CN102994742A

CN102994742A - 赤泥生产烧结球团的制备方法

Info

Publication number: CN102994742A
Application number: CN 201210494531
Authority: CN
Inventors: 刘福刚; 高方舟; 王靖
Original assignee: ZIBO XUDE ENVIRONMENTAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZIBO XUDE ENVIRONMENTAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明公开了一种赤泥生产烧结球团的制备方法，属于轻金属冶金领域。制备步骤为：将铁精粉、赤泥和助剂放入烘干筒内混合均匀后，成型，烧结，制作成烧结球团。本发明掺赤泥后，利用赤泥的物化特性，采用外排赤泥、铁精粉和助剂制备烧结球团。本发明不但减少赤泥排放量，而且赤泥起到粘结剂的作用，降低了生产成本。同时由于赤泥含有氧化铁，使用后比单纯使用粘结剂，提高了烧结球团的质量。

Description

赤泥生产烧结球团的制备方法

技术领域

本发明属于轻金属冶金领域，涉及赤泥生产烧结球团的制备方法。

背景技术

赤泥，是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物，因其为赤红色泥浆状而得名。随着铝土业的不断发展，我国的赤泥排放量每年为1500万吨以上，且随着新投产和老设备增产改造，赤泥总质量有上升的趋势。世界各国大多数氧化铝厂是将赤泥堆积或倾入深海，赤泥的存放不仅占用大量土地和农田、耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的剩余碱液能向地下渗透，造成地下水污染。此外，堆场的赤泥形成的粉尘到处飞扬，破环生态环境，造成严重污染。在土地资源日趋紧张、环境保护日趋重要的当今社会，赤泥的综合治理己成为人们所关注的焦点之一。赤泥是氧化铝生产过程中产生的最大废弃物，也是氧化铝生产的最大污染源。由于生产方法和铝土矿品位的不同，每生产一吨的氧化铝大约要产生0.5-2.5吨的赤泥，每吨赤泥还附带有3-4m³的含碱废液。

赤泥依氧化铝生产方法的不同，可分为烧结法、拜耳法和联合法赤泥三种，由于铝土矿的含量丰度不同，国内外氧化铝生产所采取的方法也不同。除我国和前苏联外，其他各国均采用拜耳法生产，拜耳法产量约占世界总产量的90%以上。拜耳法生产采用的是，强碱NaOH溶出高铝、高铁铝土矿，产生的赤泥中氧化铝、氧化铁、碱含量高;处理的是一水软铝石型和三水铝石型铝土矿。烧结法和联合法处理的是难溶的高硅、低铁、一水硬铝石型、高岭石型铝土矿，产生的赤泥Ca0含量高，碱和铁含量较低。我国主要是以一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝的烧结法、联合法赤泥，其主要成分为硅酸二钙及其水合物：国外则以拜耳法为主，拜耳法赤泥的主要成分为赤铁矿、铝硅酸钠水合物、钙霞石等。

在赤泥中金属铁的回收方面前苏联、日本、美国、德国等均做了大量的研究，虽然国外研究的时间都相对较早，多为60-80年代，但现在仍未有大量的实际应用。在我国，平果铝土矿含有多种有价金属，平果铝业公司和广西冶金研究院联合做了以平果铝上矿拜耳法赤泥为原料，以煤为还原剂，进行直接还原炼铁的试验研究，其工艺流程是将赤泥和煤混合、制团、干燥、然后进行还原焙烧，最后磁选制取海绵铁。

现在赣州有色研究所等公司采用高梯度、高强度磁选机回收赤泥中的铁，并未取得石英，同时投资运行费用高，回收率低。

目前的烧结法赤泥在赤泥资源化利用方面，我国氧化铝行业相继开展了赤泥生产水泥、赤泥做免烧砖、烧结砖等新型墙体材料、赤泥做硅钙板保温材料、赤泥塑料填料、赤泥硅钙肥、赤泥用作路基材料以及赤泥中提取有价金属钪、钛、铁等方面的技术研究工作，取得了一些进展，但除赤泥配料生产水泥外，其它技术均未实现赤泥的大规模利用。

目前烧结球团制备工艺是采用铁精粉、膨润土、石灰粉等物料，经过烘干、成型，烧结而成。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种赤泥生产烧结球团的制备方法，降低了生产成本，提高了烧结球团的质量。

本发明一种赤泥生产烧结球团的制备方法,步骤如下：

将铁精粉、赤泥和助剂放入烘干筒内混合均匀后，成型，烧结，制作成烧结球团。

其中：

赤泥为铁精粉的5-15%。膨润土的添加量为铁精粉的0-5%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的0-4%。

膨润土的粒度d50控制为10-50um，石灰石的粒度d50控制为20-80um。

赤泥是烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥。

赤泥为拜耳法赤泥，要求全铁含量大于30%，水分控制在1-8%。赤泥粒度d50=5-500um，优选控制在10-200um。其中，当赤泥粒度D50大于500um,要对其进行研磨。

赤泥选用拜耳法赤泥时，赤泥的添加量为铁精粉总质量的5-15%，膨润土添加量为铁精粉总质量的0-5%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的2-4%。

赤泥为烧结法赤泥，赤泥选用的烧结法赤泥，其中赤泥粒度d50为5-100um，优选10-70um；其水分为1-15%，优选1-10%。

赤泥选用烧结法赤泥时，赤泥的添加量控制在铁精粉总质量的5-10%，膨润土添加量为铁精粉总质量的1-3%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的0-2%。

赤泥选用拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合料，烧结法赤泥与拜耳法赤泥比例为1-4：9-6，水分为1-9%，赤泥粒度d50要求为5-150um。当粒度d50大于300um,对其进行研磨。

赤泥选用混合赤泥，添加量控制在铁精粉总质量的5-13.5%，膨润土添加量为铁精粉总质量的1-4%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的1-3%。

烘干的温度为100-200℃；烧结的温度为900-1100℃。

本发明与现有技术相比。具有以下有益效果：

本发明采用赤泥、铁精粉和助剂制备烧结球团，用于高炉炼钢，来综合处理赤泥。本发明利用赤泥的物化特性，掺杂赤泥后，不但减少赤泥排放量，而且起到粘结剂的作用，降低了生产成本。同时由于赤泥含有氧化铁，使用后比单纯使用粘结剂，提高烧结球团的质量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

步骤如下：

将比例为100：10：3：0的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，1000℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2400N。

其中，铁精粉中铁含量为66%；配料赤泥为烧结法赤泥，粒度d50为10um，水分控制在1%，烧结法赤泥成分百分比为Fe₂O₃：9.4%、Al₂O₃：5.4%、SiO₂：21.6%；润土粒度d50：20um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：0%；Al₂O₃：12%；SiO₂：56%。

实施例2

步骤如下：

将比例为100：5：2：1的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，1100℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2500N。

其中，铁精粉中铁含量为70%；配料赤泥为烧结法赤泥，粒度d50为100um，水分控制在5%，烧结法赤泥成分百分比为Fe₂O₃：4.5%、Al₂O₃：3.3%、SiO₂：28.6%；膨润土粒度d50：10um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：5%；Al₂O₃：15%；SiO₂：50%；石灰石粒度d50：30um，石灰石中CaO含量为70%。

实施例3

步骤如下：

将比例为100：8：1：2的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，1070℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2450N。

其中，铁精粉中铁含量为68%；配料赤泥为烧结法赤泥，粒度d50为60um，水分控制在13%,烧结法赤泥成分百分比为(Fe₂O₃：9.4%、Al₂O₃：5.4%、SiO₂：21.6%；膨润土粒度d50：50um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：3%；Al₂O₃：16%；SiO₂：48%；石灰石粒度d50：20um，石灰石中CaO含量为70%。

实施例4

将比例为100：11：0：4的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，1030℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2600N。

其中，铁精粉中铁含量为69%。配料赤泥为拜耳法赤泥，研磨后粒度d50为180um，水分控制在8%，全铁含量为45%，拜耳法赤泥成分百分比为Fe₂O₃：46%、Al₂O₃：14%、SiO₂：16%。膨润土粒度d50：30um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：2%；Al₂O₃：11%；SiO₂：55%。石灰石粒度d50：60um，石灰石中CaO含量为57%。

实施例5

将比例为100：15：3：2的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，1050℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2700N。

其中，铁精粉中铁含量为70%。配料赤泥为拜耳法赤泥，研磨后粒度d50为20um，水分控制在5%，全铁含量为42%，拜耳法赤泥成分百分比为Fe₂O₃：40%、Al₂O₃：20%、SiO₂：13%。膨润土粒度d50：40um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：4%；Al₂O₃：22%；SiO₂：48%。石灰石粒度d50：80um，石灰石中CaO含量为64%。

实施例6

将比例为100：5：5：3的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，950℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2750N。

其中，铁精粉中铁含量为66%。配料赤泥为拜耳法赤泥，研磨后粒度d50为450um，水分控制在1%，全铁含量为35%，拜耳法赤泥成分百分比为Fe₂O₃：50%、Al₂O₃：17%、SiO₂：12%。膨润土粒度d50：40um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：5%；Al₂O₃：18%；SiO₂：53%。石灰石粒度d50：40um，石灰石中CaO含量为66%。

实施例7

将比例为100：8.5：1：1的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，900℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2800N。

其中，铁精粉中铁含量为68%。配料赤泥为拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合赤泥，混合比例为1：9，研磨后粒度d50为100um，水分控制在1%，拜耳法赤泥成分与实施例3相同，烧结法赤泥成分和实施例7相同。膨润土的粒度d50为25um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：0%；Al₂O₃：22%；SiO₂：54%。石灰石的粒度d50为44um，石灰石中CaO含量为55%。

实施例8

将比例为100：5：4：3的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，980℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2850N。

其中，铁精粉中铁含量为70%。配料赤泥为拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合赤泥，混合比例为2：7，赤泥研磨后粒度d50为150um，水分控制在7%。拜耳法赤泥成分与实施例2相同，烧结法赤泥成分和实施例6相同。膨润土的粒度d50为32um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：4%；Al₂O₃：11%；SiO₂：53%。石灰石的粒度d50为55um，石灰石中CaO含量为60%。

实施例9

将比例为100：13：2：2的铁精粉、赤泥、膨润土和石灰石放入烘干筒内，混合均匀后，成型，1080℃烧结，制作成烧结球团，球团强度2900N。

其中，铁精粉中铁含量为70%。配料赤泥为拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合赤泥，混合比例为1：6，研磨后粒度d50为10um，水分控制在9%。拜耳法赤泥成分与实施例1相同，烧结法赤泥成分和实施例5相同。膨润土的粒度d50为40um，膨润土成分百分比为Fe₂O₃：5%；Al₂O₃：11%；SiO₂：50%。石灰石的粒度d50为60um，石灰石中CaO含量为65%。

Claims

1.一种赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于,步骤如下：

2.根据权利要求1所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥为铁精粉的5-15%，膨润土的添加量为铁精粉的0-5%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的0-4%。

3.根据权利要求1所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，膨润土的粒度d50为10-50um，石灰石的粒度d50为20-80um。

4.根据权利要求1所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥是烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥。

5.根据权利要求1或4所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥为拜耳法赤泥，拜耳法赤泥粒度d50=5-500um，水分为1-8%，全铁含量大于30%。

6.根据权利要求1或4所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥为拜耳法赤泥时，拜耳法赤泥添加量为铁精粉总质量的5-15%，膨润土添加量为0-5%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的2-4%。

7.根据权利要求1或4所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥为烧结法赤泥，烧结法赤泥粒度d50为5-100um，水分为1-15%。

8.根据权利要求1或4所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥为烧结法赤泥时，烧结法赤泥的添加量为铁精粉总质量的5-10%，膨润土的添加量为1-3%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的0-2%。

9.根据权利要求1或4所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥为拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合料，烧结法赤泥与拜耳法赤泥比例为1-4:9-6，赤泥粒度d50为5-150um，水分为1-9%。

10.根据权利要求1或4所述的赤泥生产烧结球团的制备方法，其特征在于，赤泥选用拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合赤泥时，拜耳法赤泥和烧结法赤泥的混合赤泥的添加量为铁精粉总质量的5-13.5%，膨润土添加量为铁精粉总质量的1-4%，石灰石的添加量为铁精粉总质量的1-3%。