CN109943706B - 一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，将脱碱赤泥与活性炭混合；将混合物与粘结剂混合，压制成片体；将片体放入石墨坩埚中，在真空电磁感应炉中，在氩气始终通入的条件下进行高温处理，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣；本发明铁的回收率及品位均高于80%，处理后的拜耳法赤泥可用于制造建筑材料，回收的铁也符合工业炼钢的要求，有效的解决赤泥堆存量过大的问题，为低铁拜耳法赤泥中铁的回收起到了很好的指导意义。

Description

一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法
技术领域
本发明属于冶金及资源回收利用领域，具体涉及一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法。
技术背景
拜耳法赤泥是拜耳法生产氧化铝过程中产生的高碱性固体废弃物，化学成分相当复杂，每生产一吨氧化铝，大约会产生1~2吨的赤泥，在现有技术条件下，堆存依旧是处理赤泥的主要方式，世界赤泥累计堆存量已高达40亿吨，年排放量约1.2亿吨；中国赤泥累积堆存量超过5亿吨，并以7000万吨/年的速度不断增加，占用了大量土地。大量赤泥的产生为人类的生产生活都带来了非常严重的影响。随着赤泥排放量的持续增加、矿产资源的逐渐枯竭和人们对环境污染的重视。如何最大限度的的实现资源化利用已经从成为了现在人们必须研究的重点。
赤泥中富含铁、铝、钛等有价金属。因此，赤泥具有很大的经济利用价值，针对对赤泥中铁的回收方法众多，可采用直接磁选的方式回收赤泥中的铁，但该方法回收的铁品位及回收率均较低，且针对低铁赤泥，其效果更差；也可采用还原焙烧磁选回收赤泥中的铁，该方法目前主要是通过电阻炉加热进行还原焙烧再进行磁选，该方法针对含铁较高的赤泥的回收效果较好，但是针对低铁（TFe<8%）的赤泥，其回收效果并不理想，实用性差。
发明内容
本发明提出一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，具体步骤如下：
（1）采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，将脱碱赤泥与活性炭混合；
（2）将步骤（1）的混合物与粘结剂混合，在6Mpa的压力下压制成2-4cm高的柱状片体；
（3）将步骤（2）的压片放入石墨坩埚中，在真空电磁感应炉中，在氩气始终通入的条件下，1350-1500℃焙烧30-60min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。
步骤（1）中氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理的具体方法：在常压下，按照氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比4.5-6.5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为3.5-4.5:1的比例加水制成浆液，浆液在95℃浸出温度条件下，反应3-5小时脱碱。
步骤（1）中脱碱赤泥与活性炭的按照质量比为100:1-2的比例混合。
步骤（2）中步骤（1）混合物与粘结剂按照混合物与粘结剂的质量体积比g:mL为7-14:2-4的比例混合。
步骤（2）中粘结剂为浓度为3-5g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以真空电磁感应炉处理低铁拜耳法赤泥，基于热力学理论，利用真空电磁感应炉升温速度快，从常温升温到1200℃不超过半小时，形成的电磁场对铁有强力的电磁搅拌作用，加速其中铁氧化物充分还原及铁晶核的快速长大，有利于铁晶核的长大及汇聚，使得铁的还原更彻底，此外通入氩气为保护气，防止了降温过程还原出的铁再被氧化。
（2）本发明以添加氧化钙脱碱后的拜耳法赤泥为原料回收铁，一方面还原过程不用再添加更多的添加剂，另一方面也解决了脱碱过程氧化钙过量残留的问题。
（3）本发明最后回收得到的铁精矿可作为钢铁生产的原料，而渣可用于制造建筑材料，本发明既提高了铁的回收率及回收铁的品位，最大化提高经济效益，又有效的解决赤泥堆存量过大的问题，为低铁拜耳法赤泥中铁的回收起到了很好的指导意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，具体步骤如下：
（1）采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，脱碱处理的具体方法：在常压下，按氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比4.5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为3.5:1的比例加水制成浆液，浆液95℃浸出温度条件下，反应3小时脱碱，将脱碱赤泥与活性炭的按照质量比为100:2的比例混合得到混合物；
（2）将步骤（1）的混合物与粘结剂质量体积比g:mL为7:2的比例混合，在6Mpa的压力下压制成3cm高的柱状片体，粘结剂为浓度为3.5g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液；
（3）将步骤（2）的压片放入石墨坩埚中，在真空电磁感应炉中，在氩气始终通入的条件下，1350℃焙烧45min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。
本实施例铁的回收率为80.43%，回收铁精矿品位为80.30%。
实施例2
一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，具体步骤如下：
（1）采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，脱碱处理的具体方法：在常压下，按氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为4:1的比例加水制成浆液，浆液95℃浸出温度条件下，反应4小时脱碱，将脱碱后赤泥与活性炭的按照质量比为100:1.5的比例混合得到混合物；
（2）将步骤（1）的混合物与粘结剂质量体积比g:mL为8:2.5的比例混合，在6Mpa的压力下压制成3.5cm高的柱状片体，粘结剂为浓度为3g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液；
（3）将步骤（2）的压片放入石墨坩埚中，在真空电磁感应炉中，在氩气始终通入的条件下， 1400℃焙烧40min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。
本实施例铁的回收率为81.61%，回收铁精矿品位为81.03%。
实施例3
一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，具体步骤如下：
（1）采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，脱碱处理的具体方法：在常压下，按氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比5.5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为4.5:1的比例加水制成浆液，浆液95℃浸出温度条件下，反应5小时脱碱，将脱碱赤泥与活性炭的按照质量比为100:1的比例混合得到混合物；
（2）将步骤（1）的混合物与粘结剂质量体积比g:mL:14:4的比例混合，在6Mpa的压力下压制成2cm高的柱状片体，粘结剂为浓度为4g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液；
（3）将步骤（2）的压片放入石墨坩埚中，在真空电磁感应炉中，在氩气始终通入的条件下，1450℃焙烧60min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。
本实施例铁的回收率为86.10%，回收铁精矿品位为85.74%。
实施例4
一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，具体步骤如下：
（1）采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，脱碱处理的具体方法：在常压下，按氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比6.5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为4.5:1的比例加水制成浆液，浆液95℃浸出温度条件下，反应3小时脱碱，将脱碱赤泥与活性炭的按照质量比为100:2的比例混合得到混合物；
（2）将步骤（1）的混合物与粘结剂质量体积比g:mL为7:2的比例混合，在6Mpa的压力下压制成4cm高的柱状片体，粘结剂为浓度为5g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液；
（3）将步骤（2）的压片放入石墨坩埚中，在真空电磁感应炉中，在氩气始终通入的条件下，1500℃焙烧30min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。
本实施例铁的回收率为82.75%，回收铁精矿品位为81.16%。
对比例1
将低铁拜耳法赤泥直接放在电阻炉中，空气条件下，1450℃焙烧45min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。铁的回收率为35.31%，回收铁精矿品位为30.22%。
对比例2
（1）采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，脱碱处理的具体方法：在常压下，按氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比5.5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为3.5:1的比例加水制成浆液，浆液在95℃浸出温度条件下，反应3小时脱碱，将脱碱后赤泥与活性炭的按照质量比为100:2的比例混合得到混合物；
（2）将步骤（1）的混合物与粘结剂质量体积比g:mL为10:3的比例混合，在6Mpa的压力下压制成3cm高的柱状片体，粘结剂为浓度为3.5g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液；
（3）将步骤（2）的压片放入电阻炉中，空气条件下，1450℃焙烧45min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。铁的回收率为52.30%，回收铁精矿品位为44.30%。
通过对比发现，实施例3的回收率及回收铁精矿品位最高，均可达85%以上；在实施例1-4铁的回收率和回收铁精矿品位均高于对比例1和2。

Claims (4)

1.一种回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)采用氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理，将脱碱赤泥与活性炭混合；氧化钙对拜耳法赤泥进行脱碱处理的具体方法：在常压下，按照氧化钙与拜耳法赤泥中氧化钠质量比为4.5-6.5:1的比例，在拜耳法赤泥中添加氧化钙，按照液固比g:mL为3.5-4.5:1的比例加水制成浆液，浆液在95℃反应3-5小时脱碱；
(2)将步骤(1)的混合物与粘结剂混合，在6Mpa的压力下压片；
(3)将步骤(2)的压片在真空电磁感应炉中，氩气始终通入的条件下，1300-1500℃焙烧30-60min，随炉冷却，然后研磨、磁选分离铁渣。
2.根据权利要求1所述回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，其特征在于，步骤(1)中脱碱赤泥与活性炭按照质量比为100:1-2的比例混合。
3.根据权利要求1所述回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，其特征在于，步骤(2)中步骤(1)的混合物与粘结剂按照混合物与粘结剂的质量体积比g:mL为7-14:2-4的比例混合。
4.根据权利要求1所述回收低铁拜耳法赤泥中铁的方法，其特征在于，步骤(2)中粘结剂为浓度为3-5g/mL的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液。
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