CN104368440A - 一种高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，包括以下步骤：A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后至少进行一次磁选，分离出精矿和尾矿；B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。本发明还公开一种高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机。本发明与一水硬铝石拜耳法氧化铝生产工艺配套，其产率高，全铁回收率高，尾矿采用干法堆存。本发明工艺流程简单、操作成熟，生产容易实现。
Description
技术领域
本发明属于氧化铝生产赤泥处理工艺技术领域，具体涉及一种高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺及装置。
背景技术
一水硬铝石拜耳法氧化铝生产中，铝土矿与石灰、循环碱液混合磨制成合格矿浆后进行溶出，在高温、高压作用下，矿石中的氧化铝进入溶液，其不溶物为赤泥。溶出后矿浆经稀释、沉降固液分离后，产生的底流赤泥浆经三次逆向洗涤、过滤回收附碱后外排。生产l吨氧化铝会产生1.1~1.5 吨赤泥，随着近年来氧化铝工业的快速发展，全球每年的氧化铝产量已近1亿吨，仅中国2013年的氧化铝产量就达4437.5万吨，赤泥排放量超过6000万吨。目前世界上大量的赤泥是采用海洋排放与陆地堆存的方法进行处置，我国对赤泥的处理大都采用平地高台、凹地填充等方法，占用了大量土地。产生的赤泥为中强碱性，因堆放赤泥，会对地下水造成一定的污染，周围居民生活用水以及农作物受到一定的影响，特别是2010年，发生了匈牙利赤泥溃坝污染多瑙河事故之后，更是引起了全球对赤泥问题的高度关注。因此赤泥的堆存管理难度及环境风险越来越大，同时赤泥的堆放会花费大量的输送费用、堆场建设和维护费用，因此氧化铝赤泥严重影响制约着生态环境。
随着我国对环保问题的日益重视，近年来关于赤泥综合利用的研究再次成为热点。赤泥中有价稀有金属种类多，如铁、铝、稀有、稀土等，赤泥中其Fe2O3含量可达38%以上。赤泥的综合利用研究主要包括两个方面：一是提取赤泥中的有用成分，回收有价金属；二是将赤泥作为一般矿物原料，整体加以利用。由于赤泥处理成本问题，许多关于赤泥的利用研究成果，还未产业化推广。
由于赤泥中的铁含量最高，要对赤泥进行综合利用，首先就是要回收赤泥中的铁。目前国内外在回收赤泥中铁的研究方面做了许多工作，主要是对赤泥通过磁选、浮选、重选及其联合流程提取铁精矿，并实现了产业化，但其效果不理想，对Fe2O3的回收率还达不到20%，选铁后尾矿的Fe2O3含量仍在32~34%，赤泥的总体减少量约10%，对赤泥堆存并没有实质性的改变，对后续的综合利用也没有得到改善。另外将赤泥与还原剂混磨并进行还原焙烧、再进行磁选回收铁精矿，可大大提高铁的回收率，但生产成本高、流程复杂，工业应用性不强。
目前进行赤泥选铁的工艺流程为：用氧化铝生产沉降二洗底流采取1.0T的高梯度磁选机进行选铁，选铁后的尾矿回到沉降三洗，再进行沉降后，通过赤泥过滤后用隔膜泵再打到赤泥堆场进行湿法堆存。但该工艺仍有成本高、能耗大，流程复杂，工业应用性不强、效果不够理想、扔存在安全隐患等特点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺及装置，本发明与一水硬铝石拜耳法氧化铝生产工艺配套，直接从拜耳法氧化铝生产的固体废弃物赤泥通过磁选得到产品铁精矿，其产率高于20%，全铁回收率高于45%，选铁后的尾矿采用干法堆存。本发明具有工艺流程简单、操作成熟，生产容易实现的特点。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，包括以下步骤：
A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后至少进行一次磁选，分离出精矿和尾矿；
B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；
C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。
所述的步骤A中，加水使赤泥料浆的固含量达到符合磁选的要求是指控制赤泥料浆固含量为350-500g/l。
所述的步骤A中，所述的磁选包括粗选和一次以上的精选工序。
所述的磁选应用的磁选机为琼斯磁选机，控制其电流为100-120A，磁场强度大于2.0T。
所述的赤泥产率高于20%，铁的回收率超过45%，其产品TFe含量超过55%，产品质量达到钢铁生产的标准。
所述的步骤B和C中，精矿和尾矿经浓密之后使得料浆浓度高于30%，浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，返输送回到步骤A和/或氧化铝生产流程进行循环使用。精矿和尾矿经浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，也返回到缓冲和筛分过程中利用。
本发明还提供一种高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机，氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥的出口与缓冲槽连通；所述的缓冲槽与振动筛的入口连通，所得振动筛的出口与磁选机的入口连通，磁选机的精矿出口与浓密槽A的入口连通，磁选机的尾矿出口与浓密槽B的入口连通；所述的浓密槽A的出口与压滤机A的入口连通；所述的浓密槽B的出口与压滤机B的入口连通。
所述的磁选机为琼斯磁选机。
所述的磁选机设有两组以上，各磁选机串联连接。
还包括两个水池，其中一个水池与浓密槽A和压滤机A连通，接收来至浓密槽A和压滤机A的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与磁选机连通，将水循环送至磁选机；另一个水池与浓密槽B和压滤机B连通，接收来至浓密槽B和压滤机B的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与振动筛和其他氧化铝生产流程设备连通，循环利用。
本发明的有益效果为：
1. 本发明将氧化铝生产的固体废弃物赤泥作为选铁的原料，对铁进行回收，铁的回收率超过45%，其产品TFe含量超过55%，其质量好，完全符合钢铁生产原料的标准。经选铁后的固体废弃物赤泥，其废弃物的量减少了20-25%。选铁后的尾矿不返回氧化铝生产流程，直接进行浓密和压滤，实现了赤泥尾矿的干法堆存，消除了赤泥湿法堆存的安全隐患。
2. 本发明的优选的琼斯磁选机，其磁场强度可以超过2.0T，实现了强磁选，能有效的选出20um的超细铁矿。
3. 本发明实现了水的循环利用，首先将水进行选铁综合利用，对多余的水再返回氧化铝生产流程进行使用，实现了水的零排放。
4. 本发明具有工艺简单、操作成熟，做到了赤泥的综合利用，减少了赤泥堆存的相关费用，同时也消除了赤泥堆存给环境带来的影响和事故隐患。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机，氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥的出口与缓冲槽连通；所述的缓冲槽与振动筛的入口连通，所得振动筛的出口与磁选机的入口连通，磁选机的精矿出口与浓密槽A的入口连通，磁选机的尾矿出口与浓密槽B的入口连通；所述的浓密槽A的出口与压滤机A的入口连通；所述的浓密槽B的出口与压滤机B的入口连通。
所述的磁选机设有一组。
还包括两个水池，其中一个水池与浓密槽A和压滤机A连通，接收来至浓密槽A和压滤机A的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与磁选机连通，将水循环送至磁选机；另一个水池与浓密槽B和压滤机B连通，接收来至浓密槽B和压滤机B的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与振动筛和其他氧化铝生产流程设备连通，循环利用。
本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，包括以下步骤：
A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后进行一次磁选，分离出精矿和尾矿；
B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；
C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。
所述的步骤A中，加水使赤泥料浆的固含量达到符合磁选的要求是指控制赤泥料浆固含量为350g/l。
所述的赤泥产率为21%，铁的回收率为46%，其产品TFe含量为56%，产品质量达到钢铁生产的标准。
所述的步骤B和C中，精矿和尾矿经浓密之后料浆浓度为32%，浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，返输送回到步骤A和/或氧化铝生产流程进行循环使用。精矿和尾矿经浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，也返回到缓冲和筛分过程中利用。
实施例2
如图1所示，本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机，氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥的出口与缓冲槽连通；所述的缓冲槽与振动筛的入口连通，所得振动筛的出口与磁选机的入口连通，磁选机的精矿出口与浓密槽A的入口连通，磁选机的尾矿出口与浓密槽B的入口连通；所述的浓密槽A的出口与压滤机A的入口连通；所述的浓密槽B的出口与压滤机B的入口连通。
所述的磁选机为琼斯磁选机。
所述的磁选机设有两组，各磁选机串联连接。
还包括两个水池，其中一个水池与浓密槽A和压滤机A连通，接收来至浓密槽A和压滤机A的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与磁选机连通，将水循环送至磁选机；另一个水池与浓密槽B和压滤机B连通，接收来至浓密槽B和压滤机B的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与振动筛和其他氧化铝生产流程设备连通，循环利用。
本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，包括以下步骤：
A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后进行二次磁选，分离出精矿和尾矿；
B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；
C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。
所述的步骤A中，加水使赤泥料浆的固含量达到符合磁选的要求是指控制赤泥料浆固含量为400g/l。
所述的步骤A中，所述的磁选包括粗选和一次精选工序。
所述的磁选应用的磁选机为琼斯磁选机，粗选和精选时均控制其电流为110A，磁场强度为2.0T。
所述的赤泥产率为25%，铁的回收率为48%，其产品TFe含量为58%，产品质量达到钢铁生产的标准。
所述的步骤B和C中，精矿和尾矿经浓密之后料浆浓度为34%，浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，返输送回到步骤A和/或氧化铝生产流程进行循环使用。精矿和尾矿经浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，也返回到缓冲和筛分过程中利用。
实施例3
如图1所示，本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机，氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥的出口与缓冲槽连通；所述的缓冲槽与振动筛的入口连通，所得振动筛的出口与磁选机的入口连通，磁选机的精矿出口与浓密槽A的入口连通，磁选机的尾矿出口与浓密槽B的入口连通；所述的浓密槽A的出口与压滤机A的入口连通；所述的浓密槽B的出口与压滤机B的入口连通。
所述的磁选机为琼斯磁选机。
所述的磁选机设有三组，各磁选机串联连接。
还包括两个水池，其中一个水池与浓密槽A和压滤机A连通，接收来至浓密槽A和压滤机A的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与磁选机连通，将水循环送至磁选机；另一个水池与浓密槽B和压滤机B连通，接收来至浓密槽B和压滤机B的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与振动筛和其他氧化铝生产流程设备连通，循环利用。
本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，包括以下步骤：
A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后进行三次磁选，分离出精矿和尾矿；
B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；
C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。
所述的步骤A中，加水使赤泥料浆的固含量达到符合磁选的要求是指控制赤泥料浆固含量为450g/l。
所述的步骤A中，所述的磁选包括粗选和两次精选工序。
所述的磁选应用的磁选机为琼斯磁选机，其粗选和两次精选工序控制其电流为120A，磁场强度为2.5T。
所述的赤泥产率为30%，铁的回收率为50%，其产品TFe含量为60%，产品质量达到钢铁生产的标准。
所述的步骤B和C中，精矿和尾矿经浓密之后料浆浓度为35%，浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，返输送回到步骤A和/或氧化铝生产流程进行循环使用。精矿和尾矿经浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，也返回到缓冲和筛分过程中利用。
实施例4
如图1所示，本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机，氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥的出口与缓冲槽连通；所述的缓冲槽与振动筛的入口连通，所得振动筛的出口与磁选机的入口连通，磁选机的精矿出口与浓密槽A的入口连通，磁选机的尾矿出口与浓密槽B的入口连通；所述的浓密槽A的出口与压滤机A的入口连通；所述的浓密槽B的出口与压滤机B的入口连通。
所述的磁选机为琼斯磁选机。
所述的磁选机设有两组，各磁选机串联连接。
还包括两个水池，其中一个水池与浓密槽A和压滤机A连通，接收来至浓密槽A和压滤机A的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与磁选机连通，将水循环送至磁选机；另一个水池与浓密槽B和压滤机B连通，接收来至浓密槽B和压滤机B的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与振动筛和其他氧化铝生产流程设备连通，循环利用。
本发明高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，包括以下步骤：
A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后进行二次磁选，分离出精矿和尾矿；
B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；
C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。
所述的步骤A中，加水使赤泥料浆的固含量达到符合磁选的要求是指控制赤泥料浆固含量为500g/l。
所述的步骤A中，所述的磁选包括粗选和一次以上的精选工序。
所述的磁选应用的磁选机为琼斯磁选机，控制其电流为120A，磁场强度为2.3T。
所述的赤泥产率为28%，铁的回收率为47%，其产品TFe含量为58%，产品质量达到钢铁生产的标准。
所述的步骤B和C中，精矿和尾矿经浓密之后料浆浓度为33%，浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，返输送回到步骤A和/或氧化铝生产流程进行循环使用。精矿和尾矿经浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，也返回到缓冲和筛分过程中利用。
实施例5
对本发明实施例1~4处理获得的铁精矿和尾矿赤泥进行检测，测定其Fe2O3、TiO2、CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、MgO、TFe含量，经检测，各物料的化学成分含量平均值见表1。
表1 各物料的化学成分含量平均值
| 物料 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | SiO2 | Al2O3 | Na2O | MgO | TFe |
| 原矿赤泥 | 35.40 | 3.17 | 8.95 | 7.41 | 11.49 | 3.60 | 0.55 | 24.75 |
| 铁精矿 | 79.01 | 2.05 | 2.61 | 2.64 | 5.66 | 1.34 | 0.81 | 55.25 |
| 尾矿赤泥 | 24.15 | 3.31 | 9.96 | 7.81 | 11.92 | 3.73 | 0.53 | 16.89 |
由表1可知，Fe2O3、TiO2、CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、MgO、TFe含量较高，说明所得到的铁精矿质量较好。
1、经济效益分析：
本发明赤泥选铁的单位成本主要包括以下方面：
电：60*0.6＝36元
水：0元
人工工资：40元
制造费用：80元
压滤成本：45元
折旧：35元
成本合计：236元/吨
铁精矿的销售价格：480-550元
赤泥堆存费用：30元/吨
以使用高铁铝土矿年产氧化铝250万吨的企业为例，年产赤泥350-400万吨，能选得铁精矿80-90万吨，则产生的经济效益为：
减少赤泥堆存费用效益：30*90＝2700万元元
铁精矿效益：（480-236）*90=21960万元
收益合计：27000+21960＝24660万元
2、社会效益：
高铁拜耳法赤泥经过了选铁处理，减少了赤泥的堆存管理费，实现了干法堆存，消除了安全隐患，做到赤泥的资源综合利用，实现了赤泥变废为宝。同时解决了社会劳动就业，其社会效益非常巨大。
Claims (10)
1.一种高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、将氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥，经过振动筛粗选后，加水使赤泥的固含量达到符合磁选的要求，然后至少进行一次磁选，分离出精矿和尾矿；
B、将精矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，得铁精矿；
C、将尾矿进行浓密，溢流分离出大部分水，然后压滤制成滤饼，干法堆存。
2.根据权利要求1所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，其特征在于：所述的步骤A中，加水使赤泥料浆的固含量达到符合磁选的要求是指控制赤泥料浆固含量为350-500g/l。
3.根据权利要求1所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，其特征在于：所述的步骤A中，所述的磁选包括粗选和一次以上的精选工序。
4.根据权利要求1所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，其特征在于：所述的磁选应用的磁选机为琼斯磁选机，控制其电流为100-120A，磁场强度为大于2.0T。
5.根据权利要求4所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，其特征在于：所述的赤泥产率高于20%，铁的回收率超过45%，其产品TFe含量超过55%，产品质量达到钢铁生产的标准。
6.根据权利要求1所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺，其特征在于：所述的步骤B和C中，精矿和尾矿经浓密之后使得料浆浓度高于30%，浓密之后的溢流液水和压滤步骤分离出的滤液水，返输送回到步骤A和/或氧化铝生产流程进行循环使用。
7.一种高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，包括缓冲槽、振动筛、磁选机、精矿槽、尾矿槽、浓密槽和压滤机，其特征在于：
氧化铝生产固体废弃物沉降三洗底流赤泥的出口与缓冲槽连通；所述的缓冲槽与振动筛的入口连通，所得振动筛的出口与磁选机的入口连通，磁选机的精矿出口与浓密槽A的入口连通，磁选机的尾矿出口与浓密槽B的入口连通；所述的浓密槽A的出口与压滤机A的入口连通；所述的浓密槽B的出口与压滤机B的入口连通。
8.根据权利要求7所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，其特征在于：所述的磁选机为琼斯磁选机。
9.根据权利要求7所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，其特征在于：所述的磁选机设有两组以上，各磁选机串联连接。
10.根据权利要求9所述的高铁拜耳法赤泥高效选铁装置，其特征在于：还包括两个水池，其中一个水池与浓密槽A和压滤机A连通，接收来至浓密槽A和压滤机A的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与磁选机连通，将水循环送至磁选机；另一个水池与浓密槽B和压滤机B连通，接收来至浓密槽B和压滤机B的溢流液水和滤液水，该水池通过管路与振动筛和其他氧化铝生产流程设备连通，循环利用。
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| CN201410516603.7A CN104368440A (zh) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 一种高铁拜耳法赤泥高效选铁新工艺及装置 |
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