaO以外的其他氧化物還原成金屬而分離出去，K、 Na以氣態(tài)形式進入煙氣中，而Fe、 Si形成合金而下沉到爐底，從而實現(xiàn)硅 鐵和鋁的有效分離。
目前，冶煉硅鐵用鐵粉、硅石、焦炭作原料；棕剛玉冶煉用鐵粉、優(yōu)質(zhì) 鋁土礦、焦炭作原料。原料均為國內(nèi)外緊俏的礦產(chǎn)和商品，所以制造成本高。 用拜爾法赤泥為原料冶煉硅鐵和棕剛玉，具有較大的成本優(yōu)勢。
本發(fā)明的拜爾法赤泥的處理方法，能夠有效處理赤泥，回收赤泥中的有 價值的金屬，冶煉出優(yōu)良的硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，生產(chǎn)成本低，處理后不產(chǎn)生 廢渣和廢氣，最終實現(xiàn)赤泥的零排放。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例詳細描述本發(fā)明。
實施例l取含水量為6%重量，堿含量8. 0%重量的赤泥，制成3cm的小塊，將硅 石、鋁電解廢陰極碳塊破碎制成2. Ocm小塊，將40重量份的赤泥、60重量 份的硅石和31重量份的碳塊混合，送入造球機制球，制得小球粒度為5cm， 加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在18 00 °C ,反應(yīng)4小時，從出液口放出硅鐵熔 體，待放出硅鐵合金熔體后4小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精整，得 到硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，珪4失產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符合 GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為IO(TC，回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備 得以回收。
實施例2
取含水量為1°/。重量， >喊含量6. 0°/。重量的赤泥，制成0. 5cm的小塊，將 硅石、鋁電解廢陽極碳塊破碎制成1. Ocm小塊，將30重量份的赤泥、70重 量份的硅石和28重量份的碳塊混合，送入造球機制球，制得小球粒度為10cm, 加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1700°C,反應(yīng)3小時，從出液口放出硅鐵熔 體，待放出硅鐵合金熔體后6小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精整，得 到硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，珪鐵產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符合 GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為30(TC，回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備 得以回收。
實施例3
取含水量為5%重量，堿含量5. 0%重量的赤泥，制成lcm的小塊，將硅 石、鋁電解廢陽核J炭塊石皮^晬制成1. Ocm小塊，將45重量^f分的赤泥、55重量 份的硅石和25重量份的碳塊混合，送入造球機制球，制得小球粒度為3cm， 加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1600°C,反應(yīng)3. 5小時，從出液口放出硅鐵熔體，待放出硅鐵合金熔體后10小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精整，
得到硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，硅鐵產(chǎn)品符合GB"72-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符合 GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為50。C，回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備得 以回》]文。
實施例4
取含水量為8%重量，堿含量10. 0%重量的赤泥，制成6cm的小塊，將硅 石、鋁電解廢陰極碳塊破碎制成3. Ocm小塊，將55重量份的赤泥、45重量 份的硅石和40重量份的碳塊混合，送入造球機制球，制得小球粒度為6cm, 加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1900°C,反應(yīng)4小時，從出液口放出硅鐵熔 體，待放出硅鐵合金熔體后8小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精整，得 到硅鐵和椋剛玉產(chǎn)品，硅鐵產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符合 GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為8(TC,回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備得 以回j]欠。
實施例5
取含水量為10%重量，堿含量12. 0%重量的赤泥，制成2cm的小塊，將 硅石、鋁電解廢陽才及碳塊石皮碎制成2. Ocm小塊，將43重量^f分的赤泥、57重 量份的硅石和35重量份的碳塊混合，送入造球機制球，制得小球粒度為8cm, 加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1850°C，反應(yīng)4小時，從出液口放出硅鐵熔 體，待放出硅鐵合金熔體后4小時放出椋剛玉熔體，兩種物料分別精整，得 到硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，硅鐵產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符合 GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置冷卻，冷卻溫度為IO(TC,回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備
得以回收。
實施例6
取含水量為8%重量，堿含量7. 0%重量的赤泥，制成3cm的小塊，將硅 石破碎制成3. Ocm小塊，將45重量份的赤泥、60重量份的硅石、25重量份 的碳粉和3重量份的助熔劑螢石混合，送入造球機制球，制得小球粒度為5cm, 加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1750°C,反應(yīng)4小時，從出液口放出硅鐵熔 體，待放出硅鐵合金熔體后5小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精整，得 到硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，硅4失產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符合 GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為200°C，回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備 得以回收。
實施例7
取含水量為5%重量，堿含量10. 0%重量的赤泥，制成2cm的小塊，將硅 石破碎制成2. 0cm小塊，將30重量份的赤泥、70重量份的硅石、15重量份 的碳粉和4重量份的助熔劑水晶石混合，送入造球機制球，制得小球粒度為 8cm，加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1850°C,反應(yīng)4小時，從出液口》文出 硅鐵熔體，待放出硅鐵合金熔體后6小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精 整，得到硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，硅鐵產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符 合GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為IO(TC，回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備 得以回收。
實施例8
取含水量為6%重量，堿含量6. 0%重量的赤泥，制成lcm的小塊，將硅石破碎制成1. Ocm小塊，將55重量份的赤泥、45重量份的硅石、40重量份 的碳粉和5重量份的助熔劑氟化鈉混合，送入造球機制球，制得小球粒度為 3cm，加入冶煉爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度控制在1900°C,反應(yīng)4小時，/人出液口;^丈出 硅鐵熔體，待放出硅鐵合金熔體后4小時放出棕剛玉熔體，兩種物料分別精 整，得到硅《失和棕剛玉產(chǎn)品，硅鐵產(chǎn)品符合GB2272-87標準，棕剛玉產(chǎn)品符 合GB/T3043-2000。
赤泥中的鉀、鈉隨著產(chǎn)生的煙氣進入回收設(shè)備，經(jīng)回收設(shè)備的冷凝裝置 冷卻，冷卻溫度為300°C,回收設(shè)備處于還原環(huán)境下，鉀、鈉經(jīng)過回收設(shè)備 得以回收。
權(quán)利要求
1、一種拜爾法赤泥的處理方法，其包括如下步驟a將赤泥、硅石、還原劑和助熔劑混合，加入冶煉爐內(nèi)進行還原熔煉，爐溫為1600～1900℃；b還原熔煉3～4小時，從冶煉爐的出液口放液，得到硅鐵合金熔體；c待放出硅鐵合金熔體后4～10小時，從冶煉爐出液口放液，得到棕剛玉熔體。
2、 如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，所述步驟a中還原劑和助熔劑為陰極或陽極碳塊。
3、 如權(quán)利要求2所述的處理方法，其中，所述步驟a中將30 - 55重量份赤泥、45 ~ 70重量份硅石和25 ~ 40%重量份的陰極或陽極碳塊加入冶煉爐內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求3所述的處理方法，其中，所述步驟a中將40 - 45重量份赤泥、55 ~ 60重量份硅石和28 ~ 35 %重量份的陰極或陽極碳塊加入冶煉爐內(nèi)。
5、 如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，所述步驟a中還原劑為碳粉，所述的助熔劑為螢石、冰晶石、氟化鈉、氟化鋁或氟化《丐。
6、 如權(quán)利要求5所述的處理方法，其中，所述步驟a中將30-55重量份赤泥、45~70重量份硅石、15~40重量份碳粉和3~5重量份助熔劑加入冶煉爐內(nèi)。
7、 如權(quán)利要求l、 2或5所述的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的含水量為1~10%重量。
8、 如權(quán)利要求7所述的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的含水量為5~8%重量。
9、 如權(quán)利要求l、 2或5所述的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的堿含量為5~12%重量。
10、 如權(quán)利要求9所述的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的堿含量為6~10%重量。
11、 如權(quán)利要求l、 2或5所述的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的并立度為0. 5 ~ 6cm。
12、 如權(quán)利要求11所述的處理方法，其中，所述步驟a中赤泥的粒度為1 ~ 3cm。
13、 如權(quán)利要求2所述的處理方法，其中，所述步驟a中硅石、陰陽極碳塊的粒度為1 ~ 3cm。
14、 如權(quán)利要求1、 2或5所述的處理方法，其中，所述步驟a中將赤泥、硅石、還原劑和助熔劑混合，送入造球機制球，之后加入冶煉爐內(nèi)進行還原熔煉。
15、 如權(quán)利要求14所述的處理方法，其中，所述造球機制得的小球的粒度為3 ~ 10cm。
16、 如權(quán)利要求l、 2或5所述的處理方法，其中，所述處理方法中赤泥中的鉀、鈉由冶煉爐的煙氣經(jīng)過帶有冷凝裝置的回收設(shè)備得到回收。
17、 如權(quán)利要求16所述的處理方法，其中，所述冷凝裝置內(nèi)的溫度為50~ 300°C。
18、 如權(quán)利要求16所述的處理方法，其中，所述回收設(shè)備內(nèi)為還原環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明公開一種拜爾法赤泥的處理方法，其包括如下步驟a.將赤泥、硅石、還原劑和助熔劑加入冶煉爐內(nèi)進行還原熔煉，爐溫為1600～1900℃；b.還原熔煉3～4小時，從冶煉爐的出液口放液，得到硅鐵合金熔體；c.待放出硅鐵合金熔體后4～10小時，從冶煉爐出液口放液，得到棕剛玉熔體。本發(fā)明的拜爾法赤泥的處理方法，能夠有效處理赤泥，回收赤泥中有價值的金屬，冶煉出優(yōu)良的硅鐵和棕剛玉產(chǎn)品，生產(chǎn)成本低，處理后不產(chǎn)生廢渣和廢氣，最終實現(xiàn)赤泥的零排放。
文檔編號C01F7/00GK101456573SQ200810246588
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者陳玉海 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司