CN112934924A - 一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法 - Google Patents

一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112934924A
CN112934924A CN202110297178.7A CN202110297178A CN112934924A CN 112934924 A CN112934924 A CN 112934924A CN 202110297178 A CN202110297178 A CN 202110297178A CN 112934924 A CN112934924 A CN 112934924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
red mud
iron
powder
iron powder
grade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110297178.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徐文珍
李灿华
何川
黄贞益
吴朝阳
都刚
常婕
陈昆先
李春松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Technology AHUT
Original Assignee
Anhui University of Technology AHUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Technology AHUT filed Critical Anhui University of Technology AHUT
Publication of CN112934924A publication Critical patent/CN112934924A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/10—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with one or a few disintegrating members arranged in the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions

Abstract

本发明提供一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，涉及冶金与环保技术领域，该方法将赤泥作为主要原料，用氢气和煤粉作为还原剂，配以催化剂，进行三次磁选两次还原，其制备方法是首先将赤泥进行强磁选，然后将磁选后的铁精矿置于转动管式炉中，通入氢气高温还原，再进行弱磁选，将二次磁选后的铁精矿磨细与煤粉、氧化钙按照一定比例混匀造球，在高温条件下进行二次还原，最后磁选磨细得到还原铁粉。本发明方法处理赤泥效率高，不仅解决了赤泥等大宗冶金固废的利用难题，使其得到综合利用，且减少环境污染，而且制备的还原铁粉品位高，具有较好的经济、生态环保、社会效益。

Description

一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法
技术领域
本发明涉及冶金与环保技术领域，具体涉及一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性碱性固体废弃物，其颗粒直径一般为0.088-0.25mm，密度为2700～2900kg/m3，容重为800～1000kg/m3，熔点为1200～1500℃。其pH值的范围为10.29-11.83，属于强碱性土。赤泥中主要的矿物为方解石和文石，还含有蛋白石(SiO2·nH2O)、三水铝石(Al(OH)3)、针铁矿(α－FeO(OH))等矿物，其矿物成分较为复杂。由于其金属含量较低，直接利用赤泥回收有价金属如铁和铝等从经济效益来看并不划算。因此，在赤泥产量较少时，其主要处理方式是采用赤泥坝堆存法进行处理，即将赤泥用泵输送到堆场，筑坝堆存，靠自然沉降分离可以回收部分碱液。该处理方法不仅占用大量土地，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成土壤碱化、地下水污染，对环境造成严重破坏。然而，我国是铝制造大国，氧化铝和电解铝产量均占世界50％以上，每年产生赤泥约1亿t，且我国赤泥综合利用率极低，仅为4％，致使赤泥堆放已达几亿t。在环境问题日益被重视的背景下，低成本、无害化大宗消纳利用赤泥是当前亟待解决的世界性难题。
当前，学者在赤泥的综合利用方面的研究主要集中在三个方面:
1)分解提炼其中的有价金属，如铝、铁、稀土元素等；
2)作为结构材料，用作道路或建筑工程中的混凝土原料、保温材料以及填料等；
3)作为吸附材料，利用其活性高、比表面积大的特点吸附水中或气体中的污染物、改良土壤等。
事实上，我国赤泥中Fe2O3和Al2O3的含量较高，有效提取该成分后的赤泥仍可用于结构材料或吸附材料的制备。因此，对赤泥进行分选，获取其中铁的氧化物，再采用煤粉、CO或H2对其进行直接还原，获得高纯度的直接还原铁是当前赤泥高效综合利用的首选方案。
还原铁粉的生产是利用气体或固体燃料(如氨分解气、H2、CO、固体碳，或气体和固体联合燃料)作为还原剂，将铁氧化物(如铁矿精矿粉、低碳沸腾轧钢铁鳞，黄铁矿、硫酸亚铁、氯化亚铁、氧气转炉炼钢炉灰)在固体状态下还原成一种金属化程度相当高的铁产品的工艺过程。
还原铁粉的用途非常的广泛。首先，它可以作为粉末冶金制品的原料，耗用量约占铁粉总耗用量的60％～80％；其次，还原铁粉可以作为电焊条的原料，在药皮中加入10～70％铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高熔敷效率，并且还能延长电焊条的储存存放周期。再次，还可以作为火焰切割的喷射剂，在切割钢制品时，向氧-乙炔焰中喷射铁粉，可改善切割性能，扩大切割钢种的范围，提高可切割厚度。最后，还可作为有机化学合成中的还原剂，复印机的油墨载体等。对于很多产品的生产和制造，添加一定剂量的还原铁粉，不仅能够提高产品的耐磨性、耐冲击性，还能够提高产品的使用价值。
根据钢协粉末冶金分会调查统计的2017年度主要金属粉末生产销售状况，初步分析如下:
钢铁粉末。全国39家企业钢铁粉末销售量为47.63万t，比2016年增长13.0％，其中销售还原铁粉(18家)20.2万t、雾化钢铁粉末(6家)25.1万t、羰基铁粉(5家)8536t、合金钢粉(7家)13828t。雾化铁粉销量占比最大，合金钢粉参与统计的单位增加了4家。
中国2017年度钢铁粉末市场总销售量为55.29万t，比2016年增长14.2％。其增长的主要动力是下游零部件特别是汽车零部件的需求拉动。3家外企统计进口钢铁粉末97200t，增长27％；出口钢铁粉末20600t，其中出口铁粉15000t、出口合金钢及羰基铁粉约5600t，新增出口企业3家。9家规模(年产1万t)以上生产企业铁粉销量达41.05万t，占全国总产量的90.6％，与2016年比较，集中度有所提高，原因主要是大企业的扩产和小企业铁粉销量的相对萎缩。
随着我国高端制造业的产业升级和发展进程加快，以高纯还原铁粉为基础的高性能粉末冶金材料快速上升，预计未来每年对高纯还原铁粉的新增需求量将在20万t以上。
发明人检索了《知网专利数据库》、《中外专利数据库检索平台》，检索关键词“赤泥提铁”，“赤泥还原铁粉”检索，近似发明专利3项，实用新型1项。其中相关专利如下:
专利CN103397128A公开了一种赤泥深度还原提铁及提铁尾渣制备胶凝材料的方法，属于资源综合利用领域。本方法先将拜耳法赤泥烘干与破碎，将破碎后的赤泥与还原剂及助剂混合均匀，在氧化气氛窑炉的密封窑具容器或还原气氛窑炉中深度还原。冷却后的还原物料采用湿法磨矿、磁选后获得的深度还原铁粉的铁品位≥90％、铁回收率≥90％。磁选后的二次尾渣经烘干后与高炉渣、水泥熟料、激发剂及早强剂均匀混合，然后制备出二次尾渣胶凝材料，抗压强度和抗折强度均达到了复合硅酸盐水泥325标准。本发明在解决回收赤泥大量残存铁的同时，利用二次尾渣制备胶凝材料，变废为宝，既实现了赤泥铁资源的回收又可解决赤泥堆存问题。
专利CN103290207A公开了赤泥综合回收利用铁和铝的方法，首先，将赤泥进行高压辊磨预处理后，添加复合添加剂，然后进行造球，生球在链箅机上干燥预热后进行煤基回转窑直接还原后冷却，得到还原产品；然后，将还原产品破碎、磨矿后，磁选，得到直接还原铁粉及磁选尾矿；磁选得到含铁量大于90％的直接还原铁粉，铁回收率大于等于85％；最后，将磁选尾矿置于碱溶液中，溶出铝，铝的溶出率为70-80％，过滤，滤液直接生产氧化铝，滤渣是良好的水泥生产原料，经过过滤、烘干后送水泥厂制备水泥。本发明采用复合添加剂，一步生产出直接还原铁粉，磁选尾矿碱溶回收铝，实现赤泥中铁铝的高效分离和综合利用，消除赤泥对环境的污染，是一种有效的资源综合利用的方法。
专利CN107083485A公开了一种氧化铝赤泥的综合利用方法，属于冶金与环保技术领域。针对氧化铝赤泥难以处理与有效回收利用的问题，该方法采用真空热还原法处理赤泥，以碳或铝为还原剂，在真空条件下使赤泥中的氧化铁还原为金属铁，然后通过磁选将还原渣中的铁分离出来用于生产还原铁粉，使化合态的氧化钠还原为金属钠，并被蒸馏出来，从而达到赤泥除碱和回收碱的目的，同时使赤泥中的其它有价物质(如:钪、铌、铯等)被还原为金属态并与铝形成合金，从而与主要成分为氧化硅和氧化铝的渣相分离，实现氧化铝赤泥的无害化处理和有价元素的综合回收利用的效果，且处理过程中没有废气、废水、废渣等二次污染。
专利CN201310606486.9公开了利用氧化铝赤泥还原铁粉的转窑，涉及利用氧化铝赤泥还原铁粉的转窑，主要由窑身、窑头、窑尾、煤气管、传动系统、上料系统、排烟系统组成，其中，窑身呈圆筒状，外壳为钢质材料制做而成，内衬一层耐火材料，窑身的内腔壁上设有扬尘板；传动系统设在窑身的外围，传动系统带动窑身转动。窑身前端连接窑头，窑头和窑身密闭结合；窑尾设在窑身的尾部，窑尾的结构及其与窑身连接方式与窑头相似，窑尾设有排烟口，上部设有进料口，排烟口连通沉降室；煤气管将煤气炉产生的煤气送进窑身内腔；上料系统设在窑身尾部，上料系统通过传输带连接进料口；排烟系统设在窑身的尾部，负责排放窑身内部的尾气；整个窑身呈尾高头低的倾斜状。本发明设计科学，性能良好，节能环保。
从技术检索的结果分析:本发明的关键是对赤泥磁选后的铁精粉直接还原，过程中经三次磁选两次还原，最后获得品位高、杂质少的高纯还原铁粉，与现有公开文献对比，没有与本发明《一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法》内容完全相同的工艺与配方报道。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种以赤泥作为主要原料，用氢气和煤粉作为还原剂，配以催化剂，进行三次磁选两次还原，得到高纯还原铁粉，这不仅解决了赤泥大宗冶金固废的利用难题，使其得到综合利用，且减少环境污染，工艺简单，投资少，而且生产的还原铁粉具有品位高，杂质少，市场效益好的特点。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，包括以下步骤:
(1)将赤泥在95～135℃烘干36～60h后的固体残留物在球磨机中粉磨，粉磨细度大于200目；
(2)将磨细后的赤泥经过强磁选机初选得到低品位的赤泥铁精粉，该磁选机的磁场强度为6000～14000Gs，磁选时间为3～5min，此时赤泥铁精粉的品位大于50％；
(3)将低品位的赤泥铁精粉置于转动管式炉中，在1000-1100℃条件下保温1-3h，并且以2000-3000mL/min的流速向炉中通入氢气，经冷却、破碎、干燥得到高品位的铁精粉；
(4)将步骤(3)中的赤泥铁精粉经弱磁选机进行磁选，该磁选机的磁场强度为800～1200Gs，磁选时间为3～5min，此时赤泥铁精粉的品位大于65％；
(5)按照质量比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝(50～80):(50～80):(10～20)准确称量好高品位赤泥铁精粉、碳基化合物、催化剂，并将称量好的各种物料加入到搅拌机中，以150～250r/min的速度搅拌5～15min；
(6)向搅拌机中加入原料总质量5～8％的水，以150～200r/min的速度搅拌5～8min，得到半成品；将搅拌均匀的半成品原料通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球粒，粒径控制在0.5～1.25mm；对得到的球粒进行干燥，采用自然干燥或加热干燥，且经干燥后水分不大于2％；
(7)将干燥后的球粒放入坩埚，然后置于马弗炉中，在1350-1450℃保温30-70min，使赤泥中的含铁化合物还原为单质铁；
(8)待还原后的球粒冷却再进行破碎、筛分，经弱磁机磁选，该磁选机的磁场强度为1200～1600GS，磁选时间为3～5min，得到高纯还原铁粉；
(9)粉磨包装，对所得还原铁粉经球磨机粉磨，再进行包装，得成品高纯还原铁粉。
进一步的，步骤(3)中，赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝(50～60):(50～60):(10～15)。
进一步的，步骤(3)中，赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝(70～80):(70～80):(15～20)。
进一步的，赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的碱性固体废弃物，它的主要化学成分为:TFe:30.01～41.32％、Fe2O3:20.02～31.50％、Al2O3:21.60～30.52％、SiO2:15.29～18.36％、CaO:13.38～18.54％、Na2O:10.58～15.33％、TiO2:5.43～8.03％，平均粒度≥0.075mm。
进一步的，赤泥铁精粉是赤泥经过弱磁选所得到的铁精粉，此时赤泥铁精粉的品位大于50％，它的化学成分为:TFe:50.11～65.28％、Fe2O3:88.23～93.19％、SiO2:3.01～7.28％、CaO:1.43～5.66％，平均粒度≥0.075mm。
进一步的，碳基化合物是由肥煤、洗精煤、焦煤中一种或几种组合经过筛选、晾晒、打磨加工制成的一种煤制品，其中含固定碳>80％，水分<1.48％，灰分<8.02％，挥发分<11.5％，平均粒度≥0.075mm。
进一步的，催化剂为K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3中的一种或几种组合，催化还原反应向右进行。
(三)有益效果
本发明提供了一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，本发明方法是对赤泥磁选后的铁精粉直接还原，过程中经三次磁选两次还原，最后获得品位高、杂质少的高纯还原铁粉。该方法工艺简单，投资少，所制得的还原铁粉品位可达到95％以上，杂质少，市场需求量大，经济效益高，不仅解决了赤泥大宗冶金固废的利用难题，使其得到综合利用，且减少环境污染，具有较好的经济、生态环保、社会效益。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下列实施例中所有份数、比例和百分数的单位除另有规定外，均指质量。
实施例1:
一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其步骤为：
(1)将赤泥在105℃烘干48h后的固体残留物在球磨机中粉磨，粉磨细度大于200目；
(2)将磨细后的赤泥经过强磁选机初选得到低品位的赤泥铁精粉，该磁选机的磁场强度为6000Gs，磁选时间为5min，此时赤泥铁精粉的品位大于50％；
(3)将低品位的赤泥铁精粉置于转动管式炉中，在1000℃条件下保温2h，并且以3000mL/min的流速向炉中通入氢气，经冷却、破碎、干燥得到高品位的铁精粉；
(4)将步骤(3)中的赤泥铁精粉经弱磁选机进行磁选，该磁选机的磁场强度为1200Gs，磁选时间为3min，此时赤泥铁精粉的品位大于65％；
(5)按照质量百分比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝80:80:15准确称量好高品位赤泥铁精粉、碳基化合物、催化剂，并将称量好的各种原料加入到搅拌机中，以250r/min的速度搅拌10min；
(6)向搅拌机中加入原料总质量5％的水，以200r/min的速度搅拌5min；将搅拌均匀的半成品原料通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球粒，粒径控制在0.5～1.25mm；进行干燥，采用自然干燥或加热干燥，且经干燥后水分不大于2％；
(7)将干燥后的球粒放入坩埚，然后置于马弗炉中，在1350℃保温70min，使赤泥中的含铁化合物还原为单质铁；
(8)待还原后的球粒冷却再进行破碎、筛分，经弱磁机磁选，该磁选机的磁场强度为1600GS，磁选时间为3min，得到高纯还原铁粉；
(9)粉磨包装，对所得还原铁粉经球磨机粉磨，再进行包装，得成品高纯还原铁粉。
上述赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的碱性固体废弃物，它的主要化学成分为:TFe：30.01～41.32％、Fe2O3：20.02～31.50％、Al2O3：21.60～30.52％、SiO2：15.29～18.36％、CaO：13.38～18.54％、Na2O：10.58～15.33％、TiO2：5.43～8.03％，平均粒度≥0.075mm。
上述赤泥铁精粉是赤泥经过弱磁选后的所得到铁精粉，此时铁精粉的品位大于50％，它的化学成分为：TFe：50.11～65.28％、Fe2O3：88.23～93.19％、SiO2：3.01～7.28％、CaO：1.43～5.66％，平均粒度≥0.075mm；
上述碳基化合物是由洗精煤、焦煤经过筛选、晾晒、打磨加工制成的一种煤制品，其中含固定碳81％，水分1.48％，灰分7.02％，挥发分10.5％，平均粒度≥0.075mm。
上述催化剂为一种分析纯，其化学式K2CO3，催化还原反应向右进行。
实施例2:
一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其步骤为：
(1)将赤泥在95℃烘干60h后的固体残留物在球磨机中粉磨，粉磨细度大于200目；
(2)将磨细后的赤泥经过强磁选机初选得到低品位的赤泥铁精粉，该磁选机的磁场强度为14000Gs，磁选时间为3min，此时赤泥铁精粉的品位大于50％；
(3)将低品位的赤泥铁精粉置于转动管式炉中，在1100℃条件下保温1h，并且以2000mL/min的流速向炉中通入氢气，经冷却、破碎、干燥得到高品位的铁精粉；
(4)将步骤(3)中的赤泥铁精粉经弱磁选机进行磁选，该磁选机的磁场强度为800Gs，磁选时间为5min，此时赤泥铁精粉的品位大于65％；
(5)按照质量百分比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝50:50:10准确称量好高品位赤泥铁精粉、碳基化合物、催化剂，并将称量好的各种原料加入到搅拌机中，以250r/min的速度搅拌10min；
(6)向搅拌机中加入原料总质量5％的水，以200r/min的速度搅拌5min；将搅拌均匀的半成品原料通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球粒，粒径控制在0.5～1.25mm；进行干燥，采用自然干燥或加热干燥，且经干燥后水分不大于2％；
(7)将干燥后的球粒放入坩埚，然后置于马弗炉中，在1450℃保温30min，使赤泥中的含铁化合物还原为单质铁；
(8)待还原后的球粒冷却再进行破碎、筛分，经弱磁机磁选，该磁选机的磁场强度为1200GS，磁选时间为5min，得到高纯还原铁粉；
(9)粉磨包装，对所得还原铁粉经球磨机粉磨，再进行包装，得成品高纯还原铁粉。
上述赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的碱性固体废弃物，它的主要化学成分为:TFe：30.01～41.32％、Fe2O3：20.02～31.50％、Al2O3：21.60～30.52％、SiO2：15.29～18.36％、CaO：13.38～18.54％、Na2O：10.58～15.33％、TiO2：5.43～8.03％，平均粒度≥0.075mm。
上述赤泥铁精粉是赤泥经过弱磁选后的所得到的铁精粉，此时铁精粉的品位大于50％，它的化学成分为：TFe：50.11～65.28％、Fe2O3：88.23～93.19％、SiO2：3.01～7.28％、CaO：1.43～5.66％，平均粒度≥0.075mm。
上述碳基化合物为是由肥煤、焦煤经过筛选、晾晒、打磨加工制成的一种煤制品，其中含固定碳83％，水分0.70％，灰分5.86％，挥发分7.5％，平均粒度≥0.075mm。
上述催化剂为Na2CO3和K2CO3按照质量比1：1混合得到，催化还原反应向右进行。
实施例3:
一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其步骤为：
(1)将赤泥在135℃烘干36h后的固体残留物在球磨机中粉磨，粉磨细度大于200目；
(2)将磨细后的赤泥经过强磁选机初选得到低品位的赤泥铁精粉，该磁选机的磁场强度为10000Gs，磁选时间为4min，此时赤泥铁精粉的品位大于50％；
(3)将低品位的赤泥铁精粉置于转动管式炉中，在1050℃条件下保温2h，并且以2600mL/min的流速向炉中通入氢气，经冷却、破碎、干燥得到高品位的铁精粉；
(4)将步骤(3)中的赤泥铁精粉经弱磁选机进行磁选，该磁选机的磁场强度为1000Gs，磁选时间为4min，此时赤泥铁精粉的品位大于65％；
(5)按照质量百分比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝60:60:20准确称量好高品位赤泥铁精粉、碳基化合物、催化剂，并将称量好的各种原料加入到搅拌机中，以250r/min的速度搅拌10min；
(6)向搅拌机中加入原料总质量8％的水，以200r/min的速度搅拌8min；将搅拌均匀的半成品原料通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球粒，粒径控制在0.5～1.25mm；进行干燥，采用自然干燥或加热干燥，且经干燥后水分不大于2％；
(7)将干燥后的球粒放入坩埚，然后置于马弗炉中，在1400℃保温50min，使赤泥中的含铁化合物还原为单质铁；
(8)待还原后的球粒冷却再进行破碎、筛分，经弱磁机磁选，该磁选机的磁场强度为1400GS，磁选时间为4min，得到高纯还原铁粉；
(9)粉磨包装，对所得还原铁粉经球磨机粉磨，再进行包装，得成品高纯还原铁粉。
上述赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的碱性固体废弃物，它的主要化学成分为:TFe：30.01～41.32％、Fe2O3：20.02～31.50％、Al2O3：21.60～30.52％、SiO2：15.29～18.36％、CaO：13.38～18.54％、Na2O：10.58～15.33％、TiO2：5.43～8.03％，平均粒度≥0.075mm。
上述赤泥铁精粉是赤泥经过弱磁选后的所得到铁精粉，此时铁精粉的品位大于50％，它的化学成分为：TFe：50.11～65.28％、Fe2O3：88.23～93.19％、SiO2：3.01～7.28％、CaO：1.43～5.66％，平均粒度≥0.075mm。
上述碳基化合物为是由洗精煤经过筛选、晾晒、打磨加工制成的一种煤制品，其中含固定碳82％，水分1.01％，灰分7.84％，挥发分10.3％，平均粒度≥0.075mm。
上述催化剂为Na2CO3、KHCO3和NaHCO3按照质量比1:1:1的混合，催化还原反应向右进行。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将赤泥在95～135℃烘干36～60h后的固体残留物在球磨机中粉磨，粉磨细度大于200目；
(2)将磨细后的赤泥经过强磁选机初选得到低品位的赤泥铁精粉，该磁选机的磁场强度为6000～14000Gs，磁选时间为3～5min，此时赤泥铁精粉的品位大于50％；
(3)将低品位的赤泥铁精粉置于转动管式炉中，在1000-1100℃条件下保温1-3h，并且以2000-3000mL/min的流速向炉中通入氢气，经冷却、破碎、干燥得到高品位的铁精粉；
(4)将步骤(3)中的赤泥铁精粉经弱磁选机进行磁选，该磁选机的磁场强度为800～1200Gs，磁选时间为3～5min，此时赤泥铁精粉的品位大于65％；
(5)按照质量比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝(50～80):(50～80):(10～20)准确称量好高品位赤泥铁精粉、碳基化合物、催化剂，并将称量好的各种物料加入到搅拌机中，以150～250r/min的速度搅拌5～15min；
(6)向搅拌机中加入原料总质量5～8％的水，以150～200r/min的速度搅拌5～8min，得到半成品；将搅拌均匀的半成品原料通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球粒，粒径控制在0.5～1.25mm；对得到的球粒进行干燥，采用自然干燥或加热干燥，且经干燥后水分不大于2％；
(7)将干燥后的球粒放入坩埚，然后置于马弗炉中，在1350-1450℃保温30-70min，使赤泥中的含铁化合物还原为单质铁；
(8)待还原后的球粒冷却再进行破碎、筛分，经弱磁机磁选，该磁选机的磁场强度为1200～1600GS，磁选时间为3～5min，得到高纯还原铁粉；
(9)粉磨包装，对所得还原铁粉经球磨机粉磨，再进行包装，得成品高纯还原铁粉。
2.如权利要求1所述的一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，步骤(3)中，按照质量比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝(50～60):(50～60):(10～15)。
3.如权利要求1所述的一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，步骤(3)中，按照质量比含量赤泥铁精粉:碳基化合物:催化剂＝(70～80):(70～80):(15～20)。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，所述赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的碱性固体废弃物，它的主要化学成分为:TFe:30.01～41.32％、Fe2O3:20.02～31.50％、Al2O3:21.60～30.52％、SiO2:15.29～18.36％、CaO:13.38～18.54％、Na2O:10.58～15.33％、TiO2:5.43～8.03％，平均粒度≥0.075mm。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，所述赤泥铁精粉是赤泥经过弱磁选所得到的铁精粉，此时赤泥铁精粉的品位大于50％，它的化学成分为：TFe：50.11～65.28％、Fe2O3：88.23～93.19％、SiO2：3.01～7.28％、CaO：1.43～5.66％，平均粒度≥0.075mm。
6.如权利要求1-3任一项所述的一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，所述碳基化合物是由肥煤、洗精煤、焦煤中一种或几种组合经过筛选、晾晒、打磨加工制成的一种煤制品，其中含固定碳>80％，水分<1.48％，灰分<8.02％，挥发分<11.5％，平均粒度≥0.075mm。
7.如权利要求1-3任一项所述的一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法，其特征在于，所述催化剂为K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3中的一种或几种组合，催化还原反应向右进行。
CN202110297178.7A 2020-03-20 2021-03-19 一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法 Pending CN112934924A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010199609.1A CN111389859A (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种赤泥直接还原回收铁粉的方法
CN2020101996091 2020-03-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112934924A true CN112934924A (zh) 2021-06-11

Family

ID=71417254

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010199609.1A Pending CN111389859A (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种赤泥直接还原回收铁粉的方法
CN202110297178.7A Pending CN112934924A (zh) 2020-03-20 2021-03-19 一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010199609.1A Pending CN111389859A (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种赤泥直接还原回收铁粉的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN111389859A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113857222A (zh) * 2021-10-27 2021-12-31 太原科技大学 一种无害化处理赤泥的方法
CN114012100A (zh) * 2021-11-09 2022-02-08 宁波新睦科技有限公司 一种粉末冶金的原料粉末制备工艺
CN114700349A (zh) * 2022-04-07 2022-07-05 广西大学 生物燃料竖窑、赤泥磁化装置和赤泥磁化方法
CN115029559A (zh) * 2022-04-14 2022-09-09 青岛森江冶金新材料有限公司 一种利用赤泥生产脱氧合金的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111389859A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 安徽工业大学 一种赤泥直接还原回收铁粉的方法
CN113293251B (zh) * 2021-06-02 2022-05-27 昆明理工大学 一种微波强化钢渣粒钢高附加值回收利用方法
CN115216320B (zh) * 2022-08-17 2023-09-08 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 一种铁碳复合炉料的生产方法
CN115351053B (zh) * 2022-09-23 2023-06-06 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种氯化尾渣的处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356724A (ja) * 2001-03-30 2002-12-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 希土類磁石合金スラグの再生法及び希土類磁石合金の製造法
CN103290207A (zh) * 2013-06-14 2013-09-11 中南大学 一种赤泥综合回收利用铁和铝的方法
CN103397128A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 北京科技大学 一种赤泥深度还原提铁及二次尾渣制备胶凝材料的方法
CN103643033A (zh) * 2013-12-06 2014-03-19 北京科技大学 一种组合添加剂降低海滨钛磁铁矿直接还原铁中钛的方法
CN111068886A (zh) * 2019-12-26 2020-04-28 广西绿顺生物科技有限公司 一种赤泥生产高纯还原铁粉的方法
CN111389859A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 安徽工业大学 一种赤泥直接还原回收铁粉的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103805726B (zh) * 2012-11-06 2016-02-10 莱芜钢铁集团有限公司 一种运用转底炉珠铁工艺综合利用高铁赤泥的方法
CN103042223B (zh) * 2012-12-21 2015-09-09 宁夏众磊鑫科技实业有限公司 一种还原铁粉的生产工艺
CN108118141A (zh) * 2017-12-28 2018-06-05 云南元晟新材料科技有限公司 一种综合处理利用赤泥的化工冶金方法
CN110172538B (zh) * 2019-06-27 2021-01-29 深圳前海中能再生资源有限公司 一种赤泥高效资源化利用系统及工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356724A (ja) * 2001-03-30 2002-12-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 希土類磁石合金スラグの再生法及び希土類磁石合金の製造法
CN103290207A (zh) * 2013-06-14 2013-09-11 中南大学 一种赤泥综合回收利用铁和铝的方法
CN103397128A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 北京科技大学 一种赤泥深度还原提铁及二次尾渣制备胶凝材料的方法
CN103643033A (zh) * 2013-12-06 2014-03-19 北京科技大学 一种组合添加剂降低海滨钛磁铁矿直接还原铁中钛的方法
CN111068886A (zh) * 2019-12-26 2020-04-28 广西绿顺生物科技有限公司 一种赤泥生产高纯还原铁粉的方法
CN111389859A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 安徽工业大学 一种赤泥直接还原回收铁粉的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113857222A (zh) * 2021-10-27 2021-12-31 太原科技大学 一种无害化处理赤泥的方法
CN114012100A (zh) * 2021-11-09 2022-02-08 宁波新睦科技有限公司 一种粉末冶金的原料粉末制备工艺
CN114700349A (zh) * 2022-04-07 2022-07-05 广西大学 生物燃料竖窑、赤泥磁化装置和赤泥磁化方法
CN115029559A (zh) * 2022-04-14 2022-09-09 青岛森江冶金新材料有限公司 一种利用赤泥生产脱氧合金的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111389859A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112934924A (zh) 一种利用赤泥直接还原回收铁粉的方法
CN104911356B (zh) 一种固废瓦斯灰、含锌铁钒渣综合回收工艺
CN101418370B (zh) 一种新的综合利用钒钛铁精矿的产业化方法
CN103397128B (zh) 一种赤泥深度还原提铁及二次尾渣制备胶凝材料的方法
CN108658483B (zh) 一种钢渣还原回收铁及二次渣制备辅助性胶凝材料的方法
CN107377598B (zh) 电子废弃物资源化回收系统
CN102424875B (zh) 一种用硫酸烧渣制备海绵铁的方法
CN102534220A (zh) 废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法
CN108380360B (zh) 一种钢渣铁精粉生产工艺
CN101967571B (zh) 一种红土镍矿在隧道窑-电炉中生产镍铁的方法
CN111471817A (zh) 一种改善钢渣安定性同时回收熔融钢渣物理热的气淬方法
CN114368961B (zh) 一种铁尾矿陶瓷滤料的制备方法及其新应用
CN107082429A (zh) 一种利用钢铁厂粉尘制备碳化铁的方法
CN112442565A (zh) 一种高铁赤泥还原提铁工艺
CN113088607A (zh) 一种赤泥熔融冶炼回收铁钒钠的方法
Deng et al. Biomass waste as a clean reductant for iron recovery of iron tailings by magnetization roasting
CN111068886A (zh) 一种赤泥生产高纯还原铁粉的方法
CN113787085A (zh) 一种提取电炉除尘灰中Fe、Zn、Pb并高值化利用的方法
CN112210634B (zh) 一种利用低品位镍钼矿制备镍钼铁合金的方法及装置
CN113831032A (zh) 一种黄金尾矿渣为原料的水泥熟料生成方法
CN110564969B (zh) 一种综合回收高炉瓦斯灰中铅、锌、铁的方法
CN113399110A (zh) 一种含铁含锌固废物回收利用的方法
CN113621794A (zh) 一种瓦斯灰和煤矸石全资源化协同利用的方法
CN113604673B (zh) 一种硫酸熟化焙烧氰化尾渣提金的方法
CN114315255B (zh) 一种利用电炉除尘灰制备高纯合金及尾渣资源化利用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210611

RJ01 Rejection of invention patent application after publication