CN115231785A - 利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置和方法，其中，利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，包括：碳化反应器、压滤机、生物燃料竖窑和磁选机；碳化反应器的出料口与压滤机的进料口相连，压滤机的出料口与生物燃料竖窑的进料口相连，生物燃料竖窑的出料口与磁选机相连。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的赤泥造成的环境污染的问题。

Description

利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置和方法

技术领域

本申请涉及赤泥回收利用的技术领域，尤其涉及一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装 置和方法。

背景技术

全球变暖是人类的行为造成地球气候变化的后果。“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元 素构成的自然资源。“碳”耗用得多，导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多。随着人类 的活动，全球变暖也在影响着人们的生活方式，带来越来越多的问题。在技术方面，碳捕获 与封存(CCS)这一新兴技术是通过将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化 碳收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中，有利于推动污染源头治理，在降碳 的同时减少污染物排放，进而与环境质量改善产生显著的协同增效作用。

生物质颗粒碳化燃料是由农作物秸秆、蔗髓、棕榈等各种生物质经过干燥、转性、混料、 成型、碳化等复杂过程连续生产出来的一种新型燃料，其与煤性质相同，是可供各种燃烧机、 生物质锅炉、熔解炉、生物质发电等的高效、可再生、环保生物质燃料，此种燃料在国际认 证为零污染燃料。

铝矿石在提炼氧化铝过程中，利用强碱性的氢氧化钠处理铝矿石会产生大量的固体废物 (赤泥)，大体上每生产1吨氧化铝的同时会产出1.0-2.0吨赤泥。赤泥具有高盐碱性(pH 10.0-12.0)、腐蚀性、浸出毒性和放射性等不良特性，目前赤泥都是以露天堆存的方式处 置，大量赤泥的堆存不仅需要特定的设备设施及昂贵的维护费用，还需要占用大量土地，赤 泥渗出液呈强碱性(pH＞12.0)，其渗透会对土壤和地下水产生污染；赤泥呈塑流态，其堆 场的垮塌也会产生严重的生态灾难，成为一直困扰着铝业发展的严重问题。赤泥自然堆放情 况下需要经过10-20年才能生长一些植物，植被恢复缓慢。

发明内容

本申请提供了一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置和方法，用于解决现有技术中的 赤泥造成的环境污染的问题。

为解决上述问题，第一方面，本申请提供了一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置， 包括：碳化反应器、压滤机、生物燃料竖窑和磁选机；碳化反应器的出料口与压滤机的进料 口相连，压滤机的出料口与生物燃料竖窑的进料口相连，生物燃料竖窑的出料口与磁选机相 连。

进一步地，生物燃料竖窑包括：窑体本体，窑体本体包括进料口、出料口和进风口，进 料口设置在窑体本体的顶部，出料口和进风口均设置在窑体本体的底部；缓降组件，缓降组 件设置在窑体本体的内部，用于进料口引入的具有生物燃料的赤泥在其内燃烧并减缓赤泥的 下降，赤泥在窑体本体内上磁。

进一步地，缓降组件包括第一缓降弧形环，第一缓降弧形环安装在窑体本体上，第一缓 降弧形环的中部具有过孔，第一缓降弧形环朝向窑体本体的顶部为下凹形。

进一步地，过窑体本体的中心轴线切割第一缓降弧形环的轮廓线的数学模型为：Y＝aX²； X为横坐标；Y为纵坐标；a为大于0.001小于0.9的预设系数。

进一步地，缓降组件还包括第二缓降弧形环，第二缓降弧形环的中轴线与窑体本体的中 轴线相重合，第二缓降弧形环的上表面为下凹的弧形，第二缓降弧形环的上弧面的中部至缓 降弧形环的上弧面的边缘的高度逐渐降低，第一缓降弧形环在沿窑体本体的中轴线的投影和 第二缓降弧形环在沿窑体本体的中轴线的投影相重合。

进一步地，第一缓降弧形环在沿窑体本体的中轴线的投影和第二缓降弧形环在沿窑体本 体的中轴线的投影相重合的面积，占第一缓降弧形环在沿窑体本体的中轴线的投影的面积的 1/5至4/5之间。

进一步地，第一缓降弧形环沿窑体本体的中轴线的高度方向布置多个，第二缓降弧形环 为与第一缓降弧形环一一对应设置地多个。

进一步地，装置还包括球磨机、过滤筛、输送机、搅拌罐、第一输送泵和第二输送泵， 球磨机的出料口与过滤筛的进料口相连，过滤筛的出料口与输送机的进料端相对应地设置， 输送机的出料端与搅拌罐的进料口相连，搅拌罐的出料口与第一输送泵的进料口相连，第一 输送泵的出料口与碳化反应器的进料口相连，碳化反应器的出料口与第二输送泵的出料口相 连。

进一步地，磁选机包括多个磁性不同的磁选机，远离竖窑的磁选机的磁性大于靠近竖窑 的磁选机的磁性。

根据本发明的另一方面，还提供了一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的方法，利用赤泥 固碳脱碱回收氧化铁的方法采用上述的赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，方法包括以下步 骤：S1、将固体赤泥利用球磨机研磨；S2、将水和步骤S1磨细赤泥按液固质量比1：3装入 搅拌机搅拌均匀；S3、在泥浆状的赤泥中加入适量的硫化钠，将赤泥中的重金属钝化；S4、 泥浆状的赤坭经过搅拌罐的出料口进入碳化反应器中；S5、脱碱后的赤泥浆进入板式压滤机 进行脱水固液分离，分别得到赤泥饼和滤水；S6、由S5制得的泥饼进入竖炉中进行烘干、 磁化焙烧，对赤泥中的的氧化铁进行附磁；S7、焙烧后的赤泥呈粉末状进入三级磁选机，分 别是弱磁磁选机、中磁磁选机、强磁磁选机，把赤泥中的磁性氧化铁分离；S8、经过S7处 理后的进入储泥池存储，向赤泥中加入有机质改良赤泥，将赤泥进行土壤有机化处理。

进一步地，在步骤S1中，磨细赤泥的细度为80μ方孔筛余不大于5％，过150μm方孔筛备用；在步骤S4中，反应过程机械搅拌500rpm，进行气液固三相碳酸脱碱反应，其中 反应体系压力为0.6Mpa且反应时间为60min；在步骤S6中磁化焙烧的温度在450℃～600℃ 之间。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请的技术方案，生物燃料在碳化反应器内碳化并与赤泥混合，再通过压滤机进入生 物燃料竖窑的煅烧、上磁，然后通过磁选机的选择，这样可以有效地实现赤泥的废物利用， 减少了赤泥对环境的污染。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的赤泥造成的环境污 染的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并 与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不 付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请的实施例的装置的工艺结构示意图；

图2示出了图1的装置的额生物燃料竖窑的结构示意图；

图3示出了图1的生物燃料竖窑的俯视示意图；

图4示出了图1的生物燃料竖窑的窑体本体的内部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、球磨机；2、过滤筛；3、输送机；4、搅拌罐；5、第一输送泵；6、碳化反应器；7、 第二输送泵；8、压滤机；9、生物燃料竖窑；90、窑体本体；91、出料口；92、进风口；93、 缓降组件；931、第一缓降弧形环；932、第二缓降弧形环；94、上料结构；95、卷扬机；96、 翻斗料车；97、钟帽结构；10、磁选机；13、储泥池；14、赤泥；15、硫化物；16、水；18、 泥饼；19、滤水；。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附 图，对本申请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申请 的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图4所示，本实施例提供了一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在 于，包括：碳化反应器6、压滤机8、生物燃料竖窑9和磁选机10。碳化反应器6的出料口与压 滤机8的进料口相连，压滤机8的出料口与生物燃料竖窑9的进料口相连，生物燃料竖窑9的出 料口与磁选机10相连。

本实施例的技术方案，生物燃料在碳化反应器内碳化并与赤泥混合，再通过压滤机进入 生物燃料竖窑的煅烧、上磁，然后通过磁选机的选择，这样可以有效地实现赤泥的废物利用， 减少了赤泥对环境的污染。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中的赤泥造成的环境污 染的问题。

如图2至图4所示，生物燃料竖窑包括：窑体本体90和缓降组件93，窑体本体90包括进料 口、出料口91和进风口92，进料口设置在窑体本体90的顶部，出料口和进风口均设置在窑体 本体90的底部。缓降组件93设置在窑体本体90的内部，用于进料口引入的具有生物燃料的赤 泥在其内燃烧并减缓赤泥的下降，赤泥在窑体本体90内上磁。

本实施例的技术方案，赤泥通过进料口进入窑体本体，在窑体本体内通过缓降组件，缓 降组件能够减缓赤泥的下降速度，这样使得赤泥在窑体本体内的时间较长，进而保证了赤泥 的预热、燃烧以及冷却的时间，使得赤泥燃烧以及上磁的效果更好，采用生物燃料燃烧还能 够大大地减少碳排放。本实施例有效地解决了现有技术中的赤泥造成的环境污染的问题。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，缓降组件93包括第一缓降弧形环931，第一缓降 弧形环931安装在窑体本体90上，第一缓降弧形环931的中部具有过孔，第一缓降弧形环931 朝向窑体本体90的顶部为下凹形。第一缓降弧形环931的上表面为下凹的弧形，这样大大地 降低了赤泥的下降速度，下凹的弧形较之倾斜向下的平面在下落的时候速度缓冲更好。需要 说明的是，第一缓降弧形环931可以为封闭的弧形环，也可以为间隔的多个第一分缓降弧形 环组成。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，过窑体本体90的中心轴线切割第一缓降弧形环 931的轮廓线的数学模型为：Y＝aX2，X为横坐标，Y为纵坐标，A为大于0.001小于0.9的预设 系数，预设系数与赤泥的颗粒，赤泥混合物的成分有关。上述结构保证了第一缓降弧形环931 的上表面的弧形满足要求，第一缓降弧形环931的上表面太陡会导致赤泥的下降速度较快， 预热、燃烧和上磁等不充分，第一缓降弧形环931的上表面太平缓会导致赤泥在下降的过程 中容易积聚。

在本实施例的技术方案中(图中未示出)，第一缓降弧形环931的上弧形面具有多个凸 起。多个凸起的设置一方面使得赤泥的表面积容易增大，另一方面还能进一步减缓赤泥的下 降速度，并且不容易形成赤泥在第一缓降弧形环931的上表面形成积聚。需要说明的是，多 个凸起也是弧形面的凸起，这样使得赤泥不会卡死在第一缓降弧形环931上造成赤泥的积聚。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，缓降组件93还包括第二缓降弧形环932，第二缓 降弧形环932的中轴线与窑体本体90的中轴线相重合，第二缓降弧形环932的上表面为下凹的 弧形，第二缓降弧形环932的上弧面的中部至缓降弧形环的上弧面的边缘的高度逐渐降低， 第一缓降弧形环931在沿窑体本体90的中轴线的投影和第二缓降弧形环932在沿窑体本体90 的中轴线的投影相重合。上述结构不但延长了赤泥在窑体本体90内的移动轨迹，而且延长了 赤泥在窑体本体90内的停留时间，这对预热、燃烧和上磁效果有很大的提高。赤泥在第一缓 降弧形环931上移动，然后在重力的作用下降落到第二缓降弧形环932上。需要说明的是，赤 泥在到达第一缓降弧形环931上的时候，还要通过窑体本体90内的赤泥均布器，这样使得赤 泥更加均匀的进入第一缓降弧形环931。第一缓降弧形环931在沿窑体本体90的中轴线的投影 和第二缓降弧形环932在沿窑体本体90的中轴线的投影相重合，这样不会出现赤泥直接从第 一缓降弧形环931上掉落至窑体本体90的底部的情况发生。另外，通过进风口的风速和风压 也能够对赤泥的降落速度进行部分的调节。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，第一缓降弧形环931在沿窑体本体90的中轴线的 投影和第二缓降弧形环932在沿窑体本体90的中轴线的投影相重合的面积，占第一缓降弧形 环931在沿窑体本体90的中轴线的投影的面积的1/5至4/5之间。上述结构使得赤泥在窑体本 体90内的时间和速度能够达到更优值。需要说明的是，第一缓降弧形环931和与之对应的第 二缓降弧形环932之间的垂直距离可以调整，第一缓降弧形环931和窑体本体90通过紧固件相 连，第二缓降弧形环932通过紧固件连接在设置在窑体本体90的中心柱上。第一缓降弧形环 931和第二缓降弧形环932之间的重叠面积也是可以调整的。第二缓降弧形环932的上弧面具 有凸起，过窑体本体90的中轴线的横截面切割的第二缓降弧形环932的上表面的数学模型为 双曲线。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，第一缓降弧形环931沿窑体本体90的中轴线的高 度方向布置多个，第二缓降弧形环932为与第一缓降弧形环931一一对应设置地多个。上述结 构进一步延长了赤泥在窑体本体90内的移动轨迹，延长了赤泥在窑体本体90内的停留时间。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，生物燃料竖窑还包括上料结构94、卷扬机95和 翻斗料车96，翻斗料车96可移动地设置在上料结构94上，上料结构94的第一端位于地面上料 结构94的第二端位于窑体本体90的顶端，卷扬机95与翻斗料车96相连以驱动翻斗料车96在上 料结构94上移动。上述结构使得赤泥的上料容易实现自动化。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，生物燃料竖窑还包括钟帽结构97，钟帽结构97 设置在窑体本体90的进料口处，以对赤泥进行筛选。钟帽结构97的设置可以实现对赤泥的很 好筛选作用。

综合上述可知，一种用于赤泥附磁用的生物质燃料竖窑，所述的竖窑使用生物质颗粒碳 化燃料作为能源。该生物质燃料竖窑，包括竖窑本体，竖窑本体包括窑体钢结构和窑衬，竖 窑本体顶部设有排气筒及启闭装置、钟帽升降机构(钟帽结构97)、窑顶装置；竖窑本体底 部设有窑底装置、星形出灰机(出料口91)、进风管(进风口92)；竖窑本体侧方设置上料 系统(上料结构94)，由钢制滑轨和卷扬机构成。

竖窑本体由窑体钢结构和窑衬构成，窑顶装置上设有排气筒及启闭装置。钟帽升降机构 由上下重叠的两个受料斗及两道升降式料钟组成。控制物料的布料、加入及阻止大块物料进 入窑炉。

窑筒内从上到下依次为预热带(大约在筒上部1/3段)、煅烧带(筒中间1/3段)和冷却区 (筒下部1/3段)。赤泥原料在预热带加热，在煅烧带内煅烧，下部为冷却区，附磁产品下沉 到冷却区内。煅烧筒内部设置多组弧形圆台和倒弧形圆台，可以使赤泥下落速度减缓，从而 保证赤泥能过被充分煅烧。

竖窑的热源由生物质颗粒碳化燃料提供，生物质颗粒碳化燃料和赤泥原料混合后从窑筒 上方的进料口一同进入竖窑。

在窑顶上方设置进料口，进料口设置钟帽升降装置控制赤泥原料加料量，高温雷达料位 计用于检测物料的位置。窑体本体90内还设有高温雷达料位计，测量赤泥物料在窑体本体90 内的位置。高温雷达料位计设置于预热带位置，可以有效监控物料高度。

窑体本体内还设有高温压力传感器，高温压力传感器安装在排烟筒的内壁，用于测量窑 内压力。

窑筒(窑体本体90)内还设有90个高温温度传感器，监测预热带、煅烧带、冷却区的温 度。其中，预热带、煅烧带和冷却区每个部分分别均布3个高温温度传感器，这3个温度传感 器安装位置为环绕窑内，夹角为120°；1个温度传感器置于排烟洞。

窑体本体90的一侧设有上料结构30，由卷扬机、翻斗料车和钢制滑轨构成，用于运送赤 泥原料和生物质颗粒碳化燃料的混合物。

竖窑的下方设置星形出灰机，排出附磁赤泥。竖窑的下方设置进风管，窑底送风。

赤泥，先用破碎机加工成30～90mm块，在竖窑上进行煅烧，竖窑的特点是不会使得赤泥 过烧或欠烧，用的燃烧是生物质颗粒碳化燃料。煅烧产品过筛，煅烧产生的二氧化碳经过炉 顶设置的除尘器除尘，纯净的二氧化碳储存在储气柜中，进一步提纯压缩，供工业驱动采油、 生物气肥、作制冷剂、化工原料等使用。

具体的赤泥煅烧附磁方法，采用上述的用于赤泥煅烧附磁用竖窑，包括以下步骤：

S1、首先将矿选出来的干赤泥用破碎机进行破碎并进行筛分，块度30～90mm的赤泥用铲 车运入地下受料仓，经电磁振动给料机、大倾角皮带机运至窑前贮料仓上单层振动筛进行筛 分，将赤泥中的碎料筛除，筛下小于30mm的碎料进入碎料仓外运。

S2、合格的赤泥原料和生物质颗粒碳化燃料进行混合，混入生物质颗粒碳化燃料的赤泥 放入提升机料斗，卷扬机将赤泥提升到加料仓，再由窑顶的钟帽升降装置控制加料仓的进料。

S3、赤泥原料经竖窑的预热、煅烧和冷却三个阶段后，由设在窑下的星形出灰机卸入窑 底料仓进入下个工序。

生物质燃料窑炉内，气流是从下到上流动，与矿料下降相反。赤泥原料首先到达窑筒的 预热阶段，温度在300～400℃，在这个阶段赤泥原料吸收窑筒内辐射的热量。预热后的赤泥 原料进一步下降到窑筒的煅烧阶段，在这个阶段温度达到600～700℃。煅烧的附磁赤泥继续 下降到冷却阶段，温度达到120～150℃，从窑底料仓下由振动给料机送到大倾角皮带机上， 将附磁赤泥运至干磨车间进行多级磁选，提取磁性氧化铁。煅烧放出大量二氧化碳气体，这 些气体通过到达排气筒时温度下降到低于300℃，排出到除尘器，进一步净化后进入二氧化 碳储气柜。

本实施例所提供的一种用于赤泥附磁用的生物质燃料竖窑，通过使用生物质颗粒碳化燃 料和控制进料和气流逆上。该设备热量得到充分利用、煅烧附磁均匀，占地合理、空间利用 率高、产量大、投资成本低，适合大规模工业生产应用。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，装置还包括球磨机1、过滤筛2、输送机3、搅拌 罐4、第一输送泵5和第二输送泵7，球磨机1的出料口与过滤筛2的进料口相连，过滤筛2的出 料口与输送机3的进料端相对应地设置，输送机3的出料端与搅拌罐4的进料口相连，搅拌罐4 的出料口与第一输送泵5的进料口相连，第一输送泵5的出料口与碳化反应器6的进料口相连， 碳化反应器6的出料口与第二输送泵7的出料口相连。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，磁选机10包括多个磁性不同的磁选机，远离竖 窑的磁选机的磁性大于靠近竖窑的磁选机的磁性。

根据本申请的另一方面，还提供了利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的方法，利用赤泥固碳 脱碱回收氧化铁的方法采用上述的赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，方法包括以下步骤：S1、 将固体赤泥利用球磨机研磨；S2、将水和步骤S1磨细赤泥按液固质量比1：3装入搅拌机搅 拌均匀；S3、在泥浆状的赤泥中加入适量的硫化钠，将赤泥中的重金属钝化；S4、泥浆状 的赤坭经过搅拌罐的出料口进入碳化反应器中；S5、脱碱后的赤泥浆进入板式压滤机进行脱 水固液分离，分别得到赤泥饼和滤水；S6、由S5制得的泥饼进入竖炉中进行烘干、磁化焙 烧，对赤泥中的的氧化铁进行附磁；S7、焙烧后的赤泥呈粉末状进入三级磁选机，分别是弱 磁磁选机、中磁磁选机和强磁磁选机，把赤泥中的磁性氧化铁分离；S8、经过S7处理后的 进入储泥池存储，向赤泥中加入有机质改良赤泥，将赤泥进行土壤有机化处理。

在本实施例的技术方案中，在所述步骤S1中，磨细赤泥的细度为80μ方孔筛余不大于5％， 过150μm方孔筛备用；在所述步骤S4中，反应过程机械搅拌500rpm，进行气液固三相碳酸 脱碱反应，其中反应体系压力为0.6Mpa且反应时间为60min；在所述步骤S6中磁化焙烧的温 度在450℃～600℃之间。

综合上述可知，实现操作方便，机械化程度高，处理量大，高效快速，能有效降解和无害化处理赤泥的高碱性，适合工业化生产；同时，经过以上工艺处理后，也能完成对二 氧化碳的吸收固定。脱碱后的赤泥在完成脱铁后可以进行改良回填。

本申请公开了一种赤泥固碳脱碱、回收氧化铁系统及工艺，本发明是这样实现的一种 利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的方法，包括球磨机1，过滤筛2，输送机3，赤泥搅拌罐4， 管道泵5、7，碳化反应器6，板式过滤器8，竖炉9，磁选机，储泥池13。

所述的球磨机1出口与过滤筛2入口连接，所述过滤筛2出口与输送器3进口连接，所述输送机3末端与赤泥搅拌罐4入口连接，所述赤泥搅拌罐4出口与管道泵5入口连接， 所述管道泵5出口与碳化反应器6入口连接，所述碳化反应器6出口通过管道泵7与板式 压滤机8入口连接，所述竖炉9出口与磁选机10入口连接，所述弱磁磁选机的出口与中 磁磁选机的入口连接，所述中磁磁选机的出口与强磁磁选机的入口连接，所述强磁磁选机 的出口与储泥池13入口相连；此处的弱磁磁选机、中磁磁选机和强磁磁选机是三者的比 较而得出的，即弱磁磁选机的磁性小于中磁磁选机的磁性，中磁磁选机的磁性小于强磁磁 选机的磁性，这样更有利于对磁性氧化铁的选择，便于下一步的工序。

所述球磨机1的用于破碎研磨干赤泥块成粉体；

所述过滤筛2，配备振动器，用于筛分粒径80μm～150μm的赤泥颗粒；

所述输送器3用于输送颗粒状的赤泥至赤泥搅拌罐4；所述赤泥搅拌罐4设置赤泥入 口，硫化物入口和水入口，所述赤泥浆料搅拌罐罐体内部涂有耐碱涂层；罐体中部设有搅 拌器；

所述管道泵5用于输送泥浆状赤泥至碳化反应器6中；

所述碳化反应器6的底部布置导气管，所述导气管用于向碳化反应器6中提供反应所 需的二氧化碳气体，所述碳化反应器6内部设置搅拌轴；

所述板式压滤机8用于将反应后的浆状赤泥进行压滤固液分离；

所述竖炉9用于赤泥的焙烧附磁，竖炉焙烧温度为450～600℃；

所述磁选机10用于脱出赤泥的磁性氧化铁；

所述储泥池13用于将存储的赤泥进行有机质改良，使其土壤有机化后进行复垦还田。

一种赤泥固碳脱碱、回收氧化铁的工艺，包括如下步骤：

S1、将固体赤泥14利用球磨机1研磨，磨细赤泥的细度为80μm～150μm方孔筛余不大于5％，过150μm～300μm方孔筛备用；

S2、将水16和步骤S1磨细赤泥按质量体积比2.5～3.5装入赤泥搅拌罐4搅拌均匀。

S3、在泥浆状的赤泥中加入适量的硫化物15，将赤泥中的重金属钝化。

S4、然后泥浆状的赤坭经过赤泥搅拌罐4的出口进入碳化反应器6中，反应过程机械 搅拌300～500rpm，进行气液固三相碳酸脱碱反应，其中反应体系压力为0.1～0.6MPa；反 应时间30～60min。

S5、脱碱后的赤泥浆进入板式压滤机8进行脱水固液分离，分别得到赤泥饼18和滤水19。

S6、由S5制得的泥饼18进入竖炉9(回转炉或沸腾炉)中进行烘干、磁化焙烧 (450～600℃)，对赤泥中的的氧化铁进行附磁。

S7、焙烧后的赤泥呈粉末状进入三级磁选机，分别是弱磁磁选机、中磁磁选机、强磁 磁选机，把赤泥中的磁性氧化铁分离。

S8、经过S7处理后的进入储泥池13存储，向赤泥中加入有机质对赤泥进行土壤有机化 处理，处理后的赤泥可复垦。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个 实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些 要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设 备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排 除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这 些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可 以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限 制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范 围。

Claims (11)

1.一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，包括：碳化反应器(6)、压滤机(8)、生物燃料竖窑(9)和磁选机(10)；

所述碳化反应器(6)的出料口与所述压滤机(8)的进料口相连，所述压滤机(8)的出料口与所述生物燃料竖窑(9)的进料口相连，所述生物燃料竖窑(9)的出料口与所述磁选机(10)相连。

2.根据权利要求1所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述生物燃料竖窑(9)包括：

窑体本体(90)，所述窑体本体(90)包括进料口、出料口(91)和进风口(92)，所述进料口设置在所述窑体本体(90)的顶部，所述出料口和所述进风口均设置在所述窑体本体(90)的底部；

缓降组件(93)，所述缓降组件(93)设置在所述窑体本体(90)的内部，用于所述进料口引入的具有生物燃料的所述赤泥在其内燃烧并减缓所述赤泥的下降，所述赤泥在所述窑体本体(90)内上磁。

3.根据权利要求2所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述缓降组件(93)包括第一缓降弧形环(931)，所述第一缓降弧形环(931)安装在所述窑体本体(90)上，所述第一缓降弧形环(931)的中部具有过孔，所述第一缓降弧形环(931)朝向所述窑体本体(90)的顶部为下凹形。

4.根据权利要求3所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，过所述窑体本体(90)的中心轴线切割所述第一缓降弧形环(931)的轮廓线的数学模型为：

Y＝aX²；

X为横坐标；

Y为纵坐标；

a为大于0.001小于0.9的预设系数。

5.根据权利要求4所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述缓降组件(93)还包括第二缓降弧形环(932)，所述第二缓降弧形环(932)的中轴线与所述窑体本体(90)的中轴线相重合，所述第二缓降弧形环(932)的上表面为下凹的弧形，所述第二缓降弧形环(932)的上弧面的中部至所述缓降弧形环的上弧面的边缘的高度逐渐降低，所述第一缓降弧形环(931)在沿所述窑体本体(90)的中轴线的投影和所述第二缓降弧形环(932)在沿所述窑体本体(90)的中轴线的投影相重合。

6.根据权利要求5所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述第一缓降弧形环(931)在沿所述窑体本体(90)的中轴线的投影和所述第二缓降弧形环(932)在沿所述窑体本体(90)的中轴线的投影相重合的面积，占所述第一缓降弧形环(931)在沿所述窑体本体(90)的中轴线的投影的面积的1/5至4/5之间。

7.根据权利要求5所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述第一缓降弧形环(931)沿所述窑体本体(90)的中轴线的高度方向布置多个，所述第二缓降弧形环(932)为与所述第一缓降弧形环(931)一一对应设置地多个。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述装置还包括球磨机(1)、过滤筛(2)、输送机(3)、搅拌罐(4)、第一输送泵(5)和第二输送泵(7)，所述球磨机(1)的出料口与所述过滤筛(2)的进料口相连，所述过滤筛(2)的出料口与所述输送机(3)的进料端相对应地设置，所述输送机(3)的出料端与所述搅拌罐(4)的进料口相连，所述搅拌罐(4)的出料口与所述第一输送泵(5)的进料口相连，所述第一输送泵(5)的出料口与所述碳化反应器(6)的进料口相连，所述碳化反应器(6)的出料口与所述第二输送泵(7)的出料口相连。

9.根据权利要求8所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，其特征在于，所述磁选机(10)包括多个磁性不同的磁选机，远离所述竖窑的磁选机的磁性大于靠近所述竖窑的磁选机的磁性。

10.一种利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的方法，其特征在于，所述利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的方法采用权利要求1至9中任一项所述的赤泥固碳脱碱回收氧化铁的装置，所述方法包括以下步骤：

S1、将固体赤泥利用球磨机研磨；

S2、将水和步骤S1磨细赤泥按液固质量比1：3装入搅拌机搅拌均匀；

S3、在泥浆状的赤泥中加入适量的硫化钠，将赤泥中的重金属钝化；

S4、泥浆状的赤坭经过搅拌罐的出料口进入碳化反应器中；

S5、脱碱后的赤泥浆进入板式压滤机进行脱水固液分离，分别得到赤泥饼和滤水；

S6、由S5制得的泥饼进入竖炉中进行烘干、磁化焙烧，对赤泥中的的氧化铁进行附磁；

S7、焙烧后的赤泥呈粉末状进入三级磁选机，分别是弱磁磁选机、中磁磁选机和强磁磁选机，把赤泥中的磁性氧化铁分离；

S8、经过S7处理后的进入储泥池存储，向赤泥中加入有机质改良赤泥，将赤泥进行土壤有机化处理。

11.根据权利要求10所述的利用赤泥固碳脱碱回收氧化铁的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，磨细赤泥的细度为80μ方孔筛余不大于5％，过150μm方孔筛备用；在所述步骤S4中，反应过程机械搅拌500rpm，进行气液固三相碳酸脱碱反应，其中反应体系压力为0.6Mpa且反应时间为60min；在所述步骤S6中磁化焙烧的温度在450℃～600℃之间。

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