專利名稱：一種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，使用鋁土礦生產(chǎn)氧化 鋁的エ藝方法，主要包括拜爾法、燒結(jié)法、聯(lián)合法以及串聯(lián)法等。拜爾法主要是將鋁土礦與氫氧化鈉濕法磨粉，低溫溶出氧化鋁，其缺陷是氧化鋁的收率低(75%左右)；燒結(jié)法是將鋁土礦加碳酸鈉、石灰石及煤等進(jìn)行球磨、制漿，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯噴漿、燒結(jié)，制得氧化鋁熟料，其氧化鋁的收率可以達(dá)到80 85% ;而聯(lián)合法、串聯(lián)法等是將上述兩種方法的結(jié)合或選擇性的使用，其氧化鋁的收率可以達(dá)到85 90%。上述各種方法，只追求氧化鋁的回收率，而不注重鐵等其它各種元素的綜合利用。盡管如此，其氧化鋁的收率一直無(wú)法再進(jìn)ー步提高。而且，其它元素都成為エ業(yè)廢料，含堿赤泥造成大量的無(wú)法處理的エ業(yè)廢渣，其中鐵的含量是制約赤泥綜合利用的主要障礙。再者，針對(duì)自然界里存在的含鋁針狀鋁鐵礦，現(xiàn)有技術(shù)中的所有エ藝都是無(wú)法提取的。這些都是無(wú)法再提高氧化鋁回收率的主要因素——既造成自然資源的大量浪費(fèi)，造成巨大的環(huán)境污染，又導(dǎo)致了全球資源的短缺。現(xiàn)有技術(shù)中，使用鈦鐵礦制取氧化鈦的生產(chǎn)エ藝是，將鈦鐵礦加碳造球，經(jīng)燒結(jié)進(jìn)入電爐，將溫度控制在1600°C 1800°C、甚至1800°C以上，經(jīng)碳還原、高溫熔融，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離。上層得到高鈦渣，下層得到熱鐵水。由于此種方法需要消耗大量的電能，且產(chǎn)生大量的廢氣，即運(yùn)行成本相當(dāng)高，污染很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈦鐵礦鋁土礦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，它可將鈦鐵礦、鋁土礦中的各元素完全分離和利用、且運(yùn)行成本很低、產(chǎn)品收率高，經(jīng)濟(jì)效益很高，不產(chǎn)生エ業(yè)廢料，達(dá)到能源階梯利用。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，其特征在于包括如下步驟a)按照一定比例將鈦鐵礦、鋁土礦、煤、堿、瑩石礦制成混合生料山)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)過(guò)烘干、預(yù)還原，生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料加入到熔分爐內(nèi)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟鈦料出口排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出口流出；d)高鋁鈦熟料出口排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)冷卻得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦輕金屬氧化物。優(yōu)選的，所述步驟a)中，所述鈦鐵礦、鋁土礦按照重量比0. 5 I : 0. 5 I混合；煤、堿、瑩石礦的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的20 50%、5 10%、1 4%。優(yōu)選的，所述步驟a)中，混合生料中還包括一定比例的石灰。優(yōu)選的，所述步驟a)中，所述鈦鐵礦、鋁土礦按照重量比0. 5 I : 0. 5 I混合；煤、堿、瑩石礦、石灰的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的20 50%、5 10%、I 4%、10 20%。優(yōu)選的，所述步驟b)中，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度為攝氏800 1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原的時(shí)間為2 10小時(shí)；所述步驟c)中，還原料由回轉(zhuǎn)窯經(jīng)密閉通道進(jìn)入到熔分爐內(nèi)加溫、熔融；熔分爐內(nèi)溫度在攝氏1450 1700度，還原料在熔分爐內(nèi)經(jīng)過(guò)I 4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ流出；所述步驟d)中，高鋁熟料出ロ排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。優(yōu)選的，所述步驟b)中，回轉(zhuǎn)窯 內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度。優(yōu)選的，所述步驟c)中，所述熔分爐頭部安裝至少ー支燃?xì)鈽?，燃?xì)鈽尩臉尌沓蛩鋈鄯譅t尾部，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融。優(yōu)選的，所述步驟c)中，所述熔分爐頭部安裝三支燃?xì)鈽?；在所述熔分爐尾部安裝至少ー支燃?xì)鈽?，所有燃?xì)鈽尩臉尌砭蛉鄯譅t尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融。優(yōu)選的，還包括如下步驟e)熔分爐內(nèi)的高溫氣體經(jīng)密閉通道進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，從回轉(zhuǎn)窯尾部的煙氣出口排放出的煙氣，經(jīng)余熱鍋爐后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；。再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。優(yōu)選的，所述步驟c)中，熔分爐內(nèi)溫度在攝氏1500度，還原料在熔分爐內(nèi)經(jīng)過(guò)4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離。優(yōu)選的，所述步驟a)中，鈦鐵礦鋁土礦按照重量比I : I混合，煤、堿、瑩石礦的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的35%、8%、3%。優(yōu)選的，所述步驟a)中，鈦鐵礦鋁土礦按照重量比I : I混合，煤、堿、瑩石礦、石灰的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的35%、8%、3%、15%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是堿與瑩石礦在鐵還原反應(yīng)中起到了催化助熔的作用，使得鈦鐵分離的速度快且反應(yīng)徹底；堿、瑩石礦中的氟在煤氣高溫作用下蒸發(fā)，經(jīng)余熱鍋爐冷卻回收，再用于新的配礦，循環(huán)使用。因此，既降低了生產(chǎn)成本，能夠分離、提取欽鐵礦中的氧化欽、鐵、招等，不再?gòu)V生赤泥而污染環(huán)境；而且欽、鐵、招的收率聞鐵99 %以上、鈦99 %以上、鋁98 %以上。這樣的無(wú)渣生產(chǎn)是ー個(gè)全新的生產(chǎn)エ藝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鈦鐵礦及鋁礦中各元素的分離和利用，從而實(shí)現(xiàn)了鈦鐵礦與鋁土礦聯(lián)合生產(chǎn)的新エ藝，能源階梯利用。其運(yùn)行成本很低，經(jīng)濟(jì)效益高，綠色環(huán)保。


圖I是實(shí)施本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為I、回轉(zhuǎn)窯；11、煙氣出ロ ；12、余熱鍋爐；13、水幕除塵堿吸收塔；2、熔分爐；21、熱鐵水出ロ ；22、高鋁鈦熟料出ロ ；23、燃?xì)鈽專?、水淬槽；4、密閉通道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步描述本發(fā)明所用鉻渣為堿性鉻渣，即在現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)重鉻酸鈉或重鉻酸鉀時(shí)產(chǎn)生的廢渣；所述高鋁鈦熟料是含有氧化鋁、ニ氧化硅、氧化鈣、ニ氧化鈦、氧化鎂等輕金屬氧化物的混合物；所述密閉通道由耐火材料砌成。參見(jiàn)圖1，描述用于實(shí)施本發(fā)明的裝置。需要說(shuō)明的是，實(shí)施本發(fā)明，并不限于圖I的裝置。
安裝吋，回轉(zhuǎn)窯I、熔分爐2、水淬槽3三者所處的位置是依次降低的，而且它們各自本身的頭部(或下部)相對(duì)于其尾部(或上部)的高度都低，亦即回轉(zhuǎn)窯I的頭部較其尾部略低；熔分爐2的尾部低于回轉(zhuǎn)窯I的頭部，但高于熔分爐2的頭部；水淬槽3的上部低于熔分爐2的頭部。如圖I所示，實(shí)施本發(fā)明エ藝方法的裝置，包括回轉(zhuǎn)窯I、熔分爐2，密閉通道4將所述熔分爐2尾部與所述回轉(zhuǎn)窯I頭部連通；所述熔分爐2頭部下側(cè)，設(shè)置有熱鐵水出ロ21，所述熔分爐2頭部上側(cè)，設(shè)置高鋁鈦熟料出ロ 22 ;所述熱鐵水出ロ 21低于所述高鋁鈦熟料出口 22 ;在所述熔分爐2頭部、所述高鋁鈦熟料出口 22上方，安裝有三支燃?xì)鈽?3，所述燃?xì)鈽?3的槍ロ朝向所述熔分爐2尾部；在所述熔分爐2尾部設(shè)置有三支燃?xì)鈽?3，所述燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向所述熔分爐2尾部的下料處；在所述熔分爐2頭部、所述高鋁熟料出口 22下方，設(shè)置有水淬槽3 ;所述回轉(zhuǎn)窯I尾部設(shè)有煙氣出口 11，所述回轉(zhuǎn)窯I的煙氣出口 11經(jīng)過(guò)余熱鍋爐12與水幕除塵堿吸收塔13連通。實(shí)施例一如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比0. 5 : 0. 5取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的取煤、堿、瑩石礦；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為2小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1700度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)I小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例ニ
如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比I : I取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的50%取煤、堿、瑩石礦；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為10小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；
c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1600度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)3小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例三如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比0. 7 : 0. 8取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的取煤、堿、瑩石礦；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為5小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1500度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出ロ 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例四如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟
a)按照重量比I : 0. 6取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的取煤、堿、瑩石礦；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為6小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi) 溫度在攝氏1450度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出ロ 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例五如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比0. 9 : 0. 7取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的取煤、堿、瑩石礦；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為8小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1550度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)3小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例六如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比0. 5 : 0. 5取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的20%、5%、I %、10%取煤、堿、瑩石礦、石灰；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為2小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫 度在攝氏1700度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)I小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例七如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比I : I取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的50 %、10 %、4 %、20 %取煤、堿、瑩石礦、石灰；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為10小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1600度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)3小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例八如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟
a)按照重量比0. 7 : 0. 8取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的50%、10%、4%、12%取煤、堿、瑩石礦、石灰；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為5小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏 1500度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出ロ 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例九如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比I : 0. 6取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的50 %、10 %、4 %、15 %取煤、堿、瑩石礦、石灰；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為6小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?3的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1450度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出ロ 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。實(shí)施例十
如圖I所示，ー種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)エ藝，包括如下步驟a)按照重量比0. 9 : 0. 7取鈦鐵礦、鋁土礦混合；分別按照鈦鐵礦與鋁土礦混合物的總重量的50%、10%、4%、17%取煤、堿、瑩石礦、石灰；將它們磨碎、混合均勻，制成混合生料；b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯I中，回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原，時(shí)間為8小時(shí)；生成呈半熔融狀態(tài)的還原料；c)將上述還原料從回轉(zhuǎn)窯I經(jīng)密閉通道4，進(jìn)入到熔分爐2內(nèi)，熔分爐2頭部安裝三支燃?xì)鈽?3，尾部安裝一支以上的燃?xì)鈽?3，所有的燃?xì)鈽?23的槍ロ均朝向熔分爐2尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融；熔分爐2內(nèi)溫度在攝氏1550度，還原料在熔分爐2內(nèi)經(jīng)過(guò)3小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口 22排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出ロ 21流出；d)高鋁鈦熟料出ロ 22排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬槽3水淬，研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦等輕金屬氧化物。e)熔分爐2內(nèi)的高溫氣體，經(jīng)密閉通道4進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1，從回轉(zhuǎn)窯I尾部的煙氣出口 11排放出，該煙氣經(jīng)余熱鍋爐12吸熱后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐12底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔13，進(jìn)ー步吸收煙氣中的ニ氧化硫、氟、神等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、神酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下步驟 a)按照一定比例將鈦鐵礦、鋁土礦、煤、堿、瑩石礦制成混合生料； b)將上述混合生料加入到回轉(zhuǎn)窯中，經(jīng)過(guò)烘干、預(yù)還原，生成呈半熔融狀態(tài)的還原料； c)將上述還原料加入到熔分爐內(nèi)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟鈦料出口排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出口流出； d)高鋁鈦熟料出口排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬、研磨、酸浸取，得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦輕金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a)中，所述鈦鐵礦、鋁土礦按照重量比0.5 I : 0.5 I混合；煤、堿、瑩石礦的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的20 50%、5 10%、1 4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a)中，混合生料中還包括一定比例的石灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦鐵礦鋁土礦的無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a)中，所述鈦鐵礦、鋁土礦按照重量比O. 5 I : O. 5 I混合；煤、堿、瑩石礦、石灰的重量分 別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的20 50%、5 10%、1 4%、10 20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟b)中，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度為攝氏800 1460度；混合生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行烘干、預(yù)還原的時(shí)間為2 10小時(shí)； 所述步驟c)中，還原料由回轉(zhuǎn)窯經(jīng)密閉通道進(jìn)入到熔分爐內(nèi)加溫、熔融；熔分爐內(nèi)溫度在攝氏1450 1700度，還原料在熔分爐內(nèi)經(jīng)過(guò)I 4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離；上層的高鋁鈦熟料，由高鋁鈦熟料出口排出，下層的熱鐵水由熱鐵水出口流出； 所述步驟d)中，高鋁熟料出口排出的高鋁鈦熟料，經(jīng)水淬、研磨、酸浸取，得到固體硅、隹丐、鎂、招、鈦輕金屬氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟b)中，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)尾部到頭部的溫度，從攝氏800度漸升至1460度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟c)中，所述熔分爐頭部安裝至少一支燃?xì)鈽專細(xì)鈽尩臉尶诔蛩鋈鄯譅t尾部，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟c)中，所述熔分爐頭部安裝三支燃?xì)鈽專辉谒鋈鄯譅t尾部安裝至少一支燃?xì)鈽?，所有燃?xì)鈽尩臉尶诰蛉鄯譅t尾部的下料處，對(duì)還原料進(jìn)行加溫、熔融。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于還包括如下步驟e)熔分爐內(nèi)的高溫氣體經(jīng)密閉通道進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，從回轉(zhuǎn)窯尾部的煙氣出口排放出的煙氣，經(jīng)余熱鍋爐后得到熱蒸汽，由余熱鍋爐底部的重力除塵室得到堿以及鈉鹽(或鉀鹽)；。再經(jīng)水幕除塵堿吸收塔，進(jìn)一步吸收煙氣中的二氧化硫、氟、砷等廢氣，使之溶于堿生成水溶性鈉鹽(或鉀鹽)，即生成包括亞硫酸鈉(鉀)、氟化鈉(鉀)、氟硅酸鈉(鉀)、砷酸鈉(鉀)和碳酸鈉(鉀)的混合液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟c)中，熔分爐內(nèi)溫度在攝氏1500度，還原料在熔分爐內(nèi)經(jīng)過(guò)4小時(shí)，進(jìn)行熔融、渣鐵分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a)中，鈦鐵礦鋁土礦按照重量比I : I混合，煤、堿、瑩石礦的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的35%、8%、3%。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a)中，鈦鐵礦鋁土礦按照重量比I : I混合，煤、堿、瑩石礦、石灰的重量分別為鈦鐵礦與鋁土礦混合物總重量的35%、8%、3%、15%。
全文摘要
一種鐵、鋁、鈦聯(lián)合法無(wú)渣生產(chǎn)工藝，步驟a)按比例將鈦鐵礦、鋁土礦、煤、堿、瑩石礦、石灰制成混合生料；b)將混合生料加到回轉(zhuǎn)窯中烘干、預(yù)還原，生成還原料；c)將還原料加入到熔分爐內(nèi)熔融、渣鐵分離；d)排出高鋁鈦熟料經(jīng)水淬、研磨、酸浸取得到固體硅、鈣、鎂、鋁、鈦輕金屬氧化物。優(yōu)點(diǎn)是堿與瑩石礦起催化助熔作用，使得鈦鐵分離速度快且徹底；堿、氟在煤氣作用下蒸發(fā)、回收再利用。既降低了生產(chǎn)成本，能夠分離、提取鈦鐵礦中的氧化鈦、鐵、鋁等，又不再產(chǎn)生赤泥而污染環(huán)境；且鈦、鐵、鋁的收率均在99％以上。實(shí)現(xiàn)了鈦鐵礦與鋁土礦聯(lián)合生產(chǎn)的新工藝，能源階梯利用。其運(yùn)行成本很低，經(jīng)濟(jì)效益高，綠色環(huán)保。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102766714SQ20121027967
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者胡曉雪, 胡長(zhǎng)春 申請(qǐng)人:胡曉雪, 胡長(zhǎng)春