CN202201914U - 一种超细磨的高铁赤泥精细还原装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于固体废弃物再资源化利用工艺领域，特别是提供一种超细磨的高铁赤泥精细还原装置。其特征是由气源系统和还原系统两部分组成。其中气源系统包括N2气瓶(1)、H2气瓶(2)、CO2气瓶(3)、N2气体流量计(4)、H2气体流量计(5)、CO气体流量计(6)、煤气重整装置(7)以及气体混合室(8)组成；还原系统包括电阻炉(9)、控制柜(10)以及坩埚(11)。本实用新型优点：在1000℃以下的较低温度下将超细磨的高铁赤泥中铁的氧化物予以还原，在固态下获得的铁纯度很高，有利于还原后的铁元素和其他物质的分离。
Description
技术领域
本实用新型属于固体废弃物再资源化利用工艺领域，特别是提供一种超细磨的高铁赤泥精细还原装置。
背景技术
拜尔法生产氧化铝过程中产生赤泥中氧化铁含量高，具有资源再利用价值。目前铝业高铁赤泥资源化利用主要采用还原焙烧和磁选结合的方法，对赤泥中铁元素进行提取。该方法存在着铁元素回收利用效益较低，操作工艺复杂，温度高，还原时间长等缺点。高铁赤泥资源化利用水平较低，难以实现赤泥全部作为资源利用。
近年来，本课题组发现超细粒度的含铁资源(含废弃物)具有更好的反应性，尺度为2μm(102～104nm)的超细粉比80μm(-200目)的普通细粒径含铁资源的反应性高很多，这种尺度效应本课题组称之为“精细还原”现象。“精细还原”现象使得铁氧化物可在1000℃以下的温度用纯H2或CO还原，获得足够高的还原度，获得相同还原度所需温度约低200～300℃。精细还原的特点在于：还原过程是气一固反应，反应产物亦是固态，所以反应能耗大大降低，而且还原产物分散度较高、不发生烧结，P等杂质元素不会被还原进入铁熔体。
我国是氧化铝生产大国，赤泥累积堆存量达到2亿吨，其中近1亿吨为拜尔法赤泥。赤泥大量堆存，容易造成环境污染问题，存在着安全隐患。我国铁矿石资源紧缺，目前对国外依存度在50％以上，采用“精细还原技术”的对高铁赤泥进行处理，不但有利于解决赤泥带来的污染问题，同时也将有利于缓解我国资源压力。
发明内容
本实用新型目的是提供一种对超细磨的高铁赤泥进行铁元素直接还原的方法。将高铁赤泥看作铁资源，使用纯H2或CO气体对超细磨的高铁赤泥低于1000℃的非熔态温度下进行精细还原。
超细磨的高铁赤泥有着足够小的粒度(平均尺度为2μm)，在低于1000℃的非熔态温度下进行还原有着较好的气固反应动力学条件。该精细还原过程反应速率高，反应能耗低，且反应所得还原产物间没有烧结现象的发生，有利于还原后铁元素和其他元素间的分离，能够的得到较高纯度的含铁物料。
一种超细磨的高铁赤泥精细还原装置，包括气源系统和还原系统两部分，其中气源系统包括N2气瓶、H2气瓶、CO2气瓶、N2气体流量计、H2气体流量计、CO气体流量计、煤气重整装置以及气体混合室；还原系统包括电阻炉、控制柜以及坩埚。N2气瓶直接和N2气体流量计连接，H2气瓶直接和H2气体流量计连接，CO2气瓶经煤气重整装置连接CO气体流量计，N2气体流量计、H2气体流量计、CO气体流量计经气体混合室连接电阻炉，电阻炉和控制柜连接，坩埚放置在电阻炉中。通过各气体流量计可以控制还原过程的气氛条件；通过控制柜可对还原温度以及还原时间工艺参数进行控制。
本实用新型的技术难点：
还原的高效化：还原的高效化体现在铁氧化物的高还原率和高的还原速率，在合理的还原工艺参数下实现还原的高效化，即合理的还原气氛、还原温度以及还原时间工艺参数的确定。
本实用新型优点：在1000℃以下的较低温度下将超细磨的高铁赤泥中铁的氧化物予以还原，在固态下获得的铁纯度很高，有利于还原后的铁元素和其他物质的分离。
附图说明
图1为超细磨的高铁赤泥精细还原装置示意图
其中：1N2气瓶，2H2气瓶，3CO2气瓶，4N2气体流量计，5H2气体流，6CO气体流量计，7煤气重整装置，8气体混合室，9电阻炉，10控制柜，11坩埚。
图2为超细磨的高铁赤泥粒度分布情况
注：图中q为粒度分布；Q为累积分布。
图3为还原产物的粒度分布情况
注：图中q为粒度分布；Q为累积分布。
具体实施方式
使用超细磨的高铁赤泥精细还原装置进行还原处理，首先将超细磨的高铁赤泥放入坩埚中，将坩埚置于电阻炉中，通过气源系统中各气体流量计可以控制还原过程的气氛条件，通过还原系统中控制柜可以控制还原温度以及还原时间工艺参数，从而在1000℃以下的较低温度下将超细磨的高铁赤泥中铁的氧化物予以还原，在固态下获得的铁纯度很高，有利于还原后的铁元素和其他物质的分离。
Claims (1)
1.一种超细磨的高铁赤泥精细还原装置，其特征是由气源系统和还原系统两部分组成；其中气源系统包括N2气瓶(1)、H2气瓶(2)、CO2气瓶(3)、N2气体流量计(4)、H2气体流量计(5)、CO气体流量计(6)、煤气重整装置(7)以及气体混合室(8)；还原系统包括电阻炉(9)、控制柜(10)以及坩埚(11)；N2气瓶(1)直接和N2气体流量计(4)连接，H2气瓶(2)直接和H2气体流量计(5)连接，CO2气瓶(3)经煤气重整装置(7)连接CO气体流量计(6)，N2气体流量计(4)、H2气体流量计(5)、CO气体流量计(6)经气体混合室(8)连接电阻炉(9)，电阻炉(9)和控制柜(10)连接，坩埚(11)放置在电阻炉(9)中。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103866131A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-06-18 | 北京科技大学 | 一种含锌高炉除尘灰再资源化处理方法 |
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2011
- 2011-04-29 CN CN2011201316893U patent/CN202201914U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN103866131A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-06-18 | 北京科技大学 | 一种含锌高炉除尘灰再资源化处理方法 |
| CN103866131B (zh) * | 2014-03-13 | 2016-06-08 | 北京科技大学 | 一种含锌高炉除尘灰再资源化处理方法 |
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