專利名稱：一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵的生產工藝，尤其涉及一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝方法和設備，屬鋼鐵冶金技術領域。
背景技術：
赤泥是從鋁土礦中提取氧化鋁過程中產生的固體廢渣。由于礦源與提煉方法不同，目前我國每生產1噸氧化鋁，大約產生1 2噸赤泥。普遍采用拜耳法提取氧化鋁后外排的赤泥，其主要成分是:Fe203 40 70%, Si02 7 12%, A1203 9 18%, Τ 02 3 9%, Na20 :3 11%，CaO :1 3%，Mn 0. 05 0. 15%, K20 0. 2 0. 4%，MgO 0. 15 0. 50%, S 0. 02 0. 12%, P :0. 02 0. 06%，水份5 15%。目前，我國赤泥的堆存量已達2億噸，預計2015年赤泥的堆存量將達到3. 5億噸。赤泥的堆存除了需要維護之外，更重要的是占用土地、污染環境、存在安全隱患。赤泥是一種很有潛在利用價值的資源，由于赤泥中A1203、Na2O, K2O等含量較高，煉鐵高爐無法使用，在目前已有技術條件下，對于此類資源，尚無高效經濟的處理技術，無法大量工業利用。在鋁生產過程中綜合回收鐵的研究眾多前蘇聯提出的熔渣法即將含鐵、鋁的礦石與石灰石和焦炭按一定比例混合，混合料在電爐中進行高溫還原熔煉生成硅鐵合金， 分離硅鐵后的鋁酸鈣爐渣再用Na2CO3溶液浸出，回收其中的Al2O315該法的最大缺陷是能耗高，因為將S^2還原需要很高的溫度；此外，在高溫熔煉過程中可能生成不易溶于Na2CO3 溶液的鋁酸鈣，從而造成鋁的回收率較低。U. S. Patent 1，618，105提出的Perdersen法在此基礎上進行了改進，將200810143855. 4高鐵高硅鋁土礦、石灰石、焦炭混合料在電爐中于較低的溫度下熔煉，二氧化硅不被還原而與鈣結合形成硅鈣化合物，得到生鐵和以 12Ca0-7A1203和2Ca0. Si02為主的爐渣，爐渣用碳酸鈉溶液浸出，得到鋁酸鈉溶液和碳酸鈣，經固液分離后獲得鋁酸鈉溶液，在此溶液中通入煙道尾氣(0) 進行碳酸化分解析出 Al (OH)3,從而實現鋁的回收。在該法中含鐵化合物被還原成生鐵，熔煉溫度仍然偏高，導致能耗高。中國專利申請93109672. 3公開了一種從鋁土礦溶出廢渣中回收鐵礦物的方法， 采用濕式強磁選工藝回收赤泥廢渣中的鐵礦物(含鐵20-30%)，赤泥廢渣中的鐵礦物主要是赤鐵礦和針鐵礦，存在強磁選回收率低和Al2O3含量仍高達6-10 %的問題，高爐無發使用。中國專利申請200510200493. 4公開了一種從高鐵鋁土礦中提取鐵和鋁的方法，該方法采用燒結、高爐冶煉，由于爐渣中Al2O3的含量高達32% -36%致使高爐無發正常生產。中國專利申請200510200560. 2公開了一種從高鐵三水鋁土礦中提取鋁和鐵的方法， 該方法是利用回轉窯用煤做還原劑，還原焙燒溫度1100-120(TC得到海棉鐵，該方法海棉鐵中Al2O3含量仍高達10%以上。中國專利申請200510200559. X公開了一種赤泥中回收鐵的方法、中國專利申請201010197004. 5公開了一種利用拜爾法赤泥砂生產海棉鐵聯產鋁酸鈉，也是采用海棉鐵的方法回收赤泥中鐵。中國專利申請2007100U692. 1公開了一種從堿性赤泥中選出精鐵礦的方法，把赤泥經強磁選后送入懸浮磁化焙燒爐小于700°C焙燒，經球磨機后再經磁選得到58-65%的精鐵礦，該方法精鐵礦中Al2O3含量仍高達6-8%， 高爐無發使用。中國專利申請200710017083. 5公開了一種工業化開發利用赤泥的工藝方法，該方法是將赤泥磁選出全鐵43-53%的鐵礦粉，烘干后噴吹到高爐出鐵后的鐵水中，利用鐵水中的高溫和過飽和碳熔化和還原成鐵水，該方法用量太小，噸鐵只能利用20-60公斤，同時增加了鐵水中的渣量。中國專利申請200810143855. 4公開了一種高鐵含鋁物料的綜合利用技術，該方法是在赤泥和高鐵鋁土礦中加入工業純堿、生石灰和煤粉，磨細混勻后 900-1350°C燒結，然后在鋁酸鈉中濕磨回收氧化招，磁選回收鐵粉，該方法精鐵礦中Al2O3 含量仍高達6-8%，高爐無發使用。中國專利申請200810227080. 9公開了一種拜爾法赤泥處理方法、中國專利申請200410023997. 9公開了一種從赤泥中選出鐵礦石的方法、中國專利申請20091010M20. X公開了一種赤泥的綜合利用方法、中國專利申請200910044285. 8 公開了一種從氧化鋁赤泥中回收鐵精礦的方法，均是采用磁選法回收鐵粉。中國專利申請200810047555. 6公開了一種赤泥的綜合利用方法，在赤泥中加入焦炭或煤、石灰， 在電爐中1400-1800°C熔融還原，冷卻后破碎分離出硅鐵合金和鋁酸鈣。中國專利申請 201010196397. 8公開了一種利用拜爾法赤泥砂生產鐵精礦的方法，采用燒堿溶液溶出反應化學法和濕法磁選生產鐵精粉，環境污染問題難以避免。
發明內容針對現有技術的不足和數億噸赤泥堆存量不能被大批量綜合利用及對環境產生的污染問題，本實用新型提出了一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，一套設備年可處理30到80萬噸赤泥。本實用新型提供一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，包括混料機(1)， 壓球機0)，鏈箅機(3)，轉底爐(6)，冷卻機(7)，磁選系統，余熱利用系統，煤氣系統。混料機(1)、壓球機⑵與鏈箅機⑶依次相連，鏈箅機⑶與轉底爐(6)上部的布料口⑷相連，冷卻機(7)與轉底爐(6) 一側的出料口 (5)相連。優選的，所述的磁選系統包括破碎機( ，磁選設備⑶)，球磨機(10)，強磁選設備(11)。冷卻機(7)、破碎機(8)、磁選設備(9)、球磨機(10)、強磁選設備(11)依次相連， 把水冷壓球在流水中破碎后由磁選設備分離出初選渣、尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵混合物，初選渣再經球磨機在水中細磨，再由強磁選設備選出剩余的尺寸小于3mm的球鐵，使鋁硅渣中的鐵含量小于1.5%。優選的，所述的余熱利用系統包括高溫廢氣管道(12)，預熱設備(1 ，回收設備 (14)，吸附制氧設備(17)，富氧混合設備(19)。優選的預熱設備(13)由一級預熱設備㈧、 二級預熱設備(B)和三級預熱設備(C)依次串連組成。轉底爐(6)經高溫廢氣管道(12)與預熱設備(H)A相連，回收設備(14)位于一級預熱設備(A)A和二級預熱設備(B)的下方； 三級預熱設備(C)通過預熱空氣管道(1 與富氧混合設備(19)相連；吸附制氧設備(17) 通過氧氣管道(18)與富氧混合設備(19)相連；富氧混合設備(19)經富氧熱風管道00) 和轉底爐(6)相連；三級預熱設備(C)通過烘干管道(16)與鏈箅機(3)相連。優選的，所述的煤氣系統包括煤氣發生爐(21)，煤氣管道02)。煤氣發生爐通過煤氣管道0 與轉底爐(6)相連，為轉底爐供應燃燒煤氣。優選的，所述的煤氣系統包括天然氣柜和天然氣管道04)。天然氣柜03)通過天然氣管道04)與轉底爐(6)相連，為轉底爐供應燃氣。本實用新型的優勢體現在(1)不用焦炭，把難以用做高爐煉鐵的赤泥中的鐵高效率、高質量、高效益提煉出來并用于電爐煉鋼或鑄鋼等，實現了赤泥大規模綜合利用。(2)轉底爐廢氣用于預熱富氧熱風和烘干壓球，低成本變壓吸附制氧等技術利用， 綜合能耗低，生產成本低。(2)鋁硅渣用于生產高標號優質水泥或用于耐火材料的原料；妝20和1(20等堿性金屬氧化物粉末用于提煉金屬Na和K，或用于制造肥料的原料。徹底解決了赤泥對環境的污染問題、占地堆放問題，經濟效益和社會效益顯著。

圖1是本實用新型的示意流程圖。其中1 混料機，2 壓球機，3 鏈箅機，4 轉底爐布料口，5 轉底爐出料口，6 轉底爐，7 冷卻機，8 破碎機，9 磁選設備，10 球磨機， 11 強磁選設備，12 高溫廢氣管道，13 預熱設備，14 回收設備，15 熱空氣管道，16 烘干管道，17 吸附制氧設備，18 氧氣管道，19 富氧混合設備，20 富氧熱風管道，21 煤氣發生爐，22 煤氣管道，25 赤泥，26 煤粉，27 石灰，28 粘結劑。A 一級預熱設備、B 二級預熱設備、C 三級預熱設備圖2是本實用新型的燃氣供給另一種形式。其中23 天然氣柜，24 天然氣管道， 其它同圖1。
具體實施方式
以下實施例是對本實用新型的進一步說明，但本實用新型并不局限于此。實施例1 [0020]本實用新型的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝設備，如圖1所示，包括混料機1，壓球機2，鏈箅機3，轉底爐6，冷卻機7，磁選系統，余熱利用系統，煤氣系統。混料機1、壓球機2與鏈箅機3依次相連，鏈箅機3與轉底爐6上部的布料口 4相連，冷卻機7與轉底爐6 —側的出料口 5相連。所述的磁選系統包括破碎機8，磁選設備9，球磨機10，強磁選設備11。冷卻機7、 破碎機8、磁選設備9、球磨機10、強磁選設備11依次相連，把水冷壓球在流水中破碎后由磁選設備分離出初選渣、尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵混合物，初選渣再經球磨機在水中細磨， 再由強磁選設備選出剩余的尺寸小于3mm的球鐵，使鋁硅渣中的鐵含量小于1. 5%。所述的余熱利用系統包括高溫廢氣管道12，預熱設備13，回收設備14，吸附制氧設備17，富氧混合設備19，煤氣發生爐21，煤氣管道22。轉底爐6經高溫廢氣管道12與預熱設備13相連，回收設備14位于預熱設備13A和B的下方；預熱設備13通過熱空氣管道 15與富氧混合設備19相連；吸附制氧設備17通過氧氣管道18與富氧混合設備19相連； 富氧混合設備19經富氧熱風管道20和轉底爐6相連；預熱設備13通過烘干管道16與鏈箅機3相連。所述的煤氣系統包括煤氣發生爐21和煤氣管道22。煤氣發生爐21通過煤氣管道22與轉底爐6相連，為轉底爐供應燃燒煤氣。[0025]赤泥，其成分為=Fe2O3:54. 5%, SiO2 -.8%, Al2O3 13. 5%, TiO2 -.5%, MnO 0. 1， Na20 5. 5%, CaO :2. 5%,K20 :0. 25%,MgO :0. 15%, S :0. 025%,P :0. 025%，水份 10. 45%。 煤粉固定炭大于77%、硫小于1%。轉底爐燃燒氣體為發生爐煤氣。赤泥25、煤粉沈、石灰27和粘結劑觀按赤泥煤粉石灰粘結劑= 1 0.20 0.07 0.02的比例加入混料機1均勻混合，用壓球機2壓出25mm的球，壓球所送鏈箅機3烘干(溫度20(TC )后通過轉底爐布料口 4裝入轉底爐6 ；煤氣發生爐21生產的煤氣通過煤氣管道22送往轉底爐；轉底爐的廢氣通過高溫廢氣管道12、回收設備13 進入預熱設備14把空氣預熱到800°C送到富氧混合設備19 ；由吸附制氧設備17制備的氧氣(氧含量95 % )通過氧氣管道18送到富氧混合設備19，兌入25 %的氧氣，熱空氣和氧氣在富氧混合設備19被混合成700°C富氧熱風，并通過富氧熱風管道20送入轉底爐與煤氣燃燒，使轉底爐還原段溫度達到1450°C，球被熔融還原。熔融還原壓球由轉底爐出料口 5送到冷卻機7被噴入的水快速冷卻至室溫，并隨水流送破碎機8破碎，破碎后的熔融還原壓球經磁選設備9選出尺寸大于3mm的球鐵和塊鐵，剩余粗渣隨水流送入球磨機10細磨， 然后經強磁選設備11選出尺寸小于3mm的球鐵，使渣中鐵含量小于1. 5%。選出鐵的成分是:Fe 99%, C :0. 3%, SiO2 :0. 13%, Al2O3 :0. 21%, TiO2 :0. 1 %, MnO :0. 02%, CaO :0. 2%, MgO :0. 02，S :0. 010%, P :0. 010%，用于電爐煉鋼、轉爐煉鋼、或鑄鋼等。鋁硅渣的成分是 Al2O3 42. 18%, SiO2 :24. 99%, Fe 1. 20%, TiO2 :15. 59%, MnO :0. 29%, CaO :13. 97%,MgO 0. 45%, C 1. 20%, S 0. 066%, P :0. 064%，鋁硅渣用于生產高標號優質水泥或用于耐火材料的原料。轉底爐高溫廢氣(1150 1250°C)由高溫廢氣管道12送入回收設備13，在回收設備中使氧化鈉、氧化鉀等堿性金屬氧化物粉塵被回收，Na2O和K2O粉末用于提煉金屬Na 和K，或用于制造肥料的原料；高溫廢氣由回收設備13進入預熱設備14預熱空氣(600 800oC )，熱空氣通過富氧混合設備19兌入氧氣制成富氧熱風通過富氧熱風管道20送入轉底爐；預熱設備14剩余廢氣通過烘干管道16送往鏈箅機3用于烘干壓球(100 300°C )， 最后廢氣排放溫度150 250°C，余熱得到了充分利用。實施例2 本實用新型所用赤泥，其成分為=Fe2O3:68%, SiO2 -.6.2%, Al2O3 -.9.3%, Τ 02 3. 1%, MnO 0. 15%, Na20 3. 1%, CaO -.2.8%, K2O 0. 25%, MgO 0. 15%, S 0. 015%, P 0. 025%，水份6.91%。煤粉固定炭大于77%、硫小于1%。轉底爐燃燒氣體為發生爐煤氣。轉底爐的廢氣通過預熱設備把空氣預熱到900°C，然后通過富氧混合設備19兌入 30%的氧氣(含氧量大于90%)混合后，產生溫度800°C的富氧熱風。采用煤氣發生爐21 發生煤氣與800°C的富氧熱風燃燒轉底爐還原段溫度達到1500°C，熔融還原后選出鐵的成分是Fe :99. 5%, C 0. 1%, SiO2 0. 09%, Al2O3 0. 1%, TiO2 0. 07%, MnO 0. 01%, CaO 0. 09%, MgO 0. 02, S 0. 010%, P 0. 01 %，用于電爐煉鋼、轉爐煉鋼或鑄鋼等。所選出鋁硅 S的成分是=Al2O3 38. 13%, SiO2 :25. 38%, Fe :0. 98%, TiO2 :12. 64%, MnO :0. 60%, CaO 19. 6%, MgO 0. 58%, C :1. 96%, S :0. 043%, P :0. 087%。其他同實施例 1。實施例3:本實用新型的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的工藝設備，包括23:天然氣柜，24 天然氣管道，見圖2，其余設備同實施例1。[0033]赤泥、煤粉、石灰和粘結劑按赤泥煤粉石灰粘結劑=1 0.19 0.10 0 的比例加入混料機(1)均勻混合，用壓球機⑵壓出30mm的球。轉底爐還原段溫度達到1450°C，熔融還原后選出鐵的成分是Te 98%, C
0.18%, SiO2 0. 45%, Al2O3 :0. 55%, TiO2 :0. 31%, MnO :0. 15%, CaO :0. 31%, MgO :0. 03%, S 0. 010%, P 0. 010%，用于電爐煉鋼或鑄鋼等。所選出鋁硅渣的成分是=Al2O3 33. 75%, SiO2 24. 07 %, Fe 1. 44%, TiO2 :22. 11 %, MnO 0. 12%, CaO :16. 43 %, MgO 0. 49 %, C
1.44%, S 0. 070%, P 0. 08%。其他同實施例 1。
權利要求1.一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，包括混料機(1)，壓球機0)，鏈箅機 (3)，轉底爐(6)，冷卻機(7)，磁選系統，余熱利用系統，煤氣系統，混料機(1)、壓球機(2)與鏈箅機C3)依次相連，鏈箅機( 與轉底爐(6)上部的布料口(4)相連，冷卻機(7)與轉底爐(6) 一側的出料口 (5)相連。
2.如權利要求1所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，其特征在于，所述的磁選系統包括破碎機(8)，磁選設備(9)，球磨機(10)，強磁選設備(11)；冷卻機(7)、破碎機(8)、磁選設備(9)、球磨機(10)、強磁選設備(11)依次相連。
3.如權利要求1或2所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，其特征在于，所述的余熱利用系統包括高溫廢氣管道(12)，預熱設備(13)，回收設備(14)，吸附制氧設備 (17)，富氧混合設備(19)；預熱設備(1 由一級預熱設備(A)、二級預熱設備(B)和三級預熱設備(C)依次串連組成，轉底爐(6)經高溫廢氣管道(1 與預熱設備(1 相連，回收設備(14)位于一級預熱設備(A)和二級預熱設備(B)的下方；三級預熱設備(C)通過預熱空氣管道(1 與富氧混合設備(19)相連；吸附制氧設備(17)通過氧氣管道(18)與富氧混合設備(19)相連；富氧混合設備(19)經富氧熱風管道00)和轉底爐(6)相連；三級預熱設備(C)通過烘干管道(16)與鏈箅機( 相連。
4.如權利要求1或2所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，其特征在于，所述的煤氣系統包括煤氣發生爐(21)，煤氣管道02)；煤氣發生爐通過煤氣管道02) 與轉底爐(6)相連。
5.如權利要求1 3任一項所述的赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，其特征在于，所述的煤氣系統包括天然氣柜和天然氣管道04)；天然氣柜通過天然氣管道04)與轉底爐(6)相連，為轉底爐供應燃氣。
專利摘要本實用新型涉及一種赤泥分離鐵、鋁硅渣和堿金屬去除的設備，包括混料機(1)，壓球機(2)，鏈箅機(3)，轉底爐(6)，冷卻機(7)，磁選系統，余熱利用系統，煤氣系統。混料機(1)、壓球機(2)與鏈箅機(3)依次相連，鏈箅機(3)與轉底爐(6)上部的布料口(4)相連，冷卻機(7)與轉底爐(6)一側的出料口(5)相連。把赤泥、煤粉、石灰、粘結劑按比例均勻混合，并壓制成球，經烘干、轉底爐熔融還原、粉碎后、磁選分離出鐵和鋁硅渣，分離出的鐵用于電爐煉鋼或鑄鋼等，鋁硅渣用于生產高標號優質水泥或用于耐火材料的原料，使赤泥得到綜合利用，節約土地，節能減排，具有較好的經濟效益和環保社會效益。
文檔編號C22B7/00GK201933128SQ20102062826
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者董亞飛 申請人:董亞飛