CN105002362A

CN105002362A - 一种赤泥和硼泥的综合处理方法

Info

Publication number: CN105002362A
Application number: CN201510471382.0A
Authority: CN
Inventors: 王敏; 古明远; 刘占华; 王欣; 曹志成; 薛逊; 吴道洪
Original assignee: Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Province Metallurgical Design Institute Co Ltd
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2035-08-04
Also published as: CN105002362B

Abstract

本发明提出一种赤泥和硼泥的综合处理方法，包括步骤：1)将赤泥、硼泥、还原剂和碳酸钠按比例混合，得到混合物料；2)焙烧；3)冷却后破碎磨细，磁选，最终得到金属铁粉和尾渣。本发明提出的方法，解决了赤泥铁颗粒细、还原后难以聚集，导致磨选铁品位不高、铁回收率低的问题，通过添加硼泥和碳酸钠，一部分碳酸钠与硼泥中的硼反应生产四硼酸钠，促进赤泥中铁颗粒的聚集长大。硼泥中的主要元素镁橄榄石有很高的熔点，能提高混合球团的熔点，提高焙烧温度，促进铁还原。

Description

一种赤泥和硼泥的综合处理方法

技术领域

本发明属于固体废弃物处理领域，具体涉及一种赤泥和硼泥的综合处理方法。

背景技术

赤泥，是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物，因其为赤红色泥浆而得名。随着铝工业的不断发展，目前全世界每年产出约6000万吨赤泥，我国的赤泥排放量每年为450万吨以上。世界上大多数氧化铝厂是将赤泥堆积或者倾入深海。赤泥中含有大量的铁、铝、钠、钙等金属，赤泥的堆存不仅占用大量的土地和农田，耗费较多的堆场建设及维护费用，造成严重的水质污染，且浪费了大量的金属资源。赤泥中所含有价金属组分如Fe₃O₄、Al₂O₃、Na₂O、TiO₂，多为经济价值较低的贱金属，单独就某一种元素进行回收利用不能很好的解决工艺经济性和赤泥堆存量巨大的问题，必须采用多种金属联合回收技术才能真正的实现赤泥的综合利用和减量化。因此，赤泥的综合治理及其金属资源的有效回收成为人们日益关注的焦点。赤泥的处理主要还是外排前采用强磁选，提取部分铁精矿，尾矿直接堆存。

硼是用途广泛的重要非金属元素，中国已探明硼资源总储量为4908万t，其中90％以上集中分布于辽宁、吉林、青海和西藏4个省区，矿床类型以沉积变质型和现代盐湖沉积型为主。几十年来，硼资源被过度无序开采，使得以硼镁矿为代表的易开采型硼富矿现已濒临枯竭，由此，加强对硼铁矿、现代盐湖和地下卤水型硼资源的进一步开发利用十分必要。目前，硼资源主要是通过制成硼砂和硼酸加以利用，在采用碳碱法制备硼砂和采用硫酸一步分解法、硼砂二步法制备硼酸的过程中，会产生大量的硼泥废弃物，这些废弃物易造成严重的环境污染，制约硼工业的发展。如果硼泥能够得到充分利用，既能解决硼资源的进一步开发利用的难题，也能缓解环境压力。

发明内容

针对本领域现有技术存在的不足之处，本发明的目的是提出一种赤泥处理方法，解决(1)赤泥在还原过程中由于颗粒较细无法聚集，(2)由于硼泥中的铁含量较低，单独提铁难度大，(3)赤泥在还原过程中熔点较低，不能在高温下还原铁元素等问题。

实现本发明目的的技术方案为：

一种赤泥和硼泥的综合处理方法，包括步骤：

1)将赤泥、硼泥、还原剂和碳酸钠按比例混合，得到混合物料；

2)焙烧；

3)冷却后破碎磨细，磁选，最终得到金属铁粉和尾渣。

所述方法可以进一步包括：在所述焙烧处理前，对所述混合物料进行压球处理，以便得到球团

本发明所述方法可包括以下具体步骤：

S100：将赤泥、硼泥、还原剂、碳酸钠按比例混合，以便得到混合物料；

S200：将混合物料进行压球，得到原料球团；

S300：将原料球团进行烘干，得到干燥的球团；

S400：将干燥的球团进行焙烧，得到铁还原后的金属化球团；

S500：焙烧得到的金属化球团水淬冷却后破碎磨细，得到含有金属铁粉和尾渣的混合物；

S600：将所述含有金属铁粉和尾渣的混合物进行磁选，最终得到金属铁粉和尾渣。

由于赤泥和硼泥两种物料都有很好的比表面积，有较好的可塑性，混合料在很低的压力下就可以压制成球团，球团在烘干后进行还原焙烧，在焙烧过程中碳酸钠一部分与硼泥中的硼反应生产四硼酸钠，四硼酸钠做为一种很好的成核剂和另外一部分碳酸钠能够促进赤泥中铁颗粒的聚集长大。同时，硼泥中的主要物质镁橄榄石的加入，增加球团的熔点，使球团能够在高温下进行反应而球团不熔化不粘结，提高球团的金属化率，增加磨选后铁回收率。

其中，所述原料的配比为，赤泥：硼泥：还原剂：碳酸钠＝100：5～50：10～50：0.1～10；所述配比优选为100：10～30：10～35：0.5～3。由此，可以促进还原过程中铁的聚集。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提出的方法，解决了赤泥铁颗粒细、还原后难以聚集，导致磨选铁品位不高、铁回收率低的问题，通过添加硼泥和碳酸钠，一部分碳酸钠与硼泥中的硼反应生产四硼酸钠，四硼酸钠做为一种很好的成核剂和另外一部分碳酸钠能够促进赤泥中铁颗粒的聚集长大。

(2)本发明提出的方法，解决了赤泥在低温下还原不彻底，高温下赤泥熔点较低，容易软熔粘结的问题。硼泥中的主要元素镁橄榄石有很高的熔点，能提高混合球团的熔点，提高焙烧温度，促进铁还原。

附图说明

图1为赤泥和硼泥综合处理方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种赤泥的处理方法。下面参考图1对本发明实施例的赤泥和硼泥的综合处理方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：原料混合

根据本发明的实施例，将赤泥、硼泥、还原剂、碳酸钠原料混合，从而得到混合原料。根据本发明的实施例，赤泥可以是拜耳法生产的赤泥，赤泥可以含有35.28％的TFe。硼泥可以含有15.21％的TFe，3.68％的B₂O₃。还原剂固定碳含量为82％。赤泥、硼泥、还原剂、碳酸钠的配料比例不受特别限制，根据本发明的实施例，赤泥：硼泥：还原剂：碳酸钠＝100：10～30：10～35：0.5～3。

S200：压球

在该步骤中，通过对混合物料的压球处理，可以显著提高球团性能，减少在转运过程中的粉料，使物料在布入炉内还原过程中有较好的透气性。由此，可以显著降低铁的还原温度和还原时间，从而降低生产能耗和成本。

S300：球团烘干

根据本发明的实施例，将上述得到的球团进行干燥处理，从而可以得到经过干燥处理的球团。根据本发明的实施例，干燥处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例。发明人发现，该条件下可以显著提高铜渣球团的干燥效率。

S400：还原焙烧

根据本发明的实施例，还原处理的条件并不受特别限制，根据发明的具体实施例，焙烧温度1200～1350℃。该步骤中，具体的，含碳物料中的碳可以将球团物料中的氧化铁还原为金属铁单质，从而可以实现后续金属铁的分离。

S500：破碎、磨细

根据本发明的实施例，对还原后的球团进行破碎处理的方式并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以采用对辊破碎机后再采用球磨对还原后的球团进行破碎处理，从而可以得到含有金属铁粉和尾渣的混合物。

S600：磁选

根据本发明的实施例，磁选处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例。发明人发现，此时的渣铁混合物，渣铁已经分离的很好，不需要太强的磁场强度就可以将铁渣分离，而磁场强度过高会导致选上一些带有磁性的渣，从而降低铁品位。该步骤中，具体的，通过磁选处理，可以将含有金属铁粉和尾渣的混合物中磁性矿物和非磁性矿物进行分离，从而实现金属铁粉和尾渣的分离。

现以以下实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中使用的手段，如无特别说明，均使用本领域常规的手段。

实施例1：

某拜尔法冶炼赤泥，其成分为：TFe 35.28％；某硼泥，其成分为：TFe15.21％，B₂O₃ 3.68％。原料按赤泥：硼泥：还原剂：碳酸钠＝100：10：20：1的重量比混合，混合后用对辊压球机进行压球，球团的干、湿球落下强度均大于10次。

压好的球团烘干后进行还原焙烧，焙烧温度1280℃。高温下进行反应后的球团不熔化不粘结，得到金属化球团，金属化率90.2％，将球团进行磨矿磁选，最终得到91.12％的金属铁粉，铁回收率88％。

实施例2

某冶炼赤泥，其成分为：TFe 31.32％；某硼泥，其成分为：TFe15.21％，B₂O₃ 3.68％。原料按赤泥：硼泥：还原煤：碳酸钠＝100：12：25：2的重量比混合，混合后球团进行压球，球团的干、湿球落下强度均大于8次。

压好的球团烘干后进行还原焙烧，焙烧温度1300℃。高温下进行反应后的球团不熔化不粘结。得到的金属化球团金属化率92.1％，将球团进行磨矿磁选，最终得到91.56％的金属铁粉，铁回收率90％。

实施例3

某冶炼赤泥，其成分为：TFe 35.28％；某硼泥，其成分为：TFe18.59％，B₂O₃ 3.06％。原料按赤泥：硼泥：还原煤：碳酸钠＝100：30：23：2的重量比混合，混合后球团进行压球，压球机压力3MP，球团的干、湿球落下强度均大于7次。

压好的球团烘干后进行还原焙烧，焙烧温度1300℃。高温下进行反应后的球团不熔化不粘结。得到的金属化球团金属化率92.8％，将球团进行磨矿磁选，最终得到92.32％的金属铁粉，铁回收率93％。

以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种赤泥和硼泥的综合处理方法，其特征在于，包括步骤：

2)焙烧；

3)冷却后破碎磨细，磁选，最终得到金属铁粉和尾渣。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料的配比为，赤泥：硼泥：还原剂：碳酸钠＝100：5～50：10～50：0.1～10。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述焙烧处理前，对所述混合物料进行压球处理，以便得到球团。