CN107098577A - 一种加工赤泥的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加工赤泥的方法和系统,该方法包括步骤:A.混匀压球:将赤泥、石灰石、无烟煤混合均匀后压球,得到一定粒度的球团;B.烘干:将所述球团烘干后得到干球团后输至电炉熔化装置;C.还原与熔化:所述干球团在所述电炉熔化装置一步完成还原与熔化,得到铁水和熔渣;E.将所述铁水输至铸铁设备获得铁锭;F.将所述熔渣依次输至成纤设备和固化设备制得岩棉。利用本发明的方法和系统,能够将还原与熔化一步完成,缩短了流程,实现了赤泥的完全再资源化。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,尤其涉及一种加工赤泥的方法和系统。
背景技术
赤泥是氧化铝企业排放的残渣,其富含氧化铁而呈现红色,因此称之为赤泥。按照目前生产工艺,每生产1吨氧化铝,大约产生1~2吨赤泥,目前我国每年产生赤泥大约4000万吨,赤泥中主要含有铁、铝、钙、硅等的氧化物,其颗粒极细,PH值呈碱性。目前国内氧化铝企业排放的赤泥极少被综合利用,绝大部分简单的筑坝堆存,这样不但占用了大量的土地,增加企业生产成本,而且赤泥中的Na2O等强碱物质随雨水渗透进入附近农田,造成土壤碱化,污染地下水,间接威胁人体健康,且赤泥中铁、铝、钙、硅等资源因为没有得到利用白白浪费。
现有技术提供了一种赤泥制作还原铁的工艺方法。包括如下步骤:1)将赤泥和促进剂按照以下重量份数用高速混料机混合均匀;2)制作压坯;3)将压坯连同还原剂装入还原罐内;4)将还原罐装入窑车,用密封盖将还原罐密封;5)将装好的窑车利用隧道窑进行烧成,烧成温度控制在1000~1300℃,烧成时间控制20~50小时之间;6)将烧成后成品去除并进行表面清理。但该法焙烧时间过长,仅回收赤泥中的铁,经济效益不高。
现有技术还提供了一种赤泥的再处理及综合利用方法,包括(1)将赤泥打浆,通过人工重砂选矿,分别得到粗砂和泥砂浆两部分;(2)粗砂烘干后进行磁选分离,分别得到石英砂和一级磁性物;(3)一级磁性物进行磁选分离,分别得到磁铁矿粉和尾渣1;(4)将泥浆直接进入磁选机进行磁选分离,分别得到铁矿微粉和尾渣2。但该法处理流程复杂,所得磁铁矿粉铁品位不高。
因此,有必要提出一种更好的赤泥处理方法,以解决现有技术赤泥处理的流程长且未能实现赤泥全部利用的技术问题。
发明内容
面临上述技术问题,本发明旨在设计一种赤泥处理的方法,将还原与熔化一步完成,以缩短流程,实现赤泥的完全再资源化。
为实现上述目的,本发明提出了一种加工赤泥的方法,其特征在于,该法包括步骤:
A.混匀压球:将赤泥、石灰石、无烟煤混合均匀后压球,得到一定粒度的球团;
B.烘干:将所述球团烘干后得到干球团后输至电炉熔化装置;
C.还原与熔化:所述干球团在所述电炉熔化装置一步完成还原与熔化,得到铁水和熔渣;
E.将所述铁水输至铸铁设备获得铁锭;
F.将所述熔渣依次输至成纤设备和固化设备制得岩棉。
优选地,在步骤A中,所述赤泥、石灰石或无烟煤中,粒度小于200目的颗粒均占80%以上;更优选地,所述赤泥、石灰石、无烟煤的加入质量比为1:0.05~0.15:0.2~0.4;进一步优选地,所述石灰石中CaCO3含量≥90%,所述无烟煤中C含量≥80%。
进一步地,在步骤A中,将所述球团粒度控制在10~30mm。
具体地,在步骤B中,将烘干温度控制在100~200℃。
进一步地,在所述步骤C中,先在所述电炉熔化装置的炉底放置废钢和焦炭,待所述废钢完全熔清后,将所述干球团和生石灰分批加入电炉熔化装置中,每批次需待上批次加入的干球团熔化完全后加入,最后一批次熔清后保温一段时间后即得到所述铁水和所述熔渣。
具体地,将所述干球团和所述生石灰按质量比1:0.02~0.1分5~15批次加入所述电炉中。
进一步地,在最后一批次球团熔清后将炉温在1500~1600℃保温0.5~1.5h即得到所述铁水和所述熔渣。
优选地,所述焦炭中C含量≥80%,所述废钢中S含量≤0.05%,所述生石灰中CaO含量≥90%;更优选地,焦炭、废钢、生石灰的粒度均控制在5~15mm。
本发明还提供一种加工赤泥的系统,其特征在于,所述系统包括混料装置、压球装置、烘干装置、熔炼装置、铸铁装置、成纤装置和固化装置;其中,
所述混料装置包括原料入口、混合料出口;
所述压球装置包括混合料入口、球团出口,所述混合料出口与所述混合料入口相连;
所述烘干装置包括球团入口、干球团出口,所述球团入口和所述球团出口相连;
所述熔炼装置包括干球团入口、生石灰入口、铁水出口、熔渣出口,所述干球团入口和所述干球团出口相连;
所述铸铁装置包括铁水入口,所述铁水入口和所述铁水出口相连;
所述成纤装置和所述固化装置顺序连接,所述成纤装置包括熔渣入口,所述熔渣入口和所述熔渣出口相连。
具体地,所述混料装置为圆筒混料机;所述压球装置为对辊压球机;所述烘干装置为链篦机;所述熔炼装置为电炉;所述铸铁装置为铸铁机;所述成纤装置为立式离心机;所述固化装置为固化炉。
本发明提供了一种新的利用赤泥的方法和系统,其相比现有技术,可实现一步法还原-熔分,大大缩短了赤泥的处理流程,利用该方法和系统所得的铁水品位高,可制成铁锭用于炼钢;所得的废渣可直接进行下一步利用。本发明将赤泥与生石灰在电炉的熔炼与熔渣制岩棉过程耦合起来,赤泥处理全程无二次废渣产生,从而实现了赤泥的全部利用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明的加工赤泥的工艺流程图;
图2为本发明的加工赤泥的系统示意图;
1-混料装置,2-压球装置,3-烘干装置,4-熔炼装置,5-铸铁装置,6-成纤装置,7-固化装置。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。
为实现赤泥的再资源化综合利用,本发明提出了一种加工赤泥的方法,其方法流程参见图1,包括步骤:
A.混匀压球:将赤泥、石灰石、无烟煤混合均匀后压球,得到一定粒度的球团;
B.烘干:将所述球团烘干后得到干球团后输至电炉熔化装置;
C.还原与熔化:所述干球团在所述电炉熔化装置一步完成还原与熔化,得到铁水和熔渣。
E.将所述铁水输至铸铁设备获得铁锭;
F.将所述熔渣依次输至成纤设备和固化设备制得岩棉。
以上工艺和现有技术显著不同,其中,混匀步骤使赤泥与辅助料均匀接触,提供良好还原动力学条件;压球步骤使球团形成一定粒度团块并具有一定的强度便于投料,烘干步骤能够防止球团中水分在电炉内蒸发影响还原;采用电炉能够稳定提供还原及熔化热源。因此,采用该混匀压球烘干经电炉直接一步还原与熔化的方法,能够缩短处理流程,节约赤泥加工的成本。
此外,将混合球团与生石灰在电炉的熔炼与熔渣制岩棉过程耦合起来后,所得的废渣可以直接进行下一步利用,使得本发明处理赤泥的方法全程无二次废渣产生,真正实现了赤泥的全部利用。
优选地,在步骤A中,所述赤泥、石灰石或无烟煤中,粒度小于200目的颗粒均占80%以上;更优选地,所述赤泥、石灰石、无烟煤的加入质量比为1:0.05~0.15:0.2~0.4;进一步优选地,所述石灰石中CaCO3含量≥90%,所述无烟煤中C含量≥80%。
进一步地,在步骤A中,将所述球团粒度控制在10~30mm。
具体地,在步骤B中,将烘干温度控制在100~200℃。
进一步地,在所述步骤C中,先在所述电炉熔化装置的炉底放置废钢和焦炭,待所述废钢完全熔清后,将所述干球团和生石灰分批加入电炉熔化装置中,每批次需待上批次加入的干球团熔化完全后加入,最后一批次熔清后保温一段时间后即得到所述铁水和所述熔渣。
具体地,将所述干球团和所述生石灰按质量比1:0.02~0.1分5~15批次加入所述电炉中。
进一步地,在最后一批次球团熔清后将炉温在1500~1600℃保温0.5~1.5h即得到所述铁水和所述熔渣。
优选地,所述废钢占待处理干球团总质量的8-12%,所述焦炭占待处理干球团总质量的2-5%;更优选地,所述焦炭中C含量≥80%,所述废钢中S含量≤0.05%,所述生石灰中CaO含量≥90%;进一步优选地,焦炭、废钢、生石灰的粒度均控制在5~15mm。
以上赤泥加工过程中,通过调整各原料的成分、粒度以及质量配比,同时控制球团温度和球团生石灰配比,并采用分批次入炉的加料方式,最终得到的高品质铁水,铁品位达到98%,S含量低于0.03%,可用于炼钢。
本发明还提出了一种加工赤泥的系统,参见图2,该系统包括混料装置1、压球装置2、烘干装置3、熔炼装置4、铸铁装置5、成纤装置6和固化装置7;其中,
所述混料装置1包括原料入口、混合料出口;
所述压球装置2包括混合料入口、球团出口,所述混合料出口与所述混合料入口相连;
所述烘干装置3包括球团入口、干球团出口,所述球团入口和所述球团出口相连;
所述熔炼装置4包括干球团入口、生石灰入口、铁水出口、熔渣出口,所述干球团入口和所述干球团出口相连。
所述铸铁装置5包括铁水入口,所述铁水入口和所述铁水出口相连。
所述成纤装置6和所述固化装置7顺序连接,所述成纤装置6包括熔渣入口,所述熔渣入口和所述熔渣出口相连。
具体地,所述混料装置1为圆筒混料机;所述压球装置2为对辊压球机;所述烘干装置3为链篦机;所述熔炼装置4为电炉;所述铸铁装置5为铸铁机;所述成纤装置6为立式离心机;所述固化装置7为固化炉。
下面结合具体实施例对本发明加工赤泥的工艺作进一步地具体详细描述,但本发明的实施方式不限于此,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。
实施例1
取某赤泥、石灰石(CaCO3:92.3%)、无烟煤(C:81.5%),按照1:0.05:0.25比例混合压球并在105℃烘干,压球粒度为10mm。电炉炉底放置待处理球团总质量10%的废钢(S:0.04%)和3%焦炭(C:82.3%)进行熔化,待废钢完全熔清后,将干球团与生石灰(CaO:91.2%,粒度15mm)按照1:0.02分7批次加入电炉中,每批次球团需待上批次加入的球团熔化完全后加入。最后一批次球团熔清后将炉温在1550℃保温0.5h进行出铁和渣,铁液入铸铁设备获得铁锭,铁品位98.54%,S:0.18%,熔渣经过成纤、固化设备制得岩棉。
实施例2
本实施例加工赤泥的工艺和实施例1步骤相同,但工艺参数不同,具体如下:
取某赤泥、石灰石(CaCO3:91.2%)、无烟煤(C:80.4%),按照1:0.05:0.3比例混合压球并在150℃烘干,压球粒度为30mm。电炉炉底放置待处理球团总质量9%的废钢(S:0.05%)和5%焦炭(C:84.3%)进行熔化,待废钢完全熔清后,将干球团与生石灰(CaO:90.5%,粒度9mm)按照1:0.1分9批次加入电炉中,每批次球团需待上批次加入的球团熔化完全后加入。最后一批次球团熔清后将炉温在1600℃保温0.5h进行出铁和渣,铁液入铸铁设备获得铁锭,铁品位98.21%,S:0.27%,熔渣经过成纤、固化设备制得岩棉。
实施例3
本实施例加工赤泥的工艺和实施例1步骤相同,但工艺参数不同,具体如下:
取某赤泥、石灰石(CaCO3:92.3%)、无烟煤(C:81.5%),按照1:0.10:0.2比例混合压球并在100℃烘干,压球粒度为20mm。电炉炉底放置待处理球团总质量8%的废钢(S:0.04%)和4%焦炭(C:80.0%)进行熔化,待废钢完全熔清后,将干球团与生石灰(CaO:91.1%,粒度5mm)按照1:0.08分15批次加入电炉中,每批次球团需待上批次加入的球团熔化完全后加入。最后一批次球团熔清后将炉温在1500℃保温1h进行出铁和渣,铁液入铸铁设备获得铁锭,铁品位98.87%,S:0.21%,熔渣经过成纤、固化设备制得岩棉。
实施例4
本实施例加工赤泥的工艺和实施例1步骤相同,但工艺参数不同,具体如下:
取某赤泥、石灰石(CaCO3:90.1%)、无烟煤(C:80.3%),按照1:0.15:0.4比例混合压球并在200℃烘干,压球粒度为10mm。电炉炉底放置待处理球团总质量12%的废钢(S:0.03%)和2%焦炭(C:85.1%)进行熔化,待废钢完全熔清后,将干球团与生石灰(CaO:90.2%,粒度6mm)按照1:0.05分5批次加入电炉中,每批次球团需待上批次加入的球团熔化完全后加入。最后一批次球团熔清后将炉温在1600℃保温1.5h进行出铁和渣,铁液入铸铁设备获得铁锭,铁品位98.12%,S:0.23%,,熔渣经过成纤、固化设备制得岩棉。
上述实施例利用了一种赤泥加工的新工艺,即:首先将赤泥、石灰石、无烟煤按照比例混匀压球、烘干,然后将干球团与生石灰按照一定比例分批次加入电炉进行还原与熔化,所得铁水制铸铁,熔渣制岩棉,该工艺大大缩短了赤泥的处理流程,且所得铁水可用于铸铁,所得的废渣可以直接进行下一步利用,因而全程无二次废渣产生。可见,本发明的技术方案很好地解决了现有技术中赤泥处理的流程长且未能实现赤泥全部利用的技术问题。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种加工赤泥的方法,其特征在于,包括步骤:
A.混匀压球:将赤泥、石灰石、无烟煤混合均匀后压球,得到一定粒度的球团;
B.烘干:将所述球团烘干后得到干球团后输至电炉熔化装置;
C.还原与熔化:所述干球团在所述电炉熔化装置一步完成还原与熔化,得到铁水和熔渣;
E.将所述铁水输至铸铁设备获得铁锭;
F.将所述熔渣依次输至成纤设备和固化设备制得岩棉。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤A中,所述赤泥、所述石灰石以及所述无烟煤中,粒度小于200目的颗粒占80%以上。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤A中,将所述球团粒度控制在10~30mm。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤B中,将烘干温度控制在100~200℃。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
在所述步骤C中,先在所述电炉熔化装置的炉底放置废钢和焦炭,待所述废钢完全熔清后,将所述干球团和生石灰分批加入电炉熔化装置中,每批次需待上批次加入的干球团熔化完全后加入,最后一批次熔清后保温一段时间后即得到所述铁水和所述熔渣。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,将所述干球团和所述生石灰按质量比1:0.02~0.1分5~15批次加入所述电炉中。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在最后一批次球团熔清后将炉温在1500~1600℃保温0.5~1.5h即得到所述铁水和所述熔渣。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,将所述焦炭、废钢、生石灰的粒度均控制在5~15mm。
9.一种实施权利要求1-8任一所述加工赤泥的方法的系统,其特征在于,所述系统包括混料装置、压球装置、烘干装置、熔炼装置、铸铁装置、成纤装置和固化装置;其中,
所述混料装置包括原料入口、混合料出口;
所述压球装置包括混合料入口、球团出口,所述混合料出口与所述混合料入口相连;
所述烘干装置包括球团入口、干球团出口,所述球团入口和所述球团出口相连;
所述熔炼装置包括干球团入口、生石灰入口、铁水出口、熔渣出口,所述干球团入口和所述干球团出口相连;
所述铸铁装置包括铁水入口,所述铁水入口和所述铁水出口相连;
所述成纤装置和所述固化装置顺序连接,所述成纤装置包括熔渣入口,所述熔渣入口和所述熔渣出口相连。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述混料装置为圆筒混料机;所述压球装置为对辊压球机;所述烘干装置为链篦机;所述熔炼装置为电炉;所述铸铁装置为铸铁机;所述成纤装置为立式离心机;所述固化装置为固化炉。
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