CN102758045A - 一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，包括回转炉、熔分炉，回转炉尾部设有烟气出口，熔分炉尾部与回转炉头部连通；熔分炉头部下侧，设置有热铁水出口，熔分炉头部上侧，设置高铝熟料出口；熔分炉头部、高铝熟料出口下方，设置有碱溶解槽。其优点是：它解决了现有技术中高炉法“吐渣”不能的问题；在余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐，大大提高效益、降低了生产成本；将赤泥资源化，得到单质铁，解决占地、污染环境的问题；本发明能够分离、提取针状铝铁矿中的氧化铝和铁，解决了“拜耳法”、“烧结法”、“联合法”之所不能；整个生产过程达到固体零排放，液体零排放，气体达标排放，真正的低碳排放，绿色环保。

Description

一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置。

背景技术

利用铝土矿提取氧化铝，拜尔法、烧结法、联合法是目前世界上常规的生产工艺，虽该工艺已经成熟稳定，可靠易行，但最大的缺陷是，它会产生大量的污染物-赤泥。赤泥的主要成分为：氧化铝5％～25％；氧化铁30％～55％；氧化硅5％～25％；氧化钠3％～9％；烧失量10％～15％；氧化钛、氧化镁、氧化钙等5％～10％。它一般含氧化铁量较大，外观与赤色泥土相似，因而得名；它是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，其pH值很高，浸出液的pH值为12.1～13.0。中国是氧化铝生产大国，每年排放的赤泥高达数千万吨，而全世界每年产生的赤泥约七、八千万吨。相关行业一直将之堆存，既占用了大量土地，又对土壤、水源、大气等造成污染。水源的钠盐含量安全范围为30～400mg/L，而赤泥附液的钠盐度高达26348mg/L，如此高钠盐度的赤泥附液进入水体，其污染不言而喻。为解决这一难题，人们曾经试图使用高炉法、磁选法(包括超导磁选法)或浮选法，提取赤泥中的铁，藉此“消化”大量堆存的赤泥，但是，因为赤泥中的铁是以深度氧化铁、铁盐等状态存在的，故磁选法(包括超导磁选法)、重选法或浮选法根本无法提取其中的铁；而高炉法，因为其中含有较大量的铝、钛及其化合物，由于这些物质非常粘稠，不但阻止了高炉中的气固液三相反应的进行，而且使得高炉“吐渣”不能；虽然可以掺入大量的含钙化合物以解决“粘稠”问题，但就大大增加了生产成本，基本没有了效益，失去了实用性，所以不再被使用。

再者，现有氧化铝生产工艺中的“拜耳法”、“烧结法”、“联合法”，均不能分离、提取针状铝铁矿中的氧化铝；这部分原料中的氧化铝含量还较高，有的高达30％以上，均被作为废料排入渣中，造成了资源的极大浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可将铝土矿及赤泥中各元素完全分离和利用、运行成本低、经济效益高的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，包括回转炉，所述回转炉尾部设有烟气出口，其特征在于：还包括一熔分炉，所述熔分炉尾部与所述回转炉头部连通；所述熔分炉头部下侧，设置有一热铁水出口，所述熔分炉头部上侧，设置一高铝熟料出口；所述热铁水出口低于所述高铝熟料出口；

在所述熔分炉头部、所述高铝熟料出口下方，设置有碱溶解槽。

优选的，所述熔分炉通过一密闭通道与所述回转炉连通。

优选的，在所述熔分炉头部安装有一支以上的燃气枪，所述燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部。

优选的，在所述高铝熟料出口上方，设置有至少一支等离子枪，所述等离子枪的枪口垂直朝下，加温高铝熟料。

优选的，在所述熔分炉尾部安装有一支以上的燃气枪，所述燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部的下料处。

优选的，所述回转炉的烟气出口经过一余热锅炉与一水幕除尘碱吸收塔连通。

优选的，所述熔分炉头部、尾部各安装四支燃气枪。

优选的，所述高铝熟料出口上方设置有三支等离子枪。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：它可以解决现有技术中高炉法“吐渣”不能的问题；在回转炉尾部联通的余热锅炉底部的重力除尘室得到碱以及钠盐，大大提高效益、降低了生产成本；将使有毒的赤泥资源化，得到单质铁，解决了赤泥占地、污染环境的问题；本发明能够分离、提取针状铝铁矿中的氧化铝和铁，解决了“拜耳法”、“烧结法”、“联合法”之所不能；整个生产过程达到固体零排放，液体零排放，气体达标排放，真正的低碳排放，绿色环保。从而实现了对铝土矿及赤泥中各元素的分离和利用，实现了火法分离碱的效果。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中标记为：

1、回转炉；11、烟气出口；12、余热锅炉；13、水幕除尘碱吸收塔；2、熔分炉；21、热铁水出口；22、高铝熟料出口；23、燃气枪；24、等离子枪；3、碱溶解槽；4、密闭通道。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

高铝熟料是含有氧化铝、二氧化硅、氧化钙、二氧化钛、氧化镁等轻金属的混合物；密闭通道由耐火材料砌成。

实施例

如图1所示，安装时，回转炉1、熔分炉2、碱溶解槽3三者所处的位置是依次降低的，而且它们各自本身的头部或下部相对于其尾部或上部的高度都低，亦即：回转炉1的头部较其尾部略低；熔分炉2的尾部低于回转炉1的头部，但高于熔分炉2的头部；碱溶解槽3的上部低于熔分炉2的头部，但高于碱溶解槽3的下部。

参见图1，一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，包括回转炉1、熔分炉2、密闭通道4，所述熔分炉2通过所述密闭通道4与所述回转炉1连通；所述回转炉1尾部设有烟气出口11，所述熔分炉2头部下侧，设置有热铁水出口21，所述熔分炉2头部上侧，设置高铝熟料出口22；所述热铁水出口21低于所述高铝熟料出口22；所述熔分炉2头部安装有四支燃气枪23，所述燃气枪23的枪口朝向所述熔分炉2尾部；所述熔分炉2尾部安装有四支燃气枪23，所述燃气枪23的枪口朝向所述熔分炉2尾部的下料处；

在所述高铝熟料出口22上方，设置有三支等离子枪24，所述等离子枪24的枪口垂直朝下，加温高铝熟料；在所述熔分炉2头部、所述高铝熟料出口22下方，设置有碱溶解槽3；所述回转炉1的烟气出口11与余热锅炉12连通，再与一水幕除尘碱吸收塔13连通；余热锅炉12下部设有重力除尘室，用于收取碱、钠(钾)盐。

本发明的工作原理和工作过程如下：

如图1所示，按照1∶0.05～0.25∶0.2～0.5重量百分比，取铝土矿或赤泥、石灰、煤，将它们混合均匀，制成混合生料；将混合生料加入到回转窑1中，回转窑1内从尾部到头部的温度，从摄氏800度渐升至1460度；经过2～10小时的烘干、预还原，生成呈半熔融状态的还原料；将还原料由回转窑1的出料口，经密闭通道4进入到熔分炉2内；在所述熔分炉2的头部、尾部分别安装一支以上的燃气枪23，所有燃气枪23的枪口均朝向熔分炉2尾部或其下料处，对还原料进行加温、熔融；熔分炉2内温度在摄氏1450～1700度，还原料在熔分炉2内经过1～4小时小时，进行熔融、渣铁分离；

上层的高铝熟料，由高铝熟料出口22排出，下层的热铁水由热铁水出口21流出；高铝熟料出口22上方的一支以上的等离子枪，对即将排出的高铝熟料进行加温；高铝熟料进入碱溶解槽3，碱溶解槽3中设有一搅拌器，并盛有适量的碱溶液；经搅拌、固液分离，得到铝酸钠溶液和固体硅、钙、镁、钛轻金属氧化物；从回转炉1尾部的烟气出口11排放出的烟气，经余热锅炉12后得到热蒸汽，由余热锅炉12底部的重力除尘室得到碱、钠(钾)盐；再经由水幕除尘碱吸收塔13，进一步地吸收烟气中的二氧化硫、氟、砷等废气，使之溶于碱生成水溶性钠钾)盐，即生成亚硫酸钠(钾)、氟化钠(钾)、氟硅酸钠(钾)、砷酸钠(钾)和碳酸钠(钾)的混合液体。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，包括回转炉，所述回转炉尾部设有烟气出口，其特征在于：还包括一熔分炉，所述熔分炉尾部与所述回转炉头部连通；所述熔分炉头部下侧，设置有一热铁水出口，所述熔分炉头部上侧，设置一高铝熟料出口；所述热铁水出口低于所述高铝熟料出口；

在所述熔分炉头部、所述高铝熟料出口下方，设置有碱溶解槽。

2.根据权利要求1所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：所述熔分炉通过一密闭通道与所述回转炉连通。

3.根据权利要求2所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：在所述熔分炉头部安装有一支以上的燃气枪，所述燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部。

4.根据权利要求1至3任一所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：在所述高铝熟料出口上方，设置有至少一支等离子枪，所述等离子枪的枪口垂直朝下，加温高铝熟料。

5.根据权利要求4所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：在所述熔分炉尾部安装有一支以上的燃气枪，所述燃气枪的枪口朝向所述熔分炉尾部的下料处。

6.根据权利要求5所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：所述回转炉的烟气出口经过一余热锅炉与一水幕除尘碱吸收塔连通。

7.根据权利要求6所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：所述熔分炉头部、尾部各安装四支燃气枪。

8.根据权利要求7所述的利用铝土矿或赤泥进行无渣生产的装置，其特征在于：所述高铝熟料出口上方设置有三支等离子枪。

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