EA044807B1 - SYSTEM FOR PROCESSING RED MUKE AND METHOD FOR PROCESSING RED MUKE - Google Patents
SYSTEM FOR PROCESSING RED MUKE AND METHOD FOR PROCESSING RED MUKE Download PDFInfo
- Publication number
- EA044807B1 EA044807B1 EA202290483 EA044807B1 EA 044807 B1 EA044807 B1 EA 044807B1 EA 202290483 EA202290483 EA 202290483 EA 044807 B1 EA044807 B1 EA 044807B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- red mud
- iron
- heating
- components
- heating section
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 158
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 128
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 60
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 39
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 33
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 32
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 24
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 21
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 21
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 claims description 18
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 16
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 13
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims description 13
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 6
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 claims 2
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 1
- 238000009845 electric arc furnace steelmaking Methods 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 51
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 241001584775 Tunga penetrans Species 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001691 hercynite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021519 iron(III) oxide-hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- -1 plasma Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Description
ВведениеIntroduction
Красный шлам (КШ) представляет собой промышленные отходы, образующиеся в алюминиевой промышленности в результате процесса Байера по переработке бокситов, используемого для производства алюминия. Алюминиевая промышленность производит примерно от 1,5 до 2,0 тонн КШ на каждую тонну глинозема. КШ образуется в качестве токсичного побочного продукта, который считается технологически бесполезным и хранится в прудах-отстойниках и токсичных отвалах по всему миру. В мире накоплено более трех миллиардов тонн токсичного КШ, и это количество каждый день увеличивается.Red mud (RM) is an industrial waste generated in the aluminum industry from the Bayer bauxite process used to produce aluminum. The aluminum industry produces approximately 1.5 to 2.0 tons of aluminum ash for every ton of alumina. CA is produced as a toxic by-product that is considered technologically useless and is stored in sedimentation ponds and toxic dumps around the world. More than three billion tons of toxic carbon dioxide have been accumulated in the world, and this amount is increasing every day.
КШ имеет высокую щелочность из-за содержания гидроксида натрия, что делает его очень коррозионно-активным, и содержит тяжелые металлы, которые являются токсичными для окружающей среды. Типично, КШ включает в себя Na2O, Al2O3, Fe2O3, SiO2, TiO2 и другие материалы в разных количествах. Например, химический анализ КШ, находящегося во Франции, показал, что КШ включал 14% Al2O3, 11,5% TiO2, 50% Fe2O3, 6% SiO2, 5,5% CaO и 3,5% Na2O. Другой химический анализ КШ, находящегося в Китае, показал, что КШ включал около 6,4-7,5% SiO2, 9,8-15% Al2O3, 23,4-40,2% Fe2O3, 3,9-37% CaSO4, 4,3-9,2% TiO2, 0,4-1,4% TiO2, 0,4-1,4% Na2O, 0,01-0,03% MgO и 13,5-28% потерь при прокаливании (ППП), представляющих собой влагу и летучие материалы. В сухом состоянии КШ обычно содержит 4555% оксидов железа, 10-25% оксида алюминия и приблизительно 10% оксида титана. Как видно из этих химических анализов, металлы алюминий, железо и, в некоторой степени, титан присутствуют в КШ в относительно больших количествах. Таким образом, КШ содержит в себе ценные металлические компоненты, включая алюминий, железо и титан. Однако из-за высокой щелочности и токсичности КШ извлечение этих металлов затруднено и требует добавления других токсичных материалов для химической обработки КШ, чтобы удалить один или более из этих металлов.KSh has high alkalinity due to its sodium hydroxide content, which makes it highly corrosive, and contains heavy metals that are toxic to the environment. Typically, KS includes Na 2 O, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 and other materials in varying quantities. For example, chemical analysis of KS located in France showed that KS included 14% Al 2 O 3 , 11.5% TiO 2 , 50% Fe 2 O 3 , 6% SiO 2 , 5.5% CaO and 3.5 % Na 2 O. Another chemical analysis of KS located in China showed that KS included about 6.4-7.5% SiO 2 , 9.8-15% Al 2 O 3 , 23.4-40.2% Fe 2 O 3 , 3.9-37% CaSO 4 , 4.3-9.2% TiO 2 , 0.4-1.4% TiO 2 , 0.4-1.4% Na 2 O, 0. 01-0.03% MgO and 13.5-28% loss on ignition (LOI) representing moisture and volatile materials. In the dry state, KS typically contains 4555% iron oxides, 10-25% aluminum oxide and approximately 10% titanium oxide. As can be seen from these chemical analyses, the metals aluminum, iron and, to some extent, titanium are present in relatively large quantities in KS. Thus, KS contains valuable metal components, including aluminum, iron and titanium. However, due to the high alkalinity and toxicity of KS, recovery of these metals is difficult and requires the addition of other toxic materials to chemically treat KS to remove one or more of these metals.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Настоящее изобретение предлагает способ обработки КШ, который не требует добавления химических веществ к КШ для извлечения и выделения алюминия, железа и титана из КШ. Настоящее изобретение обеспечивает высокий процент извлечения этих металлов, например, извлечение свыше 90%, за счет использования физического извлечения и без химической обработки КШ добавлением других химических веществ для проведения реакции с компонентами КШ. Способ по настоящему изобретению несложен и приспособлен для обработки больших количеств КШ с получением безвредных для окружающей среды компонентов, что делает КШ безопасным материалом.The present invention provides a method for processing red mud that does not require the addition of chemicals to the red mud to extract and separate aluminum, iron and titanium from the black mud. The present invention provides high percentage recovery of these metals, for example, recovery in excess of 90%, through the use of physical extraction and without chemically treating the red mud by adding other chemicals to react with the components of the black mud. The method of the present invention is simple and suitable for processing large quantities of red mud to obtain environmentally friendly components, which makes black mud a safe material.
Настоящее изобретение направлено на систему для обработки красного шлама, содержащую первую секцию нагрева, управляемую для нагрева красного шлама до первой температуры, вторую секцию нагрева, управляемую для нагрева красного шлама до второй температуры, более низкой, чем первая температура, дробилку, выполненную с возможностью измельчения красного шлама до заданного размера частиц, и один или более сепараторов для физического извлечения по меньшей мере железных компонентов и алюминиевых компонентов из красного шлама. В некоторых вариантах осуществления первая температура составляет по меньшей мере 1200°C, и может составлять между 1400 и 2000°C, а вторая температура составляет между 600 и 1500°C. В некоторых вариантах осуществления система включает в себя контроллер, запрограммированный управлять первой секцией нагрева для нагрева красного шлама до первой температуры и/или второй секцией нагрева для нагрева красного шлама до второй температуры.The present invention is directed to a system for treating red mud, comprising a first heating section controlled to heat the red mud to a first temperature, a second heating section controlled to heat the red mud to a second temperature lower than the first temperature, a crusher configured to crush red mud to a predetermined particle size; and one or more separators for physically removing at least the iron components and aluminum components from the red mud. In some embodiments, the first temperature is at least 1200°C, and may be between 1400 and 2000°C, and the second temperature is between 600 and 1500°C. In some embodiments, the system includes a controller programmed to control a first heating section to heat the red mud to a first temperature and/or a second heating section to heat the red mud to a second temperature.
В некоторых вариантах осуществления первая секция нагрева включает в себя шнековый конвейер, выполненный с возможностью транспортировки красного шлама вдоль первой секции нагрева, и одну или более горелок, выполненных с возможностью создания пламени в первой секции нагрева. Вторая секция нагрева может включать в себя трубчатую печь, имеющую множество ребер вдоль ее внутренней поверхности. В этих вариантах осуществления трубчатая печь включает в себя впускной участок, имеющий множество ребер с первым расположением на его внутренней поверхности, и выпускной участок, имеющий множество ребер со вторым расположением на его внутренней поверхности, отличающимся от первого расположения. Например, впускной участок включает в себя множество ребер, расположенных без перекрывания друг с другом, а выпускной участок включает в себя множество ребер, каждое из которых перекрывается с другим ребром, соседним с ним.In some embodiments, the first heating section includes a screw conveyor configured to transport red mud along the first heating section, and one or more burners configured to create a flame in the first heating section. The second heating section may include a tubular furnace having a plurality of fins along its inner surface. In these embodiments, the tube furnace includes an inlet portion having a plurality of fins with a first arrangement on its inner surface, and an outlet portion having a plurality of fins with a second arrangement on its inner surface different from the first arrangement. For example, the inlet portion includes a plurality of fins arranged without overlapping each other, and the outlet portion includes a plurality of fins, each of which overlaps another fin adjacent to it.
В некоторых вариантах осуществления дробилка содержит шаровую мельницу и дополнительно включает в себя секцию охлаждения для охлаждения красного шлама. Упомянутые один или более сепараторов включают магнитный сепаратор, выполненный с возможностью извлечения железа и оксидов железа из красного шлама. В некоторых вариантах осуществления магнитный сепаратор дополнительно выполнен с возможностью извлечения оксида титана из красного шлама после извлечения железа и оксидов железа. Упомянутые один или более сепараторов могут включать циклонный сепаратор для отделения по меньшей мере алюминия от красного шлама с использованием гравитационной сепарации. Упомянутые один или более сепараторов выполнены с возможностью отделения железных и алюминиевых компонентов от красного шлама без добавления химических веществ к красному шламу.In some embodiments, the crusher includes a ball mill and further includes a cooling section for cooling the red mud. Said one or more separators include a magnetic separator configured to recover iron and iron oxides from the red mud. In some embodiments, the magnetic separator is further configured to recover titanium oxide from the red mud after the iron and iron oxides have been recovered. Said one or more separators may include a cyclone separator for separating at least aluminum from the red mud using gravity separation. Said one or more separators are configured to separate iron and aluminum components from the red mud without adding chemicals to the red mud.
В некоторых вариантах осуществления система включает в себя корпус, в котором по меньшей мере частично заключены первая секция нагрева, вторая секция нагрева, дробилка и по меньшей мере один из упомянутых одного или более сепараторов. Корпус может быть выполнен в виде вращающейся труб- 1 044807 чатой печи, которая включает в себя множество областей, охватывающих первую секцию нагрева, вторую секцию нагрева, дробилку и по меньшей мере один или более сепараторов.In some embodiments, the system includes a housing that at least partially encloses a first heating section, a second heating section, a crusher, and at least one of the one or more separators. The housing may be configured as a rotary tube furnace that includes a plurality of areas comprising a first heating section, a second heating section, a crusher, and at least one or more separators.
Изобретение также направлено на систему для обработки красного шлама, содержащую секцию нагрева, управляемую для нагрева красного шлама до по меньшей мере 1400°C, дробилку, выполненную с возможностью измельчения красного шлама до заданного размера частиц, и один или более сепараторов для физического извлечения по меньшей мере железных и алюминиевых компонентов из красного шлама. В некоторых вариантах осуществления секция нагрева включает в себя горелку, управляемую для нагрева красного шлама до 1400-2000°C. Горелка в секции нагрева может представлять собой газогенераторную горелку, горелку прямого розжига, высокотемпературную горелку и/или циклонную горелку. Секция нагрева также включает в себя шнековый конвейер для транспортировки красного шлама вдоль по меньшей мере части секции нагрева. Упомянутые один или более сепараторов включают магнитный сепаратор для извлечения по меньшей мере железа и оксидов железа из красного шлама и циклонный сепаратор для извлечения по меньшей мере алюминия из красного шлама с использованием гравитационной сепарации. В некоторых вариантах осуществления упомянутые один или более сепараторов выполнены с возможностью физического отделения по меньшей мере железа и алюминия от красного шлама без добавления химических веществ к красному шламу.The invention is also directed to a system for treating red mud, comprising a heating section controlled to heat the red mud to at least 1400° C., a crusher configured to crush the red mud to a predetermined particle size, and one or more separators for physically recovering at least least iron and aluminum components from red mud. In some embodiments, the heating section includes a burner controlled to heat the red mud to 1400-2000°C. The burner in the heating section may be a gas generator burner, a direct ignition burner, a high temperature burner and/or a cyclone burner. The heating section also includes a screw conveyor for transporting the red mud along at least a portion of the heating section. The one or more separators include a magnetic separator for recovering at least iron and iron oxides from the red mud and a cyclone separator for recovering at least aluminum from the red mud using gravity separation. In some embodiments, the one or more separators are configured to physically separate at least iron and aluminum from the red mud without adding chemicals to the red mud.
В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит корпус, в котором по меньшей мере частично заключены секция нагрева, дробилка и по меньшей мере один из упомянутых одного или более сепараторов. Корпус может быть выполнен в виде вращающейся трубчатой печи, которая включает в себя множество областей, охватывающих секцию нагрева, дробилку и по меньшей мере один или более сепараторов.In some embodiments, the system further comprises a housing that at least partially encloses a heating section, a crusher, and at least one of said one or more separators. The housing may be configured as a rotary tube furnace that includes a plurality of areas encompassing a heating section, a crusher, and at least one or more separators.
Настоящее изобретение также направлено на способ обработки красного шлама. В некоторых вариантах осуществления способ включает очистку красного шлама при температуре по меньшей мере 1400°C для удаления гидроксида натрия из красного шлама, измельчение красного шлама до заданного размера частиц и физическое извлечение по меньшей мере железных компонентов и алюминиевых компонентов из красного шлама. В некоторых вариантах осуществления способ включает нагрев красного шлама для удаления гидроксида натрия из красного шлама, измельчение красного шлама до заданного размера частиц и физическое извлечение по меньшей мере железных компонентов и алюминиевых компонентов из красного шлама, при этом всю указанную обработку выполняют без добавления химических веществ к красному шламу.The present invention is also directed to a method for treating red mud. In some embodiments, the method includes treating the red mud at a temperature of at least 1400°C to remove sodium hydroxide from the red mud, grinding the red mud to a desired particle size, and physically removing at least the iron components and aluminum components from the red mud. In some embodiments, the method includes heating the red mud to remove sodium hydroxide from the red mud, grinding the red mud to a predetermined particle size, and physically removing at least the iron components and aluminum components from the red mud, all of which processing is performed without adding chemicals to the red mud. red mud.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Фиг. 1 иллюстрирует схематическую конфигурацию системы для обработки КШ в соответствии с настоящим изобретением;Fig. 1 illustrates a schematic configuration of a system for processing CN in accordance with the present invention;
фиг. 2 иллюстрирует процесс обработки КШ в соответствии с настоящим изобретением;fig. 2 illustrates the process of processing CS in accordance with the present invention;
фиг. 3A иллюстрирует другую схематическую конфигурацию системы для обработки КШ в соответствии с настоящим изобретением;fig. 3A illustrates another schematic configuration of a system for processing CN in accordance with the present invention;
фиг. 3B иллюстрирует примерное расположение множественных корпусов системы по фиг. 3A;fig. 3B illustrates an exemplary arrangement of multiple housings of the system of FIG. 3A;
фиг. 4A и 4B показывают фотографии горелки, используемой в системах по фиг. 1 и 3;fig. 4A and 4B show photographs of the burner used in the systems of FIGS. 1 and 3;
фиг. 5A-5D показывают фотографии устройства очистки, используемого в системах по фиг. 1 и 3;fig. 5A-5D show photographs of a cleaning device used in the systems of FIGS. 1 and 3;
фиг. 5E показывает фотографию устройства очистки по фиг. 5A-5C, используемого с нагревательной трубой по фиг. 1 и 3;fig. 5E shows a photograph of the cleaning device of FIG. 5A-5C used with the heating pipe of FIG. 1 and 3;
фиг. 6A-6C показывают фотографии нагревательной трубы, используемой в системах по фиг. 1 и 3; и фиг. 7 показывает примерный магнитный сепаратор, используемый в системах по фиг. 1 и 3.fig. 6A-6C show photographs of the heating pipe used in the systems of FIGS. 1 and 3; and figs. 7 shows an exemplary magnetic separator used in the systems of FIGS. 1 and 3.
Подробное описаниеDetailed description
В настоящем изобретении обработка КШ включает процесс нагрева, в котором осуществляют нагрев КШ до очень высоких температур, например, выше 1200°C, а в некоторых вариантах осуществления - выше 1400°C, для очистки КШ и удаления токсичных компонентов, таких как гидроксид натрия, процесс дробления, в котором осуществляют дробление или измельчение КШ в шаровой мельнице до тонкодисперсного порошка, например, 200 меш, и процесс физического извлечения для того, чтобы извлечь из КШ металлы, такие как железо, алюминий и титан, и оставить безопасный кремнеземный агломерат. Процесс нагрева очищает КШ, чтобы сделать ранее токсичный КШ безвредным и неопасным для окружающей среды. Весь процесс по настоящему изобретению выполняют без добавления каких-либо химических веществ к КШ, что позволяет осуществлять процесс везде, где доступна тепловая энергия, и избежать добавления токсичных химических веществ к и так уже токсичному материалу. Кроме того, поскольку в процесс не добавляются никакие химические вещества, не требуется никакой дополнительной очистки или утилизации химических побочных продуктов для получения нетоксичных, безвредных для окружающей среды материалов в результате процесса согласно настоящему изобретению.In the present invention, processing of the red mud includes a heating process in which the black mud is heated to very high temperatures, for example, above 1200°C, and in some embodiments, above 1400°C, to purify the black mud and remove toxic components such as sodium hydroxide, a crushing process that crushes or grinds the KS in a ball mill to a fine powder, for example, 200 mesh, and a physical recovery process to extract metals such as iron, aluminum and titanium from the KS and leave a safe silica agglomerate. The heating process purifies the CAB to make the previously toxic CAB harmless and non-hazardous to the environment. The entire process of the present invention is carried out without adding any chemicals to the CB, allowing the process to be carried out wherever thermal energy is available and avoiding the addition of toxic chemicals to an already toxic material. In addition, since no chemicals are added to the process, no additional purification or disposal of chemical by-products is required to produce non-toxic, environmentally friendly materials from the process of the present invention.
Фиг. 1 иллюстрирует схематическую конфигурацию примерной системы для обработки КШ в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, а фиг. 2 - блок-схему последовательности операций примерного способа обработки КШ с использованием системы по фиг. 1 или с использованием подобных систем. Как показано на фиг. 1, система 100 включает в себя одну или более горелок 102 для обеспечения тепла и пламени для процесса нагрева, устройство 104 очистки, в котором очищаютFig. 1 illustrates a schematic configuration of an exemplary system for processing CN in accordance with a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of an exemplary method for processing CN using the system of FIG. 1 or using similar systems. As shown in FIG. 1, the system 100 includes one or more burners 102 for providing heat and flame for the heating process, a cleaning device 104 that cleans
- 2 044807- 2 044807
КШ, нагревательную трубу 106, в которой КШ далее обрабатывается с использованием тепла, дробилку 108 для дробления КШ, магнитный сепаратор 110 для отделения магнитных компонентов от обработанного и раздробленного КШ, и циклонный сепаратор 112 для разделения остальных компонентов в КШ. Горелка 102 может содержать газогенераторную горелку, которая использует биомассу в качестве топлива, циклонную горелку, горелку прямого розжига, высокотемпературную (HTR) горелку, электродуговую печь, индукционную печь или горелку любого иного типа, которая работает на любом топливе и которая способна создавать высокую температуру по меньшей мере 1200°C, а предпочтительно по меньшей мере 1400°C. В некоторых вариантах осуществления горелка 102 содержит трубу в трубе, при этом топливо, например газ, подается через внутреннюю трубу и поджигается, в то время как наружная труба подает воздух для увеличения мощности горения горелки 102. Внутренняя труба может иметь множество отверстий для приема воздуха, подаваемого наружной трубой. Размер горелки 102 может варьироваться таким образом, что горелка может иметь малый или большой размер проходного сечения, и может иметь малую или большую длину, чтобы обеспечивать тепловую энергию, необходимую для нагрева КШ до температуры выше 1400°C.KS, a heating tube 106 in which KS is further processed using heat, a crusher 108 for crushing KS, a magnetic separator 110 for separating magnetic components from the processed and crushed KS, and a cyclone separator 112 for separating the remaining components into KS. Burner 102 may include a gas generator burner that uses biomass as fuel, a cyclone burner, a direct ignition burner, a high temperature (HTR) burner, an electric arc furnace, an induction furnace, or any other type of burner that operates on any fuel and that is capable of producing high temperatures at at least 1200°C, and preferably at least 1400°C. In some embodiments, the burner 102 comprises a pipe within a pipe, whereby fuel, such as gas, is supplied through the inner pipe and ignited, while the outer pipe supplies air to increase the combustion power of the burner 102. The inner pipe may have a plurality of air intake openings, supplied by the outer pipe. The size of the burner 102 can be varied such that the burner can have a small or large bore size, and can have a short or long length to provide the thermal energy needed to heat the combustion chamber to temperatures above 1400°C.
Примерная горелка 102, которая может использоваться в системе по фиг. 1, представлена на фиг. 4A и 4B, где показана горелка/газогенератор. На фиг. 4A горелка 102 выключена, тогда как на фиг. 4B горелка работает и генерирует пламя, которое будет воздействовать на КШ. Примерной горелкой 102, используемой в системе, может быть горелка Hauck® Eco-star II, представляющая собой блочную многотопливную горелку с низким выбросом NOx. Для системы по настоящему изобретению подходит любая другая горелка, способная обеспечивать нагрев до температур 2000°C. Дополнительно, размер горелки может варьироваться в зависимости от количества подлежащего обработке КШ и размера системы 100. В некоторых вариантах осуществления горелка 102 может представлять собой существующую горелку, изготовленную другой компанией, например, Hauck®, и может быть изготовлена на заказ для использования в системе 100. Например, некоторые трубопроводы, включая выпускной трубопровод, могут быть сняты с горелки, чтобы сделать ее более компактной и пригодной для ее сопряжения с трубопроводом системы. Дополнительно, горелка 102 может быть изготовлена на заказ таким образом, чтобы для работы требовалось питание 110 В с тем, чтобы ограничить размер генератора и обеспечить возможность работы в любой части мира. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления горелке 102 для работы требуется генератор на 5-7 кВт. Например, вышеупомянутая горелка Hauck® Eco-star II использует трехфазный электродвигатель для подачи в нее воздуха, и в некоторых вариантах осуществления эта горелка может быть модифицирована заменой трехфазного электродвигателя и соответствующего оборудования подачи воздуха на другое, более экономичное оборудование, такое как воздуходувка, электродвигатель воздуходувки и/или вентилятор. Горелки других типов могут быть изготовлены на заказ аналогичным образом, чтобы работать с питанием 110 В и быть более экономичными и энергоэффективными.An exemplary burner 102 that may be used in the system of FIG. 1 is shown in FIG. 4A and 4B, which shows the burner/gas generator. In fig. 4A, the burner 102 is turned off, whereas in FIG. 4B burner operates and generates a flame that will act on the KSh. An exemplary burner 102 used in the system may be a Hauck® Eco-star II burner, which is a low NOx multi-fuel burner. Any other burner capable of providing heating up to temperatures of 2000°C is suitable for the system of the present invention. Additionally, the size of the burner may vary depending on the amount of fuel to be processed and the size of the system 100. In some embodiments, the burner 102 may be an existing burner manufactured by another company, such as Hauck®, and may be custom-made for use in the system 100 For example, some piping, including the exhaust piping, may be removed from the burner to make it more compact and suitable for interfacing with the system piping. Additionally, burner 102 can be custom built to require 110V power to operate in order to limit the size of the generator and allow operation anywhere in the world. In some illustrative embodiments, burner 102 requires a 5-7 kW generator to operate. For example, the above-mentioned Hauck® Eco-star II burner uses a three-phase electric motor to supply air to it, and in some embodiments, this burner can be modified by replacing the three-phase electric motor and associated air supply equipment with other, more economical equipment, such as a blower, blower motor and/or fan. Other types of burners can be custom built in a similar manner to operate on 110V power and be more economical and energy efficient.
В некоторых вариантах осуществления горелка 102 генерирует пламя так, что КШ подвергается воздействию пламени, при этом нагреваясь. В некоторых вариантах осуществления множество имеющих меньший или такой же размер горелок или источников пламени могут быть обеспечены вдоль устройства 104 очистки и могут использоваться в дополнение к или вместо основной горелки большего размера. Множество горелок меньшего размера могут включать в себя, но не ограничиваясь этим, высокотемпературные горелки для сжигания сорняков, способные обеспечивать нагрев до 2000°C. В иллюстративном варианте осуществления, который использует устройство 104 очистки, представленное на фиг. 5A-5E и описываемое ниже, множество горелок обеспечивают тепло и направляют пламя в устройство 104 очистки без необходимости в горелке большего размера для устройства 104 очистки.In some embodiments, the burner 102 generates a flame such that the CB is exposed to the flame, thereby heating up. In some embodiments, multiple smaller or equal sized burners or flame sources may be provided along the cleaning device 104 and may be used in addition to or instead of a larger main burner. A variety of smaller burners may include, but are not limited to, high temperature weed burners capable of delivering heat up to 2000°C. In an illustrative embodiment that uses the cleaning device 104 shown in FIG. 5A-5E and described below, a plurality of burners provide heat and direct a flame to the cleaning device 104 without the need for a larger burner for the cleaning device 104.
Топливо, используемое в горелке(ах) для генерирования пламени и тепловой энергии и для нагрева КШ до 1200°C или выше, а предпочтительно до 1400°C или выше, включает любой источник тепла, такой как газ, биогаз, синтетический газ, биомасса, электричество, уголь, угольный порошок, микроволны, гранулы из переработанных сточных вод, отработанное масло, плазма, отходы деревообработки, например, древесные опилки или пеллеты, кукурузная шелуха, ореховая скорлупа, солома, древесина, сельскохозяйственные отходы или комбинация этих топлив.The fuel used in the burner(s) to generate flame and heat energy and to heat the combustion chamber to 1200°C or higher, and preferably to 1400°C or higher, includes any heat source such as gas, biogas, synthetic gas, biomass, electricity, coal, coal powder, microwaves, recycled wastewater pellets, waste oil, plasma, wood waste such as sawdust or pellets, corn husks, nut shells, straw, wood, agricultural waste, or a combination of these fuels.
Устройство 104 очистки включает в себя шнековый конвейер или аналогичный конвейер для транспортировки КШ в устройство 104 очистки, вдоль устройства 104 очистки и из устройства 104 очистки на следующий этап обработки, при этом КШ подвергается воздействию высокой температуры от горелки 102. Устройство 104 очистки принимает КШ предпочтительно после его сушки до содержания влаги менее 30% с использованием фильтрации и/или предварительного нагрева или любого другого подходящего способа. Типично КШ хранят сухим в прудах с использованием сухого складирования, а значит, КШ может подаваться непосредственно из прудов в устройство 104 очистки системы 100. В то время как КШ транспортируется с помощью шнекового конвейера, КШ нагревается до очень высоких температур и подвергается воздействию пламени, создаваемого горелкой 102 и/или вспомогательной(ыми) горелкой(ами). Примерная конфигурация устройства 104 очистки по данному изобретению представлена на фиг. 5A-E. На фиг. 5A-B показана рама, поддерживающая шнековый конвейер (видимый на фиг. 5C-D),The cleaning device 104 includes a screw conveyor or similar conveyor for transporting the red mud into the cleaning device 104, along the cleaning device 104, and from the cleaning device 104 to the next processing step, wherein the black mud is exposed to high temperature from the burner 102. The cleaning device 104 preferably receives the black mud. after drying it to a moisture content of less than 30% using filtration and/or preheating or any other suitable method. Typically, the mud is stored dry in ponds using dry storage, which means that the mud can be fed directly from the ponds to the treatment device 104 of the system 100. While the mud is transported using a screw conveyor, the mud is heated to very high temperatures and is exposed to the flame created by burner 102 and/or auxiliary burner(s). An exemplary configuration of the purification device 104 of the present invention is shown in FIG. 5A-E. In fig. 5A-B shows the frame supporting the screw conveyor (visible in FIG. 5C-D),
- 3 044807 закрытый кожухом и включающий в себя три вспомогательных горелки 104a меньшего размера. Шнековый конвейер приводится в действие электродвигателем (видимым на фиг. 5C), присоединенным на конце 104b кожуха 104c, в котором заключен шнековый конвейер и который удерживает КШ по мере того, как его транспортируют через устройство очистки. На фиг. 5C предусмотренный в кожухе 104c шнековый конвейер 104d показан без рамы, и проем в кожухе 104c позволяет увидеть участок предусмотренного в нем шнекового конвейера 104d. На фиг. 5D представлено схематическое изображение шнекового конвейера 104d с удаленной частью кожуха, чтобы открыть шнековый конвейер 104d. На фиг. 5E показано устройство 104 очистки, прикрепленное к бункеру 103, который подает подлежащий обработке КШ в устройство 104 очистки, и устройство 104 очистки расположено смежным с нагревательной трубой 106, которая принимает очищенный КШ из устройства 104 очистки. Когда система 100 по настоящему изобретению собрана, устройство 104 очистки или его концевая часть, которая сообщается по текучей среде с нагревательной трубой 106, могут быть заключены в корпус (не показан), чтобы удерживать подлежащий обработке КШ.- 3 044807 enclosed by a casing and including three smaller auxiliary burners 104a. The screw conveyor is driven by an electric motor (visible in FIG. 5C) attached to the end 104b of a housing 104c that encloses the screw conveyor and which holds the kernel as it is transported through the cleaning device. In fig. 5C, the screw conveyor 104d provided in the housing 104c is shown without a frame, and an opening in the housing 104c allows a portion of the screw conveyor 104d provided therein to be seen. In fig. 5D is a schematic view of the screw conveyor 104d with a portion of the housing removed to expose the screw conveyor 104d. In fig. 5E shows a purification device 104 attached to a hopper 103 that supplies the crude oil to be processed to the purification device 104, and the purification device 104 is positioned adjacent to a heating pipe 106 that receives the purified crude oil from the purification device 104. When the system 100 of the present invention is assembled, the cleaning device 104, or an end portion thereof that is in fluid communication with the heating tube 106, may be enclosed in a housing (not shown) to contain the CW to be treated.
Хотя иллюстративный вариант устройства 104 очистки на фиг. 5A-E использует для устройства очистки шнековый конвейер, в других вариантах осуществления КШ может подаваться самотеком через устройство очистки вместо шнекового конвейера. В других вариантах осуществления внутри устройства очистки может быть создан циклон с помощью пламени, создаваемого горелкой, и циклон может использоваться вместе со шнековым конвейером или может использоваться вместо шнекового конвейера. В некоторых вариантах осуществления для очистки КШ может использоваться система с псевдоожиженным слоем. Кроме того, величина и габаритные размеры устройства очистки могут варьироваться в зависимости от требований на месте и количества подлежащего обработке КШ. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться множественные устройства 104 очистки, имеющие одинаковое или разное строение, и такие устройства очистки могут быть соединены последовательно или параллельно.Although the illustrative embodiment of the cleaning device 104 in FIG. 5A-E uses a screw conveyor for the cleaning device; in other embodiments, the carbon dioxide may be gravity fed through the cleaning device instead of a screw conveyor. In other embodiments, a cyclone may be created within the cleaning device using a flame generated by a burner, and the cyclone may be used in conjunction with a screw conveyor or may be used in place of a screw conveyor. In some embodiments, a fluidized bed system may be used to clean the CB. In addition, the size and overall dimensions of the treatment device may vary depending on site requirements and the amount of waste material to be processed. In some embodiments, multiple purification devices 104 may be used, having the same or different structures, and such purification devices may be connected in series or in parallel.
В устройстве 104 очистки КШ нагревается до по меньшей мере 1200°C, а предпочтительно до 1400°C. В некоторых вариантах осуществления КШ нагревают до температуры в диапазоне 1400-2000°C. КШ предпочтительно подвергается воздействию этой температуры в течение до 5 мин. Воздействие на КШ пламени и нагрев КШ до температуры 1400°C или выше преобразует кремнеземные компоненты в КШ в стекло и удаляет гидроксид натрия из КШ. В результате КШ, выходящий из устройства очистки, является неопасным и имеет нейтральный pH или почти нейтральный pH. Дополнительно, воздействие на КШ пламени и тепла могут восстановить часть или все железо в КШ.In the cleaning device 104, the red mud is heated to at least 1200°C, and preferably to 1400°C. In some embodiments, the CA is heated to a temperature in the range of 1400-2000°C. The CS is preferably exposed to this temperature for up to 5 minutes. Exposing the KS to a flame and heating the KS to a temperature of 1400°C or higher converts the silica components in the KS to glass and removes sodium hydroxide from the KS. As a result, the CS leaving the purification device is non-hazardous and has a neutral pH or nearly neutral pH. Additionally, exposing the CS to flame and heat can restore some or all of the iron in the CS.
За счет использования шнекового конвейера или аналогичного конвейера, который транспортирует КШ вдоль устройства очистки, при этом перемешивая или встряхивая КШ, все частицы КШ равномерно подвергаются воздействию тепла от пламени так, чтобы удалить или по существу удалить гидроксид натрия в КШ и преобразовать кремнеземные компоненты в КШ в стекло. Дополнительно, воздействие на КШ пламени горелки (горелок) 102 вызывает разделение частиц или зерен КШ и гарантирует, что каждая частица или зерно КШ подвергается воздействию пламени, так что каждая частица или зерно КШ достигает желаемой температуры по меньшей мере 1200°C, а предпочтительно в диапазоне 1400-2000°C. Кроме того, применение шнекового или аналогичного конвейера позволяет непрерывно использовать систему 100 для обработки КШ на постоянной основе, что позволяет обрабатывать большие количества КШ.By using a screw conveyor or similar conveyor that transports the red mud along the cleaning device, while mixing or shaking the black mud, all black mud particles are uniformly exposed to the heat of the flame so as to remove or substantially remove the sodium hydroxide from the black mud and convert the silica components to the black mud. into glass. Additionally, exposing the red mud to the flame of the burner(s) 102 causes separation of the black mud particles or grains and ensures that each black mud particle or grain is exposed to the flame such that each black mud particle or grain reaches a desired temperature of at least 1200°C, and preferably at range 1400-2000°C. In addition, the use of a screw or similar conveyor allows the system 100 to be continuously used to process the kernel material on an ongoing basis, allowing large quantities of kernel material to be processed.
В некоторых вариантах осуществления системы 100 горелка 102, подобная показанным на фиг. 4A4B, включает в себя трубу или выпускной канал, из которого выходит пламя во время ее работы. В этих вариантах осуществления устройство 104 очистки может быть образовано путем удлинения этого выпускающего пламя канала горелки 102 и установки шнекового конвейера внутри удлиненного выпускного канала, который выполняет функцию кожуха для шнекового конвейера. В этой конфигурации устройства 104 очистки КШ вводят с помощью шнекового конвейера в удлиненный выпускной канал либо возле конца, ближнего к пламени, либо на конце, более удаленном от пламени. В любом случае, пламя внутри удлиненного выпускного канала и поступающий воздух будут создавать циклон, вызывая движение или перемешивание частиц или зерен в подаваемом КШ. В результате происходит разделение частиц или зерен КШ при их столкновении с пламенем, и каждая отдельная частица или зерно достигает желаемой температуры по меньшей мере 1200°C, а предпочтительно в диапазоне 1400-2000°C.In some embodiments of the system 100, a burner 102 like those shown in FIGS. 4A4B, includes a pipe or outlet from which a flame emerges during its operation. In these embodiments, the cleaning device 104 may be formed by extending this flame outlet passage of the burner 102 and installing a screw conveyor within the elongated outlet passage, which functions as a casing for the screw conveyor. In this configuration, the CB cleaning devices 104 are introduced via a screw conveyor into the elongated outlet channel either near the end closest to the flame or at the end further away from the flame. In either case, the flame inside the elongated outlet and the incoming air will create a cyclone, causing movement or mixing of particles or grains in the supplied ash. As a result, the KS particles or grains separate when they collide with the flame, and each individual particle or grain reaches the desired temperature of at least 1200°C, and preferably in the range of 1400-2000°C.
После того, как КШ прошел термическую обработку в устройстве 104 очистки, КШ транспортируется в нагревательную трубу 106, где он подвергается второму процессу нагрева при более низкой температуре. Этот второй процесс нагрева представляет собой процесс прокаливания. В некоторых вариантах осуществления КШ подают с помощью шнекового конвейера из устройства 104 очистки в нагревательную трубу 106, где КШ охлаждается и поддерживается при температуре между 600 и 1400°C. В некоторых вариантах осуществления температура в нагревательной трубе 106 составляет между 800 и 1500°C. Нагревательная труба 106 в этом иллюстративном варианте осуществления содержит вращающуюся трубчатую печь или аналогичную печь. Альтернативно, в качестве нагревательной трубы 106 в системе 100 может использоваться трубчатая печь для обжига цемента или любая другая печь. Во время второго процесса нагрева КШ подвергается дальнейшей обработке с тем, чтобы завершить преобразование кремнезема в стекло, если необходимо, и восстановить железо и оксиды железа в КШ с получением металлического железа (Fe) и ряда оксидов железа. В частности, двухступенчатый процесс нагрева в уст- 4 044807 ройстве 104 очистки и нагревательной трубе 106 восстанавливает соединения железа в КШ до оксидов железа, включая гематит (Fe2O3) и магнетит (Fe3O4), и до металлического железа (Fe). В зависимости от содержания железа и оксидов железа в обрабатываемом КШ, получаемый в результате обработанныйAfter the red mud has undergone heat treatment in the cleaning device 104, the black mud is transported to the heating pipe 106, where it undergoes a second heating process at a lower temperature. This second heating process is the calcination process. In some embodiments, the black mud is fed via a screw conveyor from the cleaning device 104 to the heating tube 106, where the black mud is cooled and maintained at a temperature between 600 and 1400°C. In some embodiments, the temperature in the heating tube 106 is between 800 and 1500°C. The heating tube 106 in this illustrative embodiment includes a rotary tube furnace or the like. Alternatively, a tubular cement kiln or any other kiln may be used as the heating tube 106 in the system 100. During the second heating process, the red mud is further processed to complete the conversion of silica to glass, if necessary, and to reduce the iron and iron oxides in the black mud to produce metallic iron (Fe) and a range of iron oxides. Specifically, the two-stage heating process in purifier 104 and heating tube 106 reduces the iron compounds in the CS to iron oxides, including hematite ( Fe2O3 ) and magnetite ( Fe3O4 ), and metallic iron (Fe). Depending on the content of iron and iron oxides in the processed ash, the resulting processed
КШ включает в себя металлическое железо (Fe) и различные количества гематита (Fe2O3), гетита (FeO) и магнетита (Fe3O4).KSh includes metallic iron (Fe) and varying amounts of hematite (Fe 2 O 3 ), goethite (FeO) and magnetite (Fe 3 O 4 ).
Чтобы гарантировать полную обработку КШ и существенное восстановление железа в КШ во время второго процесса нагрева, нагревательная труба 106 по настоящему изобретению содержит вращающуюся трубчатую печь или вращающуюся нагревательную печь, которая, в некоторых вариантах осуществления, включает в себя множество ребер или перегородок для обеспечения тщательной обработки КШ. Примерная нагревательная труба 106 показана на фиг. 6A-C. На фиг. 6A представлена фотография участка нагревательной трубы 106, и на фиг. 6B-C показаны противоположные отверстия нагревательной трубы, которые демонстрируют конструкцию ребер, предусмотренных внутри трубы. Как показано на фиг. 6B-C, нагревательная труба 106 имеет наружную поверхность и внутреннюю поверхность, и множество перегородок или ребер 107 предусмотрены вдоль внутренней поверхности трубы. В иллюстративном варианте осуществления нагревательной трубы на фиг. 6B показано впускное отверстие нагревательной трубы 106, а на фиг. 6C показано выпускное отверстие нагревательной трубы 106. В других вариантах осуществления эти отверстия могут поменяться местами, или впускное и выпускное отверстия могут иметь одинаковую или практически одинаковую конфигурацию с практически одинаковыми ребрами и их расположением.To ensure complete processing of the red mud and significant reduction of iron in the black mud during the second heating process, the heating tube 106 of the present invention includes a rotary tube furnace or rotary heating kiln, which, in some embodiments, includes a plurality of fins or baffles to ensure thorough processing KSH. An exemplary heating tube 106 is shown in FIG. 6A-C. In fig. 6A is a photograph of a portion of the heating pipe 106, and FIG. 6B-C show opposite openings of the heating pipe, which demonstrate the structure of the fins provided inside the pipe. As shown in FIG. 6B-C, the heating pipe 106 has an outer surface and an inner surface, and a plurality of baffles or fins 107 are provided along the inner surface of the pipe. In the exemplary embodiment of the heating tube in FIG. 6B shows the inlet of the heating pipe 106, and FIG. 6C shows the outlet of the heating tube 106. In other embodiments, these holes may be interchanged, or the inlet and outlet ports may have the same or substantially the same configuration with substantially the same fins and their arrangement.
В некоторых вариантах осуществления нагревательная труба 106 включает в себя первую секцию 106a, которая открыта на впуске нагревательной трубы, и вторую секцию 106b, которая открыта на выпуске нагревательной трубы. Первая и вторая секции 106a, 106b имеют разные ребра 107 и разные расположения ребер внутри себя. Как показано на фиг. 6B, первая секция имеет множество гребнеобразных ребер 107a, расположенных по резьбовидной схеме под углом на внутренней поверхности нагревательной трубы 106. Вслед за гребнеобразными ребрами 107a в направлении к выпуску нагревательной трубы 106 предусмотрено множество шевронообразных ребер 107b по окружности внутренней поверхности нагревательной трубы 106. Каждое из шевронообразных ребер 107b прикреплено к внутренней поверхности нагревательной трубы 106 на одном конце, в то время как другой конец ребра 107b является незакрепленным. Шевронообразные ребра 107b практически равномерно разнесены друг от друга по окружности внутренней поверхности в первой секции, причем эти ребра 107b не перекрываются друг с другом. Расстояние между ребрами 107b может быть различным и не ограничивается расстоянием, показанным на фиг. 6B. Кроме того, расстояние между ребрами 107b может меняться по длине первой секции 106a так, чтобы увеличивалось или уменьшалось расстояние между соседними ребрами 107b по длине первой секции 106a и в направлении ко второй секции 106b. Дополнительно, шевронообразные ребра 107b могут быть предусмотрены в несколько рядов по длине первой секции 106a, при этом ребра 107b в соседних рядах могут быть выровнены друг с другом или могут быть смещены относительно друг друга.In some embodiments, heating pipe 106 includes a first section 106a that is open at the inlet of the heating pipe and a second section 106b that is open at the outlet of the heating pipe. The first and second sections 106a, 106b have different fins 107 and different fin arrangements within them. As shown in FIG. 6B, the first section has a plurality of comb-shaped ribs 107a arranged in a threaded pattern at an angle on the inner surface of the heating pipe 106. Following the ridge-shaped fins 107a towards the outlet of the heating pipe 106, a plurality of chevron-shaped ribs 107b are provided around the circumference of the inner surface of the heating pipe 106. Each of The chevron-shaped fins 107b are attached to the inner surface of the heating pipe 106 at one end, while the other end of the fin 107b is loose. The chevron-shaped ribs 107b are substantially evenly spaced from each other around the circumference of the inner surface in the first section, and the ribs 107b do not overlap each other. The distance between the fins 107b may vary and is not limited to the distance shown in FIG. 6B. In addition, the distance between the ribs 107b may vary along the length of the first section 106a such that the distance between adjacent ribs 107b increases or decreases along the length of the first section 106a and towards the second section 106b. Additionally, the chevron-shaped ribs 107b may be provided in multiple rows along the length of the first section 106a, wherein the ribs 107b in adjacent rows may be aligned with each other or offset relative to each other.
На фиг. 6C иллюстрируются конфигурация и расположение ребер 107c во второй секции 106b нагревательной трубы 106. Как показано, в данном иллюстративном варианте осуществления каждое ребро 107c в секции 106b имеет шевронообразную форму с двумя пластинчатыми частями, расположенными под углом относительно друг друга. Однако шевронообразные ребра 107c во второй секции 106b расположены под другим углом относительно внутренней поверхности трубы 106, чем шевронообразные ребра 107b в первой секции 106a. В некоторых вариантах осуществления в каждом ребре 107c одна из пластинчатых частей может быть длиннее, чем другая пластинчатая часть, в то время как в других вариантах осуществления пластинчатые части могут иметь практически одинаковую длину. Ребра 107c расположены по окружности внутренней поверхности трубы таким образом, что одна пластинчатая часть каждого ребра прикреплена к или соединена с внутренней поверхностью трубы 106, тогда как другая пластинчатая часть является незакрепленной и немного перекрывается с закрепленной пластинчатой частью соседнего ребра. Хотя соседние ребра в данном варианте осуществления немного перекрываются друг с другом, в других вариантах осуществления ребра могут быть разнесены друг от друга на большее расстояние, так что они не перекрываются друг с другом, или они могут быть разнесены друг от друга на меньшее расстояние, обеспечивая большее перекрывание. Кроме того, как можно увидеть на фиг. 6B, ребра 107c расположены в несколько рядов по длине трубы 106, при этом соседние ряды смещены на заданное расстояние, например, 1/3 или 1/2 ширины ребра.In fig. 6C illustrates the configuration and arrangement of the fins 107c in the second section 106b of the heating pipe 106. As shown, in this illustrative embodiment, each fin 107c in the section 106b is chevron-shaped with two plate portions angled relative to each other. However, the chevron-shaped ribs 107c in the second section 106b are located at a different angle relative to the inner surface of the pipe 106 than the chevron-shaped ribs 107b in the first section 106a. In some embodiments, in each rib 107c, one of the lamellar portions may be longer than the other lamellar portion, while in other embodiments, the lamellar portions may be substantially the same length. The fins 107c are arranged around the circumference of the inner surface of the pipe such that one lamellar portion of each fin is attached to or connected to the inner surface of the pipe 106, while the other lamellar portion is loose and overlaps slightly with the attached lamellar portion of an adjacent fin. Although adjacent fins in this embodiment overlap each other slightly, in other embodiments the fins may be spaced apart from each other by a greater distance so that they do not overlap each other, or they may be spaced apart by a smaller distance from each other so that greater overlap. Moreover, as can be seen in FIG. 6B, fins 107c are arranged in multiple rows along the length of pipe 106, with adjacent rows offset by a predetermined distance, such as 1/3 or 1/2 the width of the fin.
Конфигурация ребер и их расположение внутри трубы 106 способствует желаемому смешиванию и перемешиванию КШ внутри трубы при вращении трубы 106. В результате все частицы или зерна КШ подвергаются воздействию тепла и термически обрабатываются внутри трубы 106. Изменяя расположение и конфигурацию ребер по длине трубы, смешиванием и перемешиванием КШ внутри трубы управляют так, чтобы обеспечивать большее смешивание и перемешивание в определенных областях, например, в области шевронообразных ребер 107b первой секции, по сравнению с другими областями трубы.The configuration of the fins and their location inside the pipe 106 promotes the desired mixing and mixing of the red mud inside the pipe as the pipe 106 rotates. As a result, all particles or grains of black mud are exposed to heat and are thermally treated inside the pipe 106. By changing the location and configuration of the fins along the length of the pipe, mixing and mixing The valve inside the pipe is controlled to provide greater mixing and mixing in certain areas, for example, in the area of the first section chevron fins 107b, compared to other areas of the pipe.
Во время работы нагревательная труба 106 вращается и подводит тепло с тем, чтобы поддерживать температуру выше 600°C, или в пределах заданного диапазона температур, например, 600-1400°C или 800-1500°C или 600-1500°C. Температурой в нагревательной трубе 106 можно управлять вручную илиDuring operation, the heating tube 106 rotates and supplies heat so as to maintain the temperature above 600°C, or within a predetermined temperature range, for example, 600-1400°C or 800-1500°C or 600-1500°C. The temperature in the heating tube 106 can be controlled manually or
- 5 044807 автоматически, используя термопару для измерения температуры в нагревательной трубе 106. КШ, подаваемый в нагревательную трубу 106, охлаждается от температуры 1200°C или выше до 600-1500°C, когда частицы КШ сталкиваются с ребрами 107a и внутренними боковыми стенками нагревательной трубы 106. Кроме того, ввод воздуха вместе с вводом КШ и вращение нагревательной трубы 106 создает циклонное или такое движение газа внутри нагревательной трубы 106, что частицы или зерна КШ подвергаются воздействию тепла, и все или практически все железо в КШ восстанавливается. Хотя это не показано на фигурах, в некоторых вариантах осуществления с нагревательной трубой 106 может использоваться горелка, такая как горелка, показанная на фиг. 4A-4B, чтобы создавать циклон и способствовать перемещению частиц внутри трубы 106.- 5 044807 automatically, using a thermocouple to measure the temperature in the heating tube 106. The black mud supplied to the heating pipe 106 is cooled from a temperature of 1200°C or higher to 600-1500°C when the red mud particles collide with the fins 107a and the inner side walls of the heating pipe pipes 106. In addition, the introduction of air along with the input of red coal and the rotation of the heating pipe 106 creates a cyclonic or such movement of gas inside the heating pipe 106 that the particles or grains of black iron are exposed to heat, and all or virtually all of the iron in the black iron is reduced. Although not shown in the figures, in some embodiments a burner such as the burner shown in FIG. 4A-4B to create a cyclone and promote particle movement within the pipe 106.
В иллюстративном примере нагревательной трубы 106, показанной на фиг. 6A-C, нагревательная труба 106 имеет длину 90 футов (27,43 м) и диаметр 8-10 футов (2,44-3,05 м) и включает в себя две секции, которые имеют множество ребер с разным расположением. В других вариантах осуществления ребра могут иметь одинаковую форму и могут быть расположены одинаковым образом по всей нагревательной трубе, или ребра могут иметь одинаковую форму и располагаться по-разному между двумя или более секциями. В нагревательной трубе могут быть предусмотрены дополнительные секции с одинаковым или различным расположением ребер, или без каких-либо ребер. В других вариантах осуществления длина нагревательной трубы может варьироваться и быть меньшей или большей, в зависимости от расположения и требований системы, окружения и требований, предъявляемых местом работы. Диаметр нагревательной трубы также может варьироваться, в частности в зависимости от количества подлежащего обработке КШ. В некоторых вариантах осуществления длина нагревательной трубы 106 составляет 40-50 футов (12,19-15,24 м), а диаметр нагревательной трубы 106 составляет 8-10 футов (2,44-3,05 м). Дополнительно, ребра, показанные на фиг. 6A-C, могут отсутствовать в некоторых нагревательных трубах или в некоторых секциях нагревательной трубы, и в некоторых вариантах осуществления могут использоваться другие методы смешивания и перемешивания. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться множественные нагревательные трубы, которые могут быть расположены параллельно или последовательно, и эти нагревательные трубы могут иметь одинаковые или разные конфигурации. Например, множество нагревательных труб 106, имеющих практически одинаковую конфигурацию, могут быть размещены параллельно и могут вращаться, используя один и тот же электродвигатель или используя отдельные электродвигатели, чтобы экономичным образом обеспечить более высокую производительность переработки КШ. Кроме того, хотя на фиг. 1 и 6A-6C показана расположенная горизонтально нагревательная труба 106, в других вариантах осуществления нагревательная труба 106 может быть расположена вертикально, при условии, что нагревательная труба может нагревать КШ до требуемой температуры.In the illustrative example of heating pipe 106 shown in FIG. 6A-C, heating tube 106 is 90 feet (27.43 m) long and 8-10 feet (2.44-3.05 m) in diameter and includes two sections that have a plurality of fins in different locations. In other embodiments, the fins may have the same shape and be positioned in the same manner throughout the heating tube, or the fins may have the same shape and be positioned differently between two or more sections. The heating tube may be provided with additional sections with the same or different fin arrangements, or without any fins. In other embodiments, the length of the heating tube may vary and be shorter or longer depending on the location and requirements of the system, environment and job site requirements. The diameter of the heating pipe can also vary, in particular depending on the amount of redundant material to be processed. In some embodiments, the length of the heating pipe 106 is 40-50 feet (12.19-15.24 m), and the diameter of the heating pipe 106 is 8-10 feet (2.44-3.05 m). Additionally, the fins shown in FIG. 6A-C may not be present in some heating tubes or in some sections of the heating tube, and in some embodiments other mixing and mixing methods may be used. In some embodiments, multiple heating tubes may be used, which may be arranged in parallel or in series, and the heating tubes may have the same or different configurations. For example, a plurality of heating tubes 106 having substantially the same configuration may be arranged in parallel and may be rotated using the same motor or using separate motors to economically provide higher CB processing capacity. In addition, although in FIG. 1 and 6A-6C show a horizontally oriented heating tube 106; in other embodiments, the heating tube 106 may be oriented vertically, provided that the heating tube can heat the CB to the required temperature.
Хотя это и не показано на фиг. 1, температурой в устройстве 104 очистки и/или нагревательной трубе 106 можно управлять с помощью контроллера, запрограммированного принимать информацию о температуре, измеряемой в устройстве 104 очистки и/или нагревательной трубе 106, и регулировать одну или более горелок 102 и/или нагревательную трубу 106 для подачи большего или меньшего количества тепла на основе принимаемой информации. Контроллер может включать в себя один или более процессоров или цепей для выполнения вышеуказанных управляющих функций.Although not shown in FIG. 1, the temperature in the cleaning device 104 and/or heating pipe 106 can be controlled by a controller programmed to receive information about the temperature measured in the cleaning device 104 and/or heating pipe 106 and adjusting one or more burners 102 and/or heating pipe 106 to supply more or less heat based on the information received. The controller may include one or more processors or circuits to perform the above control functions.
После термической обработки в устройстве 104 очистки и нагревательной трубе 106 обработанный КШ включает магнитные оксиды железа (Fe2O3, FeO и Fe3O4), некоторое количество магнитного железа (Fe) и смесь немагнитных оксидов кремния, титана и алюминия со следовыми количествами других оксидов. Обработанный КШ подвергли анализу с использованием рентгеновской дифракции для определения его компонентов. В табл. 1 и 2 представлены результаты этого анализа на образцах обработанного КШ с № КШ1 и КШ2.After heat treatment in the cleaning device 104 and heating tube 106, the treated CS includes magnetic iron oxides (Fe 2 O 3 , FeO and Fe 3 O 4 ), some magnetic iron (Fe) and a mixture of non-magnetic oxides of silicon, titanium and aluminum in trace amounts other oxides. The treated CS was analyzed using X-ray diffraction to determine its components. In table Figures 1 and 2 present the results of this analysis on samples of treated KS with Nos. KS1 and KS2.
- 6 044807- 6 044807
Таблица 1Table 1
Образец КШ1Sample KSh1
Таблица 2 Образец КШ2Table 2 Sample KSh2
Хотя на фиг. 1 показана система, в которой горелка 102 и устройство 104 очистки используются на первой стадии нагрева, а нагревательная труба 106 используется на второй стадии нагрева, в других вариантах осуществления вторая стадия нагрева с использованием нагревательной трубы 106 может осуществляться перед выполнением первой стадии нагрева с использованием горелки 102 и устройства 104 очистки. В других вариантах осуществления вторая стадия нагрева может включать множественные стадии прокаливания, которые осуществляются с использованием отдельных нагревательных труб, подобных описанной выше, или осуществляются с использованием одной и той же нагревательной трубы, выполненной с возможностью проведения многостадийной обработки. В других вариантах осуществления две стадии нагрева могут быть скомбинированы, так что выполняется одна единственная стадия нагрева. В этих вариантах осуществления КШ нагревают до по меньшей мере 1200°C, а предпочтительно до 14002000°C, и подвергают воздействию одного или более пламеней с использованием горелки (горелок) 102, при этом КШ транспортируется через нагревательную трубу 106, которая вращается так, чтобы способствовать тщательной обработке КШ для удаления токсичных компонентов, таких как гидроксид натрия, для преобразования кремнеземных компонентов в стекло и для восстановления железных компонентов до металлического железа (Fe) и ряда оксидов железа. В таких вариантах осуществления шнековый конвейер может отсутствовать, или шнековый конвейер может использоваться в нагревательной трубе 106 для транспортировки КШ к нагревательной трубе 106 и/или для транспортировки КШ через по меньшей мере участок нагревательной трубы 106.Although in FIG. 1 shows a system in which the burner 102 and cleaning device 104 are used in the first heating stage and the heating tube 106 is used in the second heating stage; in other embodiments, the second heating stage using the heating tube 106 may be performed before performing the first heating stage using the burner. 102 and cleaning devices 104. In other embodiments, the second heating step may include multiple calcination steps, which are carried out using separate heating tubes such as those described above, or carried out using the same heating tube configured for multi-stage processing. In other embodiments, two heating stages may be combined such that one single heating stage is performed. In these embodiments, the red mud is heated to at least 1200°C, and preferably up to 1400-2000°C, and exposed to one or more flames using burner(s) 102, wherein the black mud is transported through a heating tube 106, which is rotated so that promote thorough processing of the CS to remove toxic components such as sodium hydroxide, to convert silica components to glass, and to reduce iron components to metallic iron (Fe) and a range of iron oxides. In such embodiments, a screw conveyor may be omitted, or a screw conveyor may be used in the heating tube 106 to transport the CB to the heating tube 106 and/or to transport the CB through at least a portion of the heating pipe 106.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления горелка 102 и устройство 104 очистки и/или нагревательная труба 106 могут быть расположены после дробилки 108, описываемой более подробно ниже. Однако в иллюстративном варианте осуществления по фиг. 1 дробилка 108 расположена после нагревательной трубы 106, так что дробилка 108 принимает обработанный и неопасный КШ. Дробилка 108 может включать шаровую мельницу, использующую стальные или любые другие подходящие шары, или измельчающее оборудование любого другого типа, пригодное для помола или измельчения сухого порошка. В данном варианте осуществления обработанный КШ может быть охлажден перед его подачей в дробилку 108 с использованием теплообменников, атмосферы или других подходящих средств охлаждения, таких как быстрое охлаждение в воде или другой охлаждающей жидкости. В некоторых вариантах осуществления тепло может быть извлечено из обработанного КШ во время процесса охлаждения и использовано внутри для нагрева КШ, подаваемого в систему, или снаружи для других целей, например, нагрева воды.Additionally, in some embodiments, burner 102 and cleaning device 104 and/or heating pipe 106 may be located downstream of crusher 108, described in more detail below. However, in the exemplary embodiment of FIG. 1 crusher 108 is located after the heating pipe 106, so that the crusher 108 receives processed and non-hazardous ash. The crusher 108 may include a ball mill using steel or any other suitable balls, or any other type of grinding equipment suitable for grinding or grinding dry powder. In this embodiment, the processed ash can be cooled before it is fed to the crusher 108 using heat exchangers, atmosphere, or other suitable cooling means, such as quenching in water or other coolant. In some embodiments, heat may be recovered from the treated BL during the cooling process and used internally to heat the BL supplied to the system, or externally for other purposes, such as heating water.
После приема в дробилке 108 охлажденный обработанный КШ измельчается до размера частиц 200After being received in crusher 108, the cooled processed red mud is crushed to a particle size of 200
- 7 044807 меш или меньше. Измельчение обработанного КШ отделяет частицы железа и оксидов железа от других оксидов металлов, которые не были восстановлены во время процессов нагрева. В результате измельченный порошок обработанного КШ может быть физически разделен на его компоненты в сухом состоянии.- 7 044807 mesh or less. Grinding the treated red iron particles separates the iron and iron oxide particles from other metal oxides that were not reduced during the heating processes. As a result, the crushed powder of the treated KS can be physically separated into its components in a dry state.
Примерная дробилка 108 показана на фиг. 7 и представляет собой дробилку шарового помола.An exemplary crusher 108 is shown in FIG. 7 and is a ball grinding crusher.
После того, как обработанный КШ измельчен в дробилке 108, КШ поступает в магнитный сепаратор 110 для магнитной сепарации железа и оксидов железа, полученных во время обработки. В частности, существующее оборудование магнитной сепарации может использоваться для извлечения из обработанного КШ магнитных материалов, включая железо и оксиды железа. В некоторых вариантах осуществления, в зависимости от напряженности магнитного поля, установленной в магнитном сепараторе 110, оксид(ы) титана также может (могут) быть извлечены магнитным способом, в дополнение к железу и оксидам железа. Такое магнитное извлечение оксида(ов) титана может осуществляться в качестве отдельной стадии магнитной сепарации после проведения магнитной сепарации железа и оксидов железа. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться множественные магнитные сепараторы 110 для отделения железа и оксидов железа и/или для отделения оксида(ов) титана, и эти сепараторы могут быть соединены параллельно или последовательно. Магнитная сепарация железа и оксидов железа извлекает более 90% железа/оксидов железа, присутствующих в обработанном КШ, и, в частности, примерно от 96 до 100% содержащихся железа/оксидов железа. Дополнительно, магнитная сепарация приводит к получению высококачественного продукта, содержащего концентрированный оксид железа, который можно легко и экономично использовать напрямую для производства стали, в электродуговых печах и для других применений.After the processed red mud is crushed in the crusher 108, the black mud enters a magnetic separator 110 for magnetic separation of iron and iron oxides obtained during processing. In particular, existing magnetic separation equipment can be used to extract magnetic materials, including iron and iron oxides, from the processed red mud. In some embodiments, depending on the magnetic field strength set in the magnetic separator 110, titanium oxide(s) may also be magnetically recovered, in addition to iron and iron oxides. Such magnetic recovery of titanium oxide(s) can be carried out as a separate magnetic separation step after the magnetic separation of iron and iron oxides. In some embodiments, multiple magnetic separators 110 may be used to separate iron and iron oxides and/or to separate titanium oxide(s), and these separators may be connected in parallel or in series. Magnetic separation of iron and iron oxides recovers more than 90% of the iron/iron oxides present in the treated red mud and, in particular, approximately 96 to 100% of the iron/iron oxides contained. Additionally, magnetic separation results in a high quality product containing concentrated iron oxide that can be easily and economically used directly for steel production, electric arc furnaces and other applications.
После проведения магнитного извлечения магнитных компонентов (железа, оксидов железа и, в некоторых вариантах осуществления, оксидов титана) из порошка обработанного КШ, остальной КШ поступает в циклонный сепаратор 112 для отделения оставшихся в КШ немагнитных компонентов, включая оксиды титана и алюминия, на основе их веса. Циклонный сепаратор 112 использует гравитационную сепарацию для отделения оксида алюминия и оксида титана от конечного остатка, который включает в основном кремнеземные компоненты. В некоторых вариантах осуществления циклонный сепаратор 112 представляет собой гидроциклон, а в других вариантах осуществления циклонный сепаратор представляет собой вихревой или гравитационный сепаратор другого типа, включая, но не ограничиваясь этим, обычные отсадочные машины, шлюзовые устройства, спиральные устройства, центробежные отсадочные машины, концентрационные столы, флотационные устройства и т.д. В некоторых вариантах осуществления множественные циклонные сепараторы или гравитационные сепараторы могут использоваться параллельно или последовательно для увеличения производительности и/или для полной сепарации.After magnetic extraction of magnetic components (iron, iron oxides and, in some embodiments, titanium oxides) from the processed KS powder is carried out, the rest of the KS goes to the cyclone separator 112 to separate the non-magnetic components remaining in the KS, including titanium and aluminum oxides, based on their weight. Cyclone separator 112 uses gravity separation to separate aluminum oxide and titanium oxide from the final residue, which includes primarily silica components. In some embodiments, the cyclone separator 112 is a hydrocyclone, and in other embodiments, the cyclone separator is another type of vortex or gravity separator, including, but not limited to, conventional jiggers, sluice devices, spiral devices, centrifugal jiggers, concentration tables , flotation devices, etc. In some embodiments, multiple cyclone separators or gravity separators may be used in parallel or in series to increase throughput and/or complete separation.
Гравитационная сепарация с использованием циклонного сепаратора 112 приводит к отделению оксида алюминия и оксида титана от прошедшего магнитную сепарацию КШ, оставляя кремнеземный остаток, включающий кремнеземные компоненты и другие неосновные элементы. Этот кремнеземный остаток может использоваться в строительстве и производстве кирпича, бетона или цемента.Gravity separation using cyclone separator 112 results in the separation of aluminum oxide and titanium oxide from the magnetically separated ash, leaving a silica residue including silica components and other minor elements. This silica residue can be used in construction and the production of bricks, concrete or cement.
Как было рассмотрено выше, система 100 по фиг. 1 способна обрабатывать КШ, чтобы сделать его безопасным для окружающей среды и эффективно утилизировать ценные компоненты КШ без добавления химических веществ к КШ. Способ обработки КШ с использованием системы по фиг. 1 или любой другой подходящей системы представлен на фиг. 2.As discussed above, the system 100 of FIG. 1 is capable of processing CS to make it safe for the environment and effectively recycle valuable components of CS without adding chemicals to CS. A method for processing CS using the system of FIG. 1 or any other suitable system is shown in FIG. 2.
Как показано на фиг. 2, процесс включает этап очистки S201, на котором нагревают КШ до 1200°C или выше, а предпочтительно до 1400°C или выше, для очистки КШ с тем, чтобы удалить токсичные компоненты, такие как гидроксид натрия, и преобразовать кремнезем в стекло. Этап очистки S201 может осуществляться с использованием горелки (горелок) 102 и устройства 104 очистки системы по фиг. 1.As shown in FIG. 2, the process includes a purification step S201, which heats the red mud to 1200° C. or higher, and preferably to 1400° C. or higher, to purify the black mud so as to remove toxic components such as sodium hydroxide and convert silica into glass. The cleaning step S201 may be performed using the burner(s) 102 and the system cleaning device 104 of FIG. 1.
После процесса очистки на этапе S201, КШ далее подвергается термической обработке на этапе прокаливания S202, на котором КШ нагревают до 600°C или выше, а предпочтительно до температурного диапазона 600-1500°C, или 600-1400°C, или 800-1500°C. Во время этапа прокаливания S202 железные компоненты в КШ восстанавливаются с получением металлического железа (Fe) и ряда различных оксидов железа, как было описано выше. Этап прокаливания S202 может осуществляться в нагревательной трубе 106 системы по фиг. 1.After the purification process in step S201, the red mud is further subjected to heat treatment in the calcination step S202, in which the black mud is heated to 600°C or higher, and preferably to a temperature range of 600-1500°C, or 600-1400°C, or 800-1500 °C. During the S202 calcination step, the iron components in the KS are reduced to produce metallic iron (Fe) and a number of different iron oxides, as described above. The calcination step S202 may be carried out in the heating pipe 106 of the system of FIG. 1.
После прокаливания КШ на этапе S202 обработанный КШ дробят или измельчают до тонкодисперсного порошка примерно 200 меш, а предпочтительно 200 меш или меньше, на этапе измельчения S203. Этап измельчения S203 может осуществляться с использованием дробилки 108 системы по фиг. 1.After calcining the red mud in step S202, the treated red mud is crushed or ground to a fine powder of about 200 mesh, and preferably 200 mesh or less, in grinding step S203. The grinding step S203 may be carried out using the crusher 108 of the system of FIG. 1.
Хотя на фиг. 2 показано, что этап очистки S201 выполняется первым, с последующим этапом прокаливания S202 и с последующим этапом измельчения S203, в других вариантах осуществления этап прокаливания S202 может выполняться перед этапом очистки S201, а в еще других вариантах осуществления этап измельчения S203 может выполняться перед одним или более из этапа очистки S201 и этапа прокаливания S202. Порядок выполнения этапов S201-S203 может варьироваться в зависимости от потребностей обработки, используемого оборудования и состояния КШ. Расположение компонентов системы на фиг. 1 может варьироваться аналогичным образом, в зависимости от порядка выполнения этапов S201-S203. После выполнения этапов S201-S203 получаемый в результате обработанный КШ содержитAlthough in FIG. 2 shows that the cleaning step S201 is performed first, followed by the calcination step S202 and followed by the grinding step S203, in other embodiments, the calcination step S202 may be performed before the cleaning step S201, and in still other embodiments, the grinding step S203 can be performed before one or more from the purification step S201 and the calcination step S202. The order of steps S201 to S203 may vary depending on the processing needs, the equipment used, and the condition of the CS. Arrangement of system components in Fig. 1 may vary in a similar manner depending on the order in which steps S201 to S203 are performed. After performing steps S201-S203, the resulting processed CS contains
- 8 044807 нетоксичный, безопасный для окружающей среды тонкодисперсный порошок, который включает в себя железо, оксиды железа, оксиды алюминия, оксиды титана, кварц и/или соединения кремнезема, как было рассмотрено выше в отношении фиг. 1.- 8 044807 non-toxic, environmentally friendly fine powder which includes iron, iron oxides, aluminum oxides, titanium oxides, quartz and/or silica compounds, as discussed above in relation to FIG. 1.
Этот обработанный КШ подвергают магнитной сепарации железа и оксидов железа на этапе магнитной сепарации S204 так, чтобы получить на выходе материалы из железа и оксидов железа. Железо и оксиды железа, извлеченные на этапе магнитной сепарации S204, могут быть спрессованы в кирпичи или брикеты, которые затем могут напрямую использоваться непосредственно для производства стали в электродуговых печах. Этап магнитной сепарации может осуществляться с использованием магнитного сепаратора 110 в системе по фиг. 1.This treated red mud is subjected to magnetic separation of iron and iron oxides in magnetic separation step S204 so as to output iron and iron oxide materials. The iron and iron oxides recovered in the S204 magnetic separation step can be compressed into bricks or briquettes, which can then be used directly to produce steel in electric arc furnaces. The magnetic separation step may be performed using a magnetic separator 110 in the system of FIG. 1.
Хотя это не показано на фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления этап магнитной сепарации S204 может дополнительно включать второй процесс магнитной сепарации с использованием магнитного поля высокой напряженности для удаления оксида титана из обработанного КШ. Этот второй этап магнитной сепарации может осуществляться после магнитного извлечения железа и оксидов железа из обработанного КШ, или после удаления алюминия из КШ на описываемом ниже этапе S205. Второй этап магнитной сепарации может осуществляться с использованием того же магнитного сепаратора, используемого для отделения железа и оксидов железа, с настройками более высокой напряженности магнитного поля, или может осуществляться в отдельном магнитном сепараторе.Although this is not shown in FIG. 2, in some embodiments, the magnetic separation step S204 may further include a second magnetic separation process using a high-intensity magnetic field to remove titanium oxide from the treated CR. This second magnetic separation step may be carried out after magnetic extraction of iron and iron oxides from the treated red mud, or after removal of aluminum from the red mud in step S205 described below. The second stage of magnetic separation can be carried out using the same magnetic separator used for separating iron and iron oxides, with higher magnetic field strength settings, or can be carried out in a separate magnetic separator.
После этапа магнитной сепарации S204 по отделению железа и оксидов железа, оставшийся КШ подвергается физической сепарации на этапе S205 для отделения алюминия, кремнезема и титана с использованием гравитационной сепарации. Как было рассмотрено выше, алюминий, титан и другие металлические компоненты могут быть отделены из-за их веса с использованием циклонного сепаратора или гравитационного сепаратора другого типа. Циклон 112 по фиг. 1 может использоваться для осуществления этапа S205. Этап физической сепарации может выделать частицы оксида алюминия и, отдельно, частицы оксида титана. В качестве альтернативы, этап физической сепарации S205 может выделять частицы оксида алюминия и оксида титана, оставляя кремнеземный агломерат с неосновными компонентами, и после этого отделенные оксиды алюминия и титана подвергают магнитной сепарации с высокой напряженностью для извлечения оксида титана.After magnetic separation step S204 for separating iron and iron oxides, the remaining red iron is subjected to physical separation in step S205 to separate aluminum, silica and titanium using gravity separation. As discussed above, aluminum, titanium and other metal components can be separated due to their weight using a cyclone separator or other type of gravity separator. Cyclone 112 according to FIG. 1 may be used to carry out step S205. The physical separation step can separate out aluminum oxide particles and, separately, titanium oxide particles. Alternatively, the physical separation step S205 may separate the alumina and titanium oxide particles, leaving a silica agglomerate with minor components, and then the separated alumina and titanium oxides are subjected to high intensity magnetic separation to recover the titanium oxide.
Кремнеземный агломерат, получаемый с помощью этапа физической сепарации S205 или комбинации этапа физической сепарации S205 и магнитной сепарации с высокой напряженностью, может быть утилизирован по другим назначениям, например, для применений в строительстве. В некоторых вариантах осуществления кремнеземный агломерат может быть подвергнут дальнейшей обработке для извлечения содержащихся в нем неосновных элементов, таких как ванадий, марганец и хром.The silica agglomerate produced by the S205 physical separation step or the combination of the S205 physical separation step and high intensity magnetic separation can be recycled for other purposes, such as construction applications. In some embodiments, the silica agglomerate may be further processed to extract the minor elements it contains, such as vanadium, manganese, and chromium.
Способ по фиг. 2 может осуществляться с использованием системы, показанной на фиг. 1, или с использованием модифицированной системы 300, показанной на фиг. 3A-3B. Система 300 по фиг. 3A-3B включает в себя аналогичные или практически такие же компоненты, как и система по фиг. 1. В частности, иллюстративная система 300, показанная на фиг. 3A, включает в себя одну или более горелок 302, обеспечивающих тепло и/или пламя в устройстве 304 очистки, нагревательную трубу 306, дробилку 308, магнитный сепаратор 310 и циклонный сепаратор 312. Как и в системе по фиг. 1, иллюстративное устройство 304 очистки включает в себя шнековый конвейер для транспортировки КШ вдоль устройства 304 очистки и одну или более горелок 302, которые обеспечивают тепло и могут вводить пламя в устройство очистки с тем, чтобы нагревать КШ до по меньшей мере 1200°C, а предпочтительно до по меньшей мере 1400°C, или в диапазоне температур 1400-2000°C. Подвергнутый очистке КШ затем транспортируют к нагревательной трубе 306, которая может содержать вращающуюся трубчатую печь или т.п., включает в себя множество ребер 307, как описано выше в отношении фиг. 1, 6A-6C, и которая вращается, нагревая КШ до 600-1500°C или поддерживая КШ при этой температуре, как описано выше, или в диапазоне 600-1400°C или 800-1500°C. Как и в вариантах осуществления по фиг. 1, температуру в устройстве 304 очистки и нагревательной трубе 306 можно измерять с помощью термопары или другого подходящего датчика температуры, и ею можно управлять вручную или автоматически. Хотя это не показано на фиг. 3A, температурой в устройстве 304 очистки и/или нагревательной трубе 306 можно управлять с помощью контроллера, запрограммированного принимать информацию о температуре, измеренной в устройстве 304 очистки и/или нагревательной трубе 306, и регулировать одну или более горелок 302 и/или нагревательную трубу 306 для подачи большего или меньшего количества тепла на основе принятой информации. Контроллер может включать в себя один или более процессоров или цепей для осуществления вышеуказанного управления.The method according to FIG. 2 can be implemented using the system shown in FIG. 1, or using a modified system 300 shown in FIG. 3A-3B. System 300 of FIG. 3A-3B includes similar or substantially the same components as the system of FIG. 1. In particular, the exemplary system 300 shown in FIG. 3A includes one or more burners 302 providing heat and/or flame to the cleaning device 304, a heating tube 306, a crusher 308, a magnetic separator 310, and a cyclone separator 312. As with the system of FIG. 1, an exemplary cleaning device 304 includes a screw conveyor for transporting the CB along the cleaning device 304 and one or more burners 302 that provide heat and can introduce a flame into the cleaning device so as to heat the CB to at least 1200°C, and preferably up to at least 1400°C, or in the temperature range 1400-2000°C. The cleaned ash is then transported to a heating tube 306, which may include a rotary kiln or the like, including a plurality of fins 307, as described above with respect to FIG. 1, 6A-6C, and which rotates, heating the kernel to 600-1500°C or maintaining the kernel at this temperature, as described above, or in the range of 600-1400°C or 800-1500°C. As in the embodiments of FIGS. 1, the temperature in the cleaning device 304 and the heating pipe 306 can be measured using a thermocouple or other suitable temperature sensor, and can be controlled manually or automatically. Although this is not shown in FIG. 3A, the temperature in the cleaning device 304 and/or heating pipe 306 can be controlled by a controller programmed to receive information about the temperature measured in the cleaning device 304 and/or heating pipe 306 and adjusting one or more burners 302 and/or heating pipe 306 to supply more or less heat based on received information. The controller may include one or more processors or circuits for performing the above control.
Как показано на фиг. 3A, обработанный КШ, выходящий из нагревательной трубы 306, охлаждается, что может быть осуществлено в секции охлаждения, следующей за нагревательной трубой 306, используя теплообменники или подобные устройства, а после этого КШ транспортируется к дробилке 308, которая измельчает, дробит или мелет КШ до тонкодисперсного порошка с размером частиц примерно 200 меш или меньше. Тонкодисперсный порошок КШ затем транспортируют к магнитному сепаратору 310 для магнитного извлечения железа и оксидов железа из КШ, а затем транспортируют к циклонному сепаратору 312 для физического отделения алюминия и титана от кремнеземного агломерата с использованием гравитационной сепарации. Как было рассмотрено выше в отношении фиг. 1 и 2, оксиды титанаAs shown in FIG. 3A, the processed kernel material exiting the heating pipe 306 is cooled, which may be carried out in a cooling section following the heating pipe 306 using heat exchangers or the like, and thereafter the kernel material is transported to a crusher 308, which crushes, crushes or grinds the kernel material to fine powder with a particle size of approximately 200 mesh or less. The fine KS powder is then transported to a magnetic separator 310 to magnetically recover iron and iron oxides from the KS, and then transported to a cyclone separator 312 to physically separate aluminum and titanium from the silica agglomerate using gravity separation. As discussed above with respect to FIG. 1 and 2, titanium oxides
- 9 044807 могут быть отделены с использованием магнитной сепарации с высокой напряженностью либо после, либо до физической сепарации соединений алюминия из КШ. Как было также рассмотрено выше, кремнеземный агломерат может быть подвергнут дальнейшей переработке и/или применен для других целей, например в строительстве и для производства бетона или цемента.- 9 044807 can be separated using high-tension magnetic separation either after or before the physical separation of aluminum compounds from KS. As also discussed above, silica agglomerate can be further processed and/or used for other purposes, such as in construction and for the production of concrete or cement.
Как показано на фиг. 3A, по меньшей мере некоторые из компонентов системы 300 заключены или частично заключены в корпус 301, который может быть выполнен в виде трубы или вращающейся трубы или вращающейся трубчатой печи. В некоторых вариантах осуществления горелка 302, устройство 304 очистки, нагревательная труба 306, дробилка, магнитный сепаратор 310 и/или циклонный сепаратор 310 имеют практически такую же конфигурацию, как и соответствующие компоненты системы 100 по фиг. 1, и эти компоненты размещены внутри или частично внутри корпуса 301.As shown in FIG. 3A, at least some of the components of the system 300 are enclosed or partially enclosed in a housing 301, which may be in the form of a pipe or a rotary pipe or a rotary kiln. In some embodiments, the burner 302, cleaning device 304, heating tube 306, crusher, magnetic separator 310, and/or cyclone separator 310 are configured substantially the same as the corresponding components of the system 100 of FIG. 1, and these components are housed within or partially within housing 301.
В других вариантах осуществления корпус 301 образует множество секций, каждая из которых соответствует некоторым или всем из компонентов 302-312, показанным на фиг. 3, так что каждая операция соответствующих компонентов 302-312 реализуется внутри корпуса 301. Например, в некоторых вариантах осуществления корпус 301 содержит вращающуюся трубу, имеющую множество секций, причем первая секция соответствует секции 304 очистки и включает в себя одну или более горелок 302, которые могут быть заключены или частично заключены в корпусе 301 или расположены снаружи от него, секцию 306 прокаливания, включающую в себя множество ребер 307 и, в некоторых случаях, включающую в себя один или более источников нагрева (например, дополнительную горелку), секцию 308 дробления, которая включает в себя дробильное или измельчающее оборудование, такое как множество стальных мелющих шаров, секцию 310 магнитной сепарации, которая включает в себя один или более магнитов для создания магнитного поля таким образом, чтобы отделять железо и оксиды железа от порошка обработанного КШ, и секцию 312 гравитационной физической сепарации, которая отделяет оставшиеся компоненты, используя силу тяжести. В некоторых вариантах осуществления корпус 301 дополнительно включает в себя одну или более секций охлаждения, следующих за секцией 304 очистки и/или следующих за секцией 306 прокаливания. В качестве альтернативы, секция 306 дробления может служить секцией охлаждения в то время, как обработанный КШ подвергается дроблению или измельчению. Такие секции охлаждения могут включать в себя один или более теплообменников или другое охлаждающее оборудование. В некоторых вариантах осуществления систем по фиг. 1 и 3 нагревательная труба 106/306 или секция 306 прокаливания в корпусе 301 может включать в себя множественные трубы или множественные ступени прокаливания.In other embodiments, the housing 301 defines a plurality of sections, each of which corresponds to some or all of the components 302-312 shown in FIG. 3 such that each operation of the respective components 302-312 is implemented within the housing 301. For example, in some embodiments, the housing 301 includes a rotating tube having a plurality of sections, the first section corresponding to the cleaning section 304 and including one or more burners 302, which may be enclosed or partially enclosed within or located externally to a housing 301, a calcination section 306 including a plurality of fins 307 and, in some cases, including one or more heating sources (e.g., an additional burner), a crushing section 308, which includes crushing or grinding equipment such as a plurality of steel grinding balls, a magnetic separation section 310 that includes one or more magnets for generating a magnetic field so as to separate iron and iron oxides from the treated KS powder, and a section 312 gravitational physical separation, which separates the remaining components using gravity. In some embodiments, the housing 301 further includes one or more cooling sections following the cleaning section 304 and/or following the calcination section 306. Alternatively, the crushing section 306 may serve as a cooling section while the processed ash is crushed or crushed. Such cooling sections may include one or more heat exchangers or other cooling equipment. In some embodiments of the systems of FIGS. 1 and 3, the heating tube 106/306 or the calcination section 306 in the housing 301 may include multiple tubes or multiple calcination stages.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления системы по фиг. 3 корпус 301 содержит вращающуюся трубу и включает в себя циклонную горелку 302, или любую другую подходящую горелку, для обеспечения тепла и/или пламени в первых двух секциях, т.е. секции 304 очистки и секции 306 прокаливания, чтобы удалить из КШ токсичные материалы, такие как гидроксид натрия, и восстановить железо и оксид железа в КШ. Циклонная горелка 302 может быть предусмотрена на входе во вращающийся трубчатый корпус 301, как показано на фиг. 3, или может включать в себя одну или более горелок по длине первой и/или второй секций, в дополнение к циклонной горелке 302 или вместо циклонной горелки. КШ может подаваться в первую секцию вращающегося трубчатого корпуса с помощью шнекового конвейера или любого другого подходящего конвейера. Вращающийся трубчатый корпус 301 в этих вариантах осуществления также включает в себя третью секцию, т.е. секцию 308 охлаждения и дробления, следующую за первой и второй секциями, для охлаждения обработанного КШ и дробления КШ до тонкодисперсного порошка, имеющего размер частиц примерно 200 меш или меньше, используя металлические мелющие шары или другие подходящие дробильные устройства. Следующая за третьей секцией четвертая секция, т.е. магнитный сепаратор 310, извлекает магнитные компоненты, включая железо и оксиды железа, из порошка КШ. Пятая секция, т.е. циклонный сепаратор 312, также может быть предусмотрена во вращающемся трубчатом корпусе 301 для отделения других компонентов в КШ, таких как алюминиевые и/или титановые компоненты, от остающегося кремнеземного агломерата. В некоторых вариантах осуществления циклонный сепаратор 312 может быть предусмотрен снаружи от вращающегося трубчатого корпуса 301 и будет принимать КШ после того, как он подвергнут магнитной сепарации в четвертой секции. Хотя в описываемых выше вариантах осуществления КШ обрабатывают, используя вначале нагрев и после этого дробление или помол перед процессами извлечения, в других вариантах осуществления КШ может подвергаться дроблению или помолу перед процессами нагрева или между двумя процессами нагрева. Кроме того, хотя устройство очистки/секция очистки 304 в вариантах осуществления по фиг. 3A предшествует нагревательной трубе/секции прокаливания 306, в других вариантах осуществления порядок размещения устройства очистки/секции очистки 304 и нагревательной трубы/секции прокаливания 306 может быть обратным. Кроме того, в других вариантах осуществления устройство очистки/секция очистки 304 может быть скомбинировано(а) вместе с нагревательной трубой/секцией прокаливания 306 с тем, чтобы иметь только одну секцию нагрева.In some illustrative embodiments of the system of FIG. 3, housing 301 contains a rotating tube and includes a cyclone burner 302, or any other suitable burner, to provide heat and/or flame to the first two sections, i.e. a cleaning section 304 and a calcination section 306 to remove toxic materials such as sodium hydroxide from the BL and reduce iron and iron oxide in the BL. A cyclone burner 302 may be provided at the inlet of the rotating tubular body 301, as shown in FIG. 3, or may include one or more burners along the length of the first and/or second sections, in addition to or instead of the cyclone burner 302. The ash can be fed into the first section of the rotating tubular body using a screw conveyor or any other suitable conveyor. The rotating tubular body 301 in these embodiments also includes a third section, i.e. a cooling and crushing section 308 subsequent to the first and second sections for cooling the processed red mud and crushing the black mud to a fine powder having a particle size of about 200 mesh or less using metal grinding balls or other suitable crushing devices. Following the third section is the fourth section, i.e. Magnetic separator 310, removes magnetic components, including iron and iron oxides, from KS powder. The fifth section, i.e. A cyclone separator 312 may also be provided in the rotating tubular body 301 to separate other components in the CS, such as aluminum and/or titanium components, from the remaining silica agglomerate. In some embodiments, a cyclone separator 312 may be provided external to the rotating tubular body 301 and will receive the cyclone after it has been subjected to magnetic separation in the fourth section. Although in the above-described embodiments the red mud is processed using first heating and then crushing or grinding before recovery processes, in other embodiments the black mud may be crushed or ground before the heating processes or between two heating processes. In addition, although the cleaning device/cleaning section 304 in the embodiments of FIG. 3A precedes the heating tube/calcination section 306, in other embodiments, the placement order of the cleaning device/cleaning section 304 and the heating pipe/calcining section 306 may be reversed. Moreover, in other embodiments, the cleaning device/cleaning section 304 may be combined with the heating tube/calcination section 306 so as to have only one heating section.
В некоторых вариантах осуществления используются множественные вращающиеся трубчатые корпуса 301, имеющих описанную выше конструкцию, как показано на фиг. 3B. Множественные вращающиеся трубчатые корпуса 301 могут приводиться в движение с помощью одного или более электродвигателей, а в некоторых вариантах осуществления только один электродвигатель используется дляIn some embodiments, multiple rotating tubular bodies 301 having the structure described above are used, as shown in FIG. 3B. The multiple rotating tubular bodies 301 may be driven by one or more electric motors, and in some embodiments, only one electric motor is used to
--
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/533,232 | 2019-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA044807B1 true EA044807B1 (en) | 2023-10-02 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10851007B1 (en) | System for processing Red Mud and method of processing Red Mud | |
| US20210079488A1 (en) | System for processing red mud and method of processing red mud | |
| FI114393B (en) | Method and plant for making cement clinker | |
| US8069581B2 (en) | System for purifying contaminated soil | |
| PL190049B1 (en) | Method of and apparatus for obtaining cement clinker using blast furnace slag | |
| KR101341914B1 (en) | Method for grinding material to be ground | |
| WO2016041039A1 (en) | Process and system for eliminating the potential for ld and eaf steel slag expansion | |
| CN108972865B (en) | Operation method of rotary waste incineration fly ash microwave sintered ceramsite | |
| KR101608020B1 (en) | Heat-desorption system of oil-contaminated soil by direct irradiation of microwave and heat-desorption method using the same | |
| WO2006135047A1 (en) | Method for reduction of organic chlorinated compound in cement manufacture plant, and cement manufacture plant | |
| JPH11246247A (en) | Cement producing device | |
| JP2007091890A (en) | System for removing foreign matter in biomass fuel | |
| JP2005125234A (en) | Dust collecting apparatus and dust collecting method of cement production facility | |
| CN101193831B (en) | Method for reduction of organic chlorinated compound in cement manufacture plant, and cement manufacture plant | |
| EA044807B1 (en) | SYSTEM FOR PROCESSING RED MUKE AND METHOD FOR PROCESSING RED MUKE | |
| JP3960007B2 (en) | Method for treating waste containing fibers | |
| JP2007326752A (en) | Manufacturing process of cement clinker | |
| Krot et al. | The use of heat from the incineration of municipal solid waste for processing of phosphogypsum | |
| JP2004275973A (en) | Method for treating contaminated soil | |
| KR101124756B1 (en) | Processing assembly of a raw ore powder and processing method of a raw ore using there of | |
| JP7120766B2 (en) | Exhaust gas treatment device | |
| US6907994B2 (en) | Process for converting wet fly ash into dry useful industrial products | |
| WO2022115512A1 (en) | System for processing red mud and method of processing red mud | |
| JP2007216208A (en) | Treating method of waste | |
| JP2005029402A (en) | Method for producing cement |