JP2023551070A - System for processing red mud and method of processing red mud - Google Patents

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Abstract

赤泥を処理する方法は、赤泥を所定の温度に加熱するステップと、赤泥を所定の粒径に破砕するステップと、赤泥から鉄成分を物理的に抽出するステップと、赤泥からアルミニウム成分を物理的に抽出するステップと、を含み、アルミニウム成分の前記物理的な抽出は、鉄成分の物理的な抽出とは別個であり、鉄成分を物理的に抽出するステップおよびアルミニウム成分を物理的に抽出するステップは、赤泥への化学添加物の添加を必要とせずに行われる。The method of processing red mud consists of heating the red mud to a predetermined temperature, crushing the red mud to a predetermined particle size, physically extracting iron components from the red mud, and physically extracting the aluminum component, the physical extraction of the aluminum component being separate from the physical extraction of the iron component; The physical extraction step is performed without the need for the addition of chemical additives to the red mud.

Description

赤泥(RM:red mud)は、アルミニウムを製造するためのバイヤーボーキサイト法の結果、アルミナ産業から生じる産業廃棄物である。アルミナ産業は、アルミナ1トンごとに1.5~2トン前後のRMを生じる。毒性の副生成物として生成されるRMは、これまで技術的に役に立たないと考えられ、世界各地の沈殿池や有毒物質廃棄場に貯留されてきた。30億トンを超える毒性RMが世界各地に貯蔵されており、この量は日々増加している。 Red mud (RM) is an industrial waste product produced from the alumina industry as a result of the Bayer bauxite process for producing aluminum. The alumina industry produces around 1.5 to 2 tons of RM for every ton of alumina. RM, which is produced as a toxic by-product, has until now been considered technically useless and has been stored in sedimentation ponds and toxic waste sites around the world. More than 3 billion tons of toxic RM are stored around the world, and this amount is increasing every day.

RMは、苛性ソーダの含有に起因してアルカリ性が高く、そのために腐食性が非常に高く、また環境にとって毒性のある重金属を含有している。通例、RMは、Na2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2、および他の物質を様々な量ずつ含んでいる。例えば、フランスに所在するRMの化学分析では、RMが、14%のAl、11.5%のTiO、50%のFe、6%のSiO、5.5%のCaO、および3.5%のNaOを含むことが示された。中国に所在するRMの別の化学分析では、RMが、6.4~7.5%前後のSiO、9.8~15%のAl、23.4~40.2%のFe、3.9~37%のCaSO、4.3~9.2%のTiO、0.4~1.4%のTiO、0.4~1.4%のNaO、0.01~0.03%のMgO、ならびに水分および揮発性物質に相当する13.5~28%の強熱減量(LOI:Loss on Ignition)を含むことが示された。乾燥ベースで、RMは、通例、45~55%の酸化鉄、10~25%の酸化アルミニウム、およびおよそ10%の酸化チタンを含有している。これらの化学分析から分かるように、アルミニウム、鉄、およびある程度のチタン金属が、比較的高い量でRM中に存在する。その結果、RMは、アルミニウム、鉄、およびチタンを含む、有用な金属成分を含んでいる。しかし、RMの高いアルカリ性および毒性のために、これら金属の抽出は難しく、これら金属のうちの1つまたは複数を除去するためにRMを化学的に処理するには、他の毒性物質の添加を必要とする。 RM is highly alkaline due to its caustic soda content, and is therefore highly corrosive, and also contains heavy metals that are toxic to the environment. Typically, RM contains varying amounts of Na2O, Al2O3, Fe2O3, SiO2, TiO2, and other materials. For example, chemical analysis of a RM located in France shows that the RM contains 14% Al 2 O 3 , 11.5% TiO 2 , 50% Fe 2 O 3 , 6% SiO 2 , 5.5% It was shown to contain CaO, and 3.5% Na2O . Another chemical analysis of a RM located in China shows that the RM contains around 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 a loss on ignition (LOI) of 13.5-28%, corresponding to moisture and volatiles. On a dry basis, RM typically contains 45-55% iron oxide, 10-25% aluminum oxide, and approximately 10% titanium oxide. As can be seen from these chemical analyses, aluminum, iron, and some titanium metals are present in relatively high amounts in the RM. As a result, RM contains useful metal components, including aluminum, iron, and titanium. However, due to the high alkalinity and toxicity of RM, extraction of these metals is difficult, and chemical treatment of RM to remove one or more of these metals requires the addition of other toxic substances. I need.

本発明は、RMからアルミニウム、鉄およびチタン金属を抽出して回収するためにRMに化学物質を添加することを必要としない、RMを処理する方法を提供する。本発明は、物理的抽出を使用することにより、RM成分と反応するためのさらなる化学物質を添加することによってRMを化学的に処理することなく、これら金属の回収を高い割合、例えば90%を超える回収、で達成する。本発明の方法は、複雑でなく、多量のRMを処理して環境的に安全な成分を産生し、それによりRMを無害の物質にするために適合されている。 The present invention provides a method of processing RM that does not require adding chemicals to the RM to extract and recover aluminum, iron, and titanium metals from the RM. By using physical extraction, the present invention achieves a high percentage recovery of these metals, e.g. 90%, without chemically processing the RM by adding further chemicals to react with the RM components. Achieve greater recovery. The method of the present invention is uncomplicated and adapted to process large amounts of RM to produce environmentally safe components, thereby rendering the RM a non-hazardous material.

本発明は、赤泥を処理するためのシステムを対象とし、システムは、赤泥を第1の温度に加熱するように制御される第1の加熱区間と、赤泥を第1の温度よりも低い第2の温度に加熱するように制御される第2の加熱区間と、赤泥を所定の粒径に破砕するように構成された粉砕機と、赤泥から少なくとも鉄成分およびアルミニウム成分を物理的に抽出するための1つまたは複数の分離器と、を備えている。ある特定の実施形態では、第1の温度は、少なくとも1200℃であり、1400~2000℃の間であってもよく、第2の温度は、600~1500℃の間である。一部の実施形態では、システムは、赤泥を第1の温度に加熱するように第1の加熱区間を制御する、および/または赤泥を第2の温度に加熱するように第2の加熱区間を制御するようにプログラムされた、コントローラを含む。 The present invention is directed to a system for treating red mud, the system comprising: a first heating section controlled to heat the red mud to a first temperature; a second heating section controlled to heat to a lower second temperature; a crusher configured to crush the red mud to a predetermined particle size; and a crusher configured to crush at least iron and aluminum components from the red mud. one or more separators for extracting In certain embodiments, the first temperature is at least 1200°C, and may be between 1400-2000°C, and the second temperature is between 600-1500°C. In some embodiments, the system controls 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. Includes a controller programmed to control the section.

ある特定の実施形態では、第1の加熱区間は、第1の加熱区間に沿って赤泥を搬送するように構成されたオーガースクリュー搬送機と、第1の加熱区間内で火炎を発生させるように構成された1つまたは複数のバーナと、を含む。第2の加熱区間は、その内側表面に沿って複数のフィンを有する管炉を含んでよい。そのような実施形態では、管炉は、その内側表面に第1の配置で複数のフィンを有する入口部分と、その内側表面に第1の配置とは異なる第2の配置で複数のフィンを有する出口部分と、を含む。例えば、入口部分は、互いと重なり合わずに配置された複数のフィンを含み、出口部分は、各々がその隣の別のフィンと重なり合う複数のフィンを含む。 In certain embodiments, the first heating section includes an auger screw conveyor configured to convey red mud along the first heating section and a flame generator configured to generate a flame within the first heating section. one or more burners configured to. The second heating section may include a tube furnace having a plurality of fins along its interior surface. In such embodiments, the tube furnace has an inlet portion having a plurality of fins in a first arrangement on its inner surface and a plurality of fins in a second arrangement different from the first arrangement on its inner surface. an outlet portion; For example, the inlet portion includes a plurality of fins arranged non-overlapping with each other, and the outlet portion includes a plurality of fins each overlapping another fin next to it.

ある特定の実施形態では、粉砕機は、ボールミルを備え、赤泥を冷却するための冷却区間をさらに含む。1つまたは複数の分離器は、赤泥から鉄および酸化鉄を抽出するように構成された磁気分離器を含む。一部の実施形態では、磁気分離器は、鉄および酸化鉄を抽出した後に赤泥から酸化チタンを抽出するようにさらに構成される。1つまたは複数の分離器が、重力分離を使用して赤泥から少なくともアルミニウムを分離するためのサイクロン分離器を含んでよい。1つまたは複数の分離器は、赤泥に化学物質を添加することなく、赤泥から鉄成分およびアルミニウム成分を分離するように構成される。 In certain embodiments, the mill comprises a ball mill and further includes a cooling section for cooling the red mud. The one or more separators include magnetic separators configured to extract iron and iron oxides from the red mud. In some embodiments, the magnetic separator is further configured to extract titanium oxide from the red mud after extracting iron and iron oxide. The one or more separators may include a cyclone separator to separate at least aluminum from the red mud using gravity separation. The one or more separators are configured to separate iron and aluminum components from the red mud without adding chemicals to the red mud.

一部の実施形態では、システムは、第1の加熱区間と、第2の加熱区間と、粉砕機と、1つまたは複数の分離器の少なくとも1つとを少なくとも部分的に包囲するハウジングを含む。ハウジングは、第1の加熱区間と、第2の加熱区間と、粉砕機と、少なくとも1つまたは複数の分離器とを包囲する複数のエリアを含む回転管炉の形態であってよい。 In some embodiments, the system includes a housing that at least partially encloses the first heating section, the second heating section, the mill, and at least one of the one or more separators. The housing may be in the form of a rotary tube furnace including a plurality of areas surrounding a first heating section, a second heating section, a crusher, and at least one or more separators.

本発明はまた、赤泥を少なくとも1400℃に加熱するように制御される加熱区間と、赤泥を所定の粒径に破砕するように構成された粉砕機と、赤泥から少なくとも鉄成分およびアルミニウム成分を物理的に抽出するための1つまたは複数の分離器とを備えた、赤泥を処理するためのシステムを対象とする。一部の実施形態では、加熱区間は、赤泥を1400~2000℃に加熱するように制御されるバーナを含む。加熱区間内のバーナは、ガス化装置バーナ、直火式バーナ、高熱放出バーナ、および/またはサイクロンバーナであってよい。加熱区間はまた、加熱区間の少なくとも一部分に沿って赤泥を搬送するためのオーガースクリュー搬送機を含む。1つまたは複数の分離器は、赤泥から少なくとも鉄および酸化鉄を抽出するための磁気分離器と、重力分離を使用して赤泥から少なくともアルミニウムを抽出するためのサイクロン分離器と、を含む。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の分離器は、赤泥に化学物質を添加することなく、赤泥から少なくとも鉄およびアルミニウムを物理的に分離するように構成される。 The present invention also provides a heating zone 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 at least an iron component and an aluminum component from the red mud. The present invention is directed to a system for processing red mud, comprising one or more separators for physically extracting the components. In some embodiments, the heating section includes a burner that is controlled to heat the red mud to 1400-2000°C. The burners in the heating section may be gasifier burners, direct-fired burners, high heat release burners, and/or cyclone burners. The heating section also includes an auger screw conveyor for conveying the red mud along at least a portion of the heating section. The one or more separators include a magnetic separator for extracting at least iron and iron oxides from the red mud and a cyclone separator for extracting at least aluminum from the red mud using gravity separation. . In certain 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.

一部の実施形態では、システムは、加熱区間、粉砕機と、1つまたは複数の分離器の少なくとも1つとを少なくとも部分的に包囲するハウジングをさらに備える。ハウジングは、加熱区間と、粉砕機と、少なくとも1つまたは複数の分離器とを包囲する複数のエリアを含む回転管炉の形態であってよい。 In some embodiments, the system further comprises a housing that at least partially encloses the heating section, the mill, and at least one of the one or more separators. The housing may be in the form of a rotary tube furnace including a plurality of areas surrounding a heating section, a crusher and at least one or more separators.

本発明はまた、赤泥を処理する方法を対象とする。一部の実施形態では、方法は、赤泥から苛性ソーダを除去するために赤泥を少なくとも1400℃の温度で衛生化することと、赤泥を所定の粒径に破砕することと、赤泥から少なくとも鉄成分およびアルミニウム成分を物理的に抽出することと、を含む。一部の実施形態では、方法は、赤泥から苛性ソーダを除去するために赤泥を加熱することと、赤泥を所定の粒径に破砕することと、赤泥から少なくとも鉄成分およびアルミニウム成分を物理的に抽出することと、を含み、この処理はすべて、赤泥に化学物質を添加することなく行われる。 The invention is also directed to a method of treating red mud. In some embodiments, the method includes: sanitizing the red mud at a temperature of at least 1400° C. to remove caustic soda from the red mud; and crushing the red mud to a predetermined particle size. physically extracting at least an iron component and an aluminum component. In some embodiments, the method includes heating red mud to remove caustic soda from the red mud, crushing the red mud to a predetermined particle size, and removing at least iron and aluminum components from the red mud. All this processing is done without adding any chemicals to the red mud.

本発明によるRMを処理するためのシステムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a system for processing RM according to the present invention. 本発明によるRMを処理する工程を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the process of processing RM according to the present invention. 本発明によるRMを処理するためのシステムの別の概略構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another schematic configuration of a system for processing RM according to the present invention. 図3Aのシステムの複数のハウジングの例示的配置を示す図である。3B illustrates an exemplary arrangement of multiple housings of the system of FIG. 3A; FIG. 図1および図3のシステムで使用されるバーナの写真である。4 is a photograph of the burner used in the systems of FIGS. 1 and 3. FIG. 図1および図3のシステムで使用される衛生化装置の写真である。4 is a photograph of the sanitization device used in the systems of FIGS. 1 and 3; FIG. 図1および図3の加熱管と共に使用される図5A~Cの衛生化装置の写真である。5A-C is a photograph of the sanitization device of FIGS. 5A-C used with the heating tube of FIGS. 1 and 3; FIG. 図1および図3のシステムで使用される加熱管の写真である。4 is a photograph of a heating tube used in the systems of FIGS. 1 and 3. FIG. 図1および図3のシステムで使用される例示的な磁気分離器を示す図である。4 illustrates an exemplary magnetic separator for use in the systems of FIGS. 1 and 3; FIG. 尾鉱池に貯留されている、または工場供給物として提供される赤泥を処理する例示的方法のフローチャートである。1 is a flowchart of an exemplary method of processing red mud that is stored in a tailings pond or provided as a factory feed. フィルタープレスから得られる赤泥を処理する例示的方法のフローチャートである。1 is a flowchart of an exemplary method of processing red mud obtained from a filter press.

本発明では、RMの処理は、RMを衛生化し、苛性ソーダなどの毒性成分を除去するために、RMを非常に高い温度、例えば1200℃超、ある特定の実施形態では1400℃超、に加熱する熱工程と、RMを例えば200メッシュの微粉に粉砕またはボールミリングする粉砕工程と、RMから鉄、アルミニウムおよびチタンなどの金属を抽出し、無害のシリカ凝集体を残すための物理的抽出工程と、を含む。熱工程は、それまで毒性であったRMを無害で環境に安全なものにするためにRMを衛生化する。本発明の全工程は、RMに化学物質を全く添加することなく行われ、そのことにより、熱が利用可能であればこの工程が行われることが可能になり、また、すでに毒性のある物質に毒性の化学物質を添加することを回避する。さらに、工程に化学物質が添加されないので、本発明の工程の結果、毒性のない環境的に安全な物質を産生するための付加的な清掃処理や化学的複生成物の処分が必要とされない。 In the present invention, treatment of the RM involves heating the RM to very high temperatures, e.g., greater than 1200°C, and in certain embodiments greater than 1400°C, in order to sanitize the RM and remove toxic components such as caustic soda. a thermal step, a grinding step to grind or ball mill the RM to a fine powder of e.g. 200 mesh, and a physical extraction step to extract metals such as iron, aluminum and titanium from the RM, leaving harmless silica agglomerates; including. The thermal process sanitizes the previously toxic RM to render it non-toxic and environmentally safe. The entire process of the present invention is carried out without any addition of chemicals to the RM, which allows the process to be carried out if heat is available and also allows the use of already toxic substances. Avoid adding toxic chemicals. Furthermore, since no chemicals are added to the process, the process of the present invention does not require additional cleanup or disposal of chemical by-products to produce a non-toxic and environmentally safe material.

図1は、本出願の第1の実施形態による、RMを処理するための例示的システムの概略構成を示し、図2は、図1のシステムを使用して、または同様のシステムを使用してRMを処理するための例示的方法のフローチャートを示す。図1に示すように、システム100は、熱工程のための熱および火炎を提供する1つまたは複数のバーナ102と、RMが衛生化される衛生化装置104と、RMが熱を使用してさらに処理される加熱管106と、RMを粉砕する粉砕機108と、処理・粉砕されたRMから磁気成分を分離するための磁気分離器110と、RMの中の残りの成分を分離して取り出すためのサイクロン分離器112とを含む。バーナ102は、バイオマスを燃料として使用するガス化装置バーナ、サイクロンバーナ、直火式バーナ、高熱放出(HTR:high thermal release)バーナ、電気アーク炉、誘導炉、または任意の燃料で動作し、少なくとも1200℃、好ましくは少なくとも1400℃の高熱を生成することが可能な、任意の他のタイプのバーナからなってよい。ある特定の実施形態では、バーナ102は、管の中に管を備えており、燃料、例えばガス、は、内側管を通じて供給されて点火され、一方、外側管は、バーナ102の燃焼能力を高めるために空気を供給する。内側管は、外側管によって供給された空気を受けるための複数の開口を含んでよい。バーナ102の大きさは、1400℃を超える温度にRMを加熱するために必要とされる熱を提供するためにバーナが小さいまたは大きい口径を有し得るように、また小さいまたは大きい長さを有し得るように、様々に異なってよい。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an exemplary system for processing RM according to a first embodiment of the present application, and FIG. 2 shows a schematic configuration of an exemplary system for processing RM using the system of FIG. 1 shows a flowchart of an example method for processing RMs. As shown in FIG. 1, the system 100 includes one or more burners 102 that provide heat and flame for the thermal process, a sanitization device 104 where the RM is sanitized, and a sanitization device 104 where the RM uses heat. A heating tube 106 for further processing, a crusher 108 for crushing the RM, a magnetic separator 110 for separating magnetic components from the treated and crushed RM, and separating and taking out the remaining components in the RM. cyclone separator 112 for The burner 102 can be a biomass-fueled gasifier burner, a cyclone burner, a direct-fired burner, a high thermal release (HTR) burner, an electric arc furnace, an induction furnace, or any fuel-operated gasifier burner, and at least It may consist of any other type of burner capable of producing high heat of 1200°C, preferably at least 1400°C. In certain embodiments, the burner 102 includes tubes within tubes, and fuel, e.g., gas, is supplied and ignited through the inner tube, while the outer tube increases the combustion capacity of the burner 102. supply air for. The inner tube may include a plurality of openings for receiving air supplied by the outer tube. The size of the burner 102 is such that the burner may have a small or large diameter and may have a small or large length to provide the heat required to heat the RM to temperatures in excess of 1400°C. may be as varied as possible.

図1のシステムで使用され得る例示的バーナ102が、バーナ/ガス化装置を示す図4Aおよび図4Bに示されている。図4Aでは、バーナ102はオフになっているのに対し、図4Bでは、バーナは動作しており、RMが曝されることになる火炎を生成している。このシステムで使用される例示的バーナ102は、パッケージ化された低NOx多燃料バーナであるHauck(登録商標)Eco-starIIバーナであってよい。2000℃の温度に加熱が可能な任意の他のバーナが、本発明のシステムに適する。加えて、バーナの大きさは、処理されるRMの量およびシステム100の大きさに応じて様々に異ならせてよい。ある特定の実施形態では、バーナ102は、別の企業、例えばHauck(登録商標)、によって製造された既存のバーナであってよく、システム100で使用するためにカスタマイズされてよい。例えば、バーナをより小型にし、システムの配管に合わせるために、出口配管を含む特定の配管がバーナから取り除かれてよい。加えて、バーナ102は、発電機の大きさを制限し、また世界のどの地域でも世界的な運用を可能にするために、動作に110Vの電力を必要とするようにカスタマイズされてよい。ある例示的実施形態では、バーナ102は、動作のために5~7kWの発電機を必要とする。例えば、上述したHauck(登録商標)Eco-starIIバーナは、それに空気を供給するために三相モータを使用し、一部の実施形態では、このバーナが、三相モータおよびそれに対応する空気供給機器を、送風機、送風機モータおよび/またはファンなど、別の、より費用効果の高い機器に置き換えるように改造されてよい。他のタイプのバーナが、110Vの電力で動作し、より費用およびエネルギー効果が高くなるように、同様にカスタマイズされてよい。 An exemplary burner 102 that may be used in the system of FIG. 1 is shown in FIGS. 4A and 4B, which depict a burner/gasifier. In FIG. 4A, the burner 102 is off, whereas in FIG. 4B, the burner is operating, producing a flame to which the RM is exposed. An exemplary burner 102 used in this system may be a Hauck® Eco-star II burner, which is a packaged low NOx multi-fuel burner. Any other burner capable of heating to temperatures of 2000°C is suitable for the system of the invention. Additionally, the size of the burner may vary depending on the amount of RM being processed and the size of the system 100. In certain embodiments, burner 102 may be an existing burner manufactured by another company, such as Hauck®, and may be customized for use in system 100. For example, certain piping, including outlet piping, may be removed from the burner to make the burner more compact and to match the system piping. Additionally, the burner 102 may be customized to require 110V power for operation to limit generator size and enable worldwide operation in any region of the world. In an exemplary embodiment, burner 102 requires a 5-7 kW generator for operation. For example, the Hauck® Eco-star II burner described above uses a three-phase motor to supply air to it, and in some embodiments, the burner has a three-phase motor and a corresponding air supply equipment. may be modified to replace it with another, more cost-effective equipment, such as a blower, blower motor, and/or fan. Other types of burners may be similarly customized to operate with 110V power and be more cost and energy efficient.

ある特定の実施形態では、バーナ102は、RMが加熱されながら火炎に曝されるように、火炎を生成する。一部の実施形態では、複数の小さいまたは同じサイズのバーナまたは火炎源が衛生化装置104に沿って設けられてよく、それらは、より大きいサイズの主バーナに加えて、またはその代わりに使用されてよい。複数の小さいバーナは、これらに限定されないが、2000℃の加熱が可能な高温焼草器バーナを含み得る。以下で説明される、図5A~Eに示される衛生化装置104を使用する例示的実施形態では、複数のバーナが、衛生化装置104用の大きいサイズのバーナを必要とすることなく、衛生化装置104の中に熱および直接の火炎を提供する。 In certain embodiments, burner 102 generates a flame such that the RM is exposed to the flame while being heated. In some embodiments, multiple small or equal-sized burners or flame sources may be provided along the sanitization device 104, and they may be used in addition to or in place of the larger-sized main burner. It's fine. The plurality of small burners may include, but are not limited to, high temperature macerator burners capable of heating to 2000°C. In an exemplary embodiment described below using the sanitizing device 104 shown in FIGS. Heat and direct flame are provided within the device 104.

バーナが火炎および熱を生成し、RMを1200℃またはそれ以上、好ましくは1400℃またはそれ以上、に加熱するために使用される燃料は、ガス、バイオガス、合成ガス、バイオマス、電気、石炭、石炭粉、マイクロ波、処理済汚水ペレット(PSP)、使用済み油、プラズマ、例えばおがくずやペレットなどの木材加工企業からの廃物、トウモロコシの皮、ナッツの殻、わら、木材、農業廃棄物、またはこれら燃料の組合せなど、任意の熱源を含む。 The burner generates the flame and heat and the fuel used to heat the RM to 1200°C or more, preferably 1400°C or more, can be gas, biogas, syngas, biomass, electricity, coal, Coal powder, microwaves, treated sewage pellets (PSP), used oil, plasma, waste from wood processing enterprises such as sawdust and pellets, corn husks, nut shells, straw, wood, agricultural waste, or Includes any heat source, such as a combination of these fuels.

衛生化装置104は、衛生化装置104に沿って、衛生化装置から次の処理段階までRMを衛生化装置104に搬送するためのオーガースクリュー搬送機または同様の搬送機を含み、その間に、RMはバーナ102からの高熱に曝される。衛生化装置104は、好ましくはRMが濾過および/または予備加熱あるいは他の適切な方法を使用して30%未満の水分含有量まで乾燥された後に、RMを受け取る。通例、RMは、乾燥積層を使用して乾燥状態で池に貯留されており、よって、RMは、池からシステム100の衛生化装置104に直接供給されてよい。RMがオーガー搬送機を使用して搬送される間、RMは、非常に高い温度に加熱され、バーナ102および/または補助バーナによって生成された火炎に曝される。本発明の衛生化装置104の例示的構成が図5A~Eに示される。図5A~Bはフレームを示し、これは、筐体によって覆われたオーガースクリュー搬送機(図5C~Dに見ることができる)を保持し、3つの小さな補助バーナ104aを含む。オーガースクリュー搬送機は、筐体104cの端部104bに接続されたモータ(図5Cに見ることができる)によって駆動され、筐体104cは、オーガースクリュー搬送機を収容し、RMが衛生化装置の中を通って搬送されるときにRMを保持する。図5Cでは、筐体104cの中に設けられたオーガースクリュー搬送機104dは、フレームのない状態で示されており、筐体104cの開口が、内部に設けられたオーガースクリュー搬送機104dの一部を露出させている。図5Dは、オーガースクリュー搬送機104dを露出させるように筐体の一部分が取り除かれた、オーガースクリュー搬送機104dの模式的な描写を示す。図5Eは、処理されるRMを衛生化装置104に供給するホッパー103に取り付けられた衛生化装置104を示し、衛生化装置104は、衛生化されたRMを衛生化装置104から受け取る加熱管106の隣に位置する。本発明のシステム100が組み立てられたとき、衛生化装置104または加熱管106と流体接続するその端部部分は、処理中のRMを閉じ込めるようにハウジング(図示せず)によって包囲されてよい。 Sanitizer 104 includes an auger screw conveyor or similar conveyor for transporting RMs along sanitizer 104 from the sanitizer to the next processing stage, during which RM is exposed to high heat from burner 102. Sanitization device 104 receives the RM, preferably after the RM has been dried to a moisture content of less than 30% using filtration and/or preheating or other suitable methods. Typically, RM is stored in a pond in a dry state using a dry stack, and thus the RM may be supplied directly from the pond to the sanitization device 104 of the system 100. While the RM is transported using the auger transport, the RM is heated to very high temperatures and exposed to a flame generated by burner 102 and/or an auxiliary burner. An exemplary configuration of a sanitization device 104 of the present invention is shown in FIGS. 5A-E. Figures 5A-B show a frame that holds an auger screw conveyor (visible in Figures 5C-D) covered by a housing and includes three small auxiliary burners 104a. The auger screw conveyor is driven by a motor (visible in FIG. 5C) connected to the end 104b of the housing 104c, which houses the auger screw conveyor and the RM of the sanitizing device. Holds the RM as it is transported through it. In FIG. 5C, the auger screw conveyor 104d provided in the housing 104c is shown without a frame, and the opening of the housing 104c is a part of the auger screw conveyor 104d provided inside. is exposed. FIG. 5D shows a schematic depiction of auger screw transport 104d with a portion of the housing removed to expose auger screw transport 104d. FIG. 5E shows a sanitizing device 104 attached to a hopper 103 that supplies RMs to be processed to a sanitizing device 104, and a heating tube 106 that receives sanitized RMs from the sanitizing device 104. located next to. When the system 100 of the present invention is assembled, the sanitizing device 104 or its end portion in fluid communication with the heating tube 106 may be surrounded by a housing (not shown) to confine the RM during processing.

図5A~Eの衛生化装置104の例示的実施形態は、衛生化装置のためにオーガースクリュー搬送機を使用しているが、他の実施形態では、RMは、オーガースクリュー搬送機の代わりに、衛生化装置内を重力で供給されてよい。さらに他の実施形態では、バーナによって発生させた火炎によって、サイクロンが衛生化装置内に形成されてよく、そのサイクロンが、オーガースクリュー搬送機と共に使用されるか、またはオーガースクリュー搬送機の代わりに使用されてもよい。一部の実施形態では、RMを衛生化するために流動床システムが使用されてよい。さらに、衛生化装置のサイズおよび寸法は、現場の要件および処理されるRMの量に応じて、様々に異ならせてよい。一部の実施形態では、同じ構成または異なる構成を有する複数の衛生化装置104が使用されてよく、それらの衛生化装置は、直列に接続されても並列に接続されてよい。 Although the exemplary embodiment of the sanitization device 104 of FIGS. 5A-E uses an auger screw conveyor for the sanitization device, in other embodiments, the RM instead of an auger screw conveyor It may be gravity fed through the sanitization device. In still other embodiments, a cyclone may be formed within the sanitization device by the flame generated by the burner, and the cyclone may be used with or in place of an auger screw conveyor. may be done. In some embodiments, a fluidized bed system may be used to sanitize the RM. Additionally, the size and dimensions of the sanitization device may vary depending on site requirements and the amount of RM to be treated. In some embodiments, multiple sanitization devices 104 having the same or different configurations may be used, and the sanitization devices may be connected in series or in parallel.

衛生化装置104内で、RMは、少なくとも1200℃に、好ましくは1400℃に加熱される。ある特定の実施形態では、RMは、1400~2000℃の範囲内の温度に加熱される。RMは、好ましくは、この温度に最大で5分間にわたり曝される。RMを火炎にさらし、RMを1400℃またはそれ以上の温度に加熱することにより、RM中のシリカ成分をガラスに転換し、RMから苛性ソーダを除去する。その結果、衛生化装置から送出されるRMは、無害であり、pH中性またはpH中性前後である。加えて、火炎および熱へのRMの曝露は、RM中の鉄の一部またはすべてを変換し得る。 Within the sanitization device 104, the RM is heated to at least 1200°C, preferably 1400°C. In certain embodiments, the RM is heated to a temperature within the range of 1400-2000°C. The RM is preferably exposed to this temperature for a maximum of 5 minutes. By exposing the RM to a flame and heating the RM to a temperature of 1400° C. or higher, the silica content in the RM is converted to glass and the caustic soda is removed from the RM. As a result, the RM delivered from the sanitization device is non-hazardous and is at or near pH neutral. Additionally, exposure of the RM to flame and heat may convert some or all of the iron in the RM.

オーガー搬送機、またはRMを攪拌もしくはかき混ぜながら衛生化装置に沿ってRMを搬送する同様の搬送機を使用することにより、すべてのRM粒子が均等に火炎からの熱に曝されて、RM中の苛性ソーダを除去するかまたは実質的に除去し、またRM中のシリカ成分をガラスに転換する。加えて、RMをバーナ102の火炎に曝すことにより、RMの粒子または粒を分離させ、各RMの粒子または粒が少なくとも1200℃、好ましくは1400~2000℃の範囲の望まれる温度に到達するように、各RM粒子または粒が火炎に曝されることを確実にする。さらに、オーガーまたは同様の搬送機を使用することは、システム100が、大量のRMの処理を可能にするようにRMを継続的に処理するために連続的に使用されることを可能にする。 By using an auger conveyor or similar conveyor that conveys the RM along the sanitization equipment while agitating or agitating the RM, all RM particles are evenly exposed to the heat from the flame and the The caustic soda is removed or substantially removed and the silica component in the RM is converted to glass. In addition, exposing the RM to the flame of burner 102 causes the RM particles or grains to separate such that each RM particle or grain reaches a desired temperature of at least 1200°C, preferably in the range of 1400-2000°C. First, ensure that each RM particle or grain is exposed to the flame. Further, the use of an auger or similar conveyor allows the system 100 to be used continuously to continuously process RMs to enable processing of large quantities of RMs.

システム100のある特定の実施形態では、図4A~4Bに示されるものと同様のバーナ102は、動作中に火炎が出る管または送出口を含む。そのような実施形態では、衛生化装置104は、バーナ102のこの火炎送出口を延長し、オーガースクリュー搬送機の筐体の役割を果たす、延長された送出口の内側にオーガースクリュー搬送機を設置することによって形成されてよい。衛生化装置104のこの構成では、RMは、オーガー搬送機によって、火炎に近い方の端部の近くかまたは火炎から遠い方の端部から、延長された送出口の中に導入される。いずれの場合も、延長された送出口の中の火炎と、入って来る空気とがサイクロンを生じさせて、供給されたRMの中で粒子または粒の移動またはかき混ぜを引き起こす。その結果、RM粒子または粒は、火炎に当たるときに分離され、それぞれの個々の粒子または粒は、少なくとも1200℃、好ましくは1400~2000℃の望ましい温度に達する。 In certain embodiments of the system 100, a burner 102 similar to that shown in FIGS. 4A-4B includes a tube or outlet through which a flame exits during operation. In such embodiments, the sanitizing device 104 extends this flame outlet of the burner 102 and installs an auger screw conveyor inside the extended outlet, which acts as a housing for the auger screw conveyor. may be formed by In this configuration of the sanitization device 104, the RM is introduced into the elongated outlet by an auger conveyor either near the end proximal to the flame or from the end remote from the flame. In either case, the flame in the elongated outlet and the incoming air create a cyclone that causes movement or agitation of particles or grains within the supplied RM. As a result, the RM particles or grains are separated when hit by the flame, and each individual particle or grain reaches a desired temperature of at least 1200°C, preferably 1400-2000°C.

RMが衛生化装置104内で熱処理を受けた後、RMは、加熱管106に搬送されて、より低い温度における第2の加熱工程を受ける。この第2の加熱工程は、か焼工程である。ある特定の実施形態では、RMは、オーガー搬送機によって衛生化装置104から加熱管106に供給され、そこでRMは冷え、600~1400℃の間の温度に保たれる。一部の実施形態では、加熱管106内の温度は、800~1500℃の間である。この例示的実施形態における加熱管106は、回転管炉または同様の炉を備えている。代替として、セメントか焼管炉または任意の他の炉が、システム100内で加熱管106として使用されてよい。第2の加熱工程の間に、RMは、必要な場合はシリカのガラスへの転換を完了するために、およびRM中の鉄および酸化鉄を変換して金属鉄(Fe)およびある範囲の酸化鉄を得るために、さらに処理される。具体的には、衛生化装置104および加熱管106における2ステップの加熱工程は、RM中の鉄化合物を、ヘマタイト(Fe)および磁鉄鉱(Fe)を含む酸化鉄ならびに金属鉄(Fe)にする。処理されるRMの鉄および酸化鉄の含有量に応じて、結果として得られる処理されたRMは、金属鉄(Fe)、ならびに様々な量のヘマタイト(Fe)、針鉄鉱(FeO)、および磁鉄鉱(Fe)を含んでいる。 After the RM has undergone heat treatment within the sanitization device 104, the RM is transferred to the heating tube 106 to undergo a second heating step at a lower temperature. This second heating step is a calcination step. In certain embodiments, the RM is fed by an auger conveyor from the sanitizing device 104 to the heating tube 106 where the RM is cooled and maintained at a temperature between 600 and 1400°C. In some embodiments, the temperature within heating tube 106 is between 800-1500°C. Heating tube 106 in this exemplary embodiment comprises a rotary tube furnace or similar furnace. Alternatively, a cement calciner tube furnace or any other furnace may be used as heating tube 106 within system 100. During the second heating step, the RM is heated to complete the conversion of silica to glass, if necessary, and to convert the iron and iron oxides in the RM to metallic iron (Fe) and a range of oxides. further processed to obtain iron. Specifically, the two-step heating process in the sanitizing device 104 and the heating tube 106 converts the iron compounds in the RM into iron oxides and metallic iron, including hematite (Fe 2 O 3 ) and magnetite (Fe 3 O 4 ). (Fe). Depending on the iron and iron oxide content of the RM being treated, the resulting treated RM contains metallic iron (Fe), as well as varying amounts of hematite ( Fe2O3 ), goethite (FeO). , and magnetite (Fe 3 O 4 ).

第2の加熱工程中にRMの完全な処理およびRM中の鉄の実質的な変換を確実にするために、本発明の加熱管106は、回転管炉または回転加熱炉を備え、これはある特定の実施形態では、RMの完全な処理を確実にするために複数のフィンまたは邪魔板を含む。例示的な加熱管106が図6A~Cに示される。図6Aは、加熱管106の一部分の写真を示し、図6B~Cは、加熱管の各反対側の開口を示し、管の中に設けられたフィン構造を示している。図6B~Cに示すように、加熱管106は、外側表面および内側表面と、管の内側表面に沿って設けられた複数の邪魔板またはフィン107とを含む。加熱管のこの例示的実施形態では、図6Bは、加熱管106の入口開口を示し、図6Cは加熱管106の出口開口を示している。他の実施形態では、これらの開口は逆にされてよく、または、入口開口と出口開口が、実質的に同じフィンおよびその配置をもつ、同じまたは実質的に同じ構成を有してよい。 To ensure complete treatment of the RM and substantial conversion of iron in the RM during the second heating step, the heating tube 106 of the present invention comprises a rotary tube furnace or rotary heating furnace, which is Certain embodiments include multiple fins or baffles to ensure complete treatment of the RM. An exemplary heating tube 106 is shown in FIGS. 6A-C. FIG. 6A shows a photograph of a portion of the heating tube 106, and FIGS. 6B-C show the openings on each opposite side of the heating tube and show the fin structure provided within the tube. As shown in FIGS. 6B-C, heating tube 106 includes an outer surface and an inner surface and a plurality of baffles or fins 107 along the inner surface of the tube. In this exemplary embodiment of the heating tube, FIG. 6B shows the inlet opening of the heating tube 106 and FIG. 6C shows the outlet opening of the heating tube 106. In other embodiments, the apertures may be reversed or the inlet and outlet apertures may have the same or substantially the same configuration with substantially the same fins and arrangement thereof.

一部の実施形態では、加熱管106は、加熱管の入口に開口している第1の区間106aと、加熱管の出口に開口している第2の区間106bとを含む。第1の区間106aと第2の区間106bとは、異なるフィン107および内部での異なるフィン配置を有している。図6Bに示すように、第1の区間は、加熱管106の内側表面に、角度の付いたねじ山状のパターンで配置された複数のリブ状フィン107aを有する。加熱管106の出口に向かう方向にリブ状フィン107aの後に、複数の山型フィン107bが加熱管106の内側表面に設けられている。山型フィン107bの各々は、一端が加熱管106の内側表面に取り付けられており、フィン107bの他端は取り付けられていない。山型フィン107bは、第1の区間内で内側表面の周囲に沿って互いから実質的に等間隔であり、これらのフィン107bは互いと重なっていない。フィン107b同士の間隔は、様々に異ならせてよく、図6Bに示される間隔に限定されない。さらに、フィン107bの間隔は、第1の区間106aの長さに沿って、第2の区間106bに向かう方向に向かって、隣り合うフィン107b間の間隔を増すまたは減らすように、第1の区間106aの長さに沿って変動してよい。加えて、山型フィン107bは、第1の区間106aの長さに沿って複数の列として設けられてよく、隣り合う列のフィン107b同士は、位置合わせされても、または互いに対してずらされていてもよい。 In some embodiments, the heating tube 106 includes a first section 106a opening to the heating tube inlet and a second section 106b opening to the heating tube outlet. The first section 106a and the second section 106b have different fins 107 and different fin arrangements inside. As shown in FIG. 6B, the first section has a plurality of rib-like fins 107a arranged on the inner surface of the heating tube 106 in an angled thread-like pattern. A plurality of chevron-shaped fins 107b are provided on the inner surface of the heating tube 106 after the rib-like fins 107a in the direction toward the outlet of the heating tube 106. Each of the chevron-shaped fins 107b has one end attached to the inner surface of the heating tube 106, and the other end of the fin 107b is not attached. The chevron-shaped fins 107b are substantially equally spaced from each other along the circumference of the inner surface within the first section, and the fins 107b do not overlap each other. The spacing between the fins 107b may vary and is not limited to the spacing shown in FIG. 6B. Furthermore, the spacing between the fins 107b is such that the spacing between adjacent fins 107b increases or decreases along the length of the first section 106a toward the second section 106b. It may vary along the length of 106a. Additionally, the chevron-shaped fins 107b may be provided in multiple rows along the length of the first section 106a, with fins 107b in adjacent rows being aligned or offset relative to each other. You can leave it there.

図6Cは、加熱管106の第2の区間106b内のフィン107cの構成および配置を示す。示されるように、本例示的実施形態では、区間106b内の各フィン107cは、2つの板部分が互いに対して角度を付けられた山型形状を有する。しかし、第2の区間106bの山型フィン107cは、管106の内側表面に対して、第1の区間106aの山型フィン107bとは異なる角度で置かれている。一部の実施形態では、各フィン107c内で板部分の一方が他方の板部分より長くてよく、対して他の実施形態では、板部分は実質的に同じ長さであってよい。フィン107cは、各フィンの一方の板部分が管106の内側表面に取り付けられるかまたは連結され、他方の板部分は、取り付けられず、隣のフィンの取り付けられている方の板部分とわずかに重なるように、管の内側表面に配置される。本実施形態における隣同士のフィンは互いとわずかに重なり合っているが、他の実施形態では、フィンは、互いと重ならないように広く間隔が空けられていてよく、またはより大きい重なりをもたらすように互いとより狭い間隔であってもよい。さらに、図6Bで分かるように、フィン107cは、管106の長さに沿って複数の列として配置され、隣り合う列は、所定の距離、例えばフィンの幅の1/3または1/2、だけオフセットされている。 FIG. 6C shows the configuration and placement of fins 107c within second section 106b of heating tube 106. As shown, in the exemplary embodiment, each fin 107c in section 106b has a chevron shape with two plate portions angled relative to each other. However, the chevron fins 107c of the second section 106b are placed at a different angle to the inner surface of the tube 106 than the chevron fins 107b of the first section 106a. In some embodiments, one of the plate portions may be longer than the other plate portion within each fin 107c, whereas in other embodiments, the plate portions may be substantially the same length. Fins 107c are arranged such that one plate portion of each fin is attached or connected to the inner surface of tube 106, and the other plate portion is not attached and is slightly spaced from the attached plate portion of the adjacent fin. are placed on the inner surface of the tube in an overlapping manner. Although adjacent fins in this embodiment slightly overlap each other, in other embodiments the fins may be widely spaced so that they do not overlap each other, or may be spaced apart to provide greater overlap. They may also be more closely spaced from each other. Further, as can be seen in FIG. 6B, the fins 107c are arranged in multiple rows along the length of the tube 106, with adjacent rows separated by a predetermined distance, e.g., 1/3 or 1/2 the width of the fins. only offset.

管106内でのフィンの構成およびそれらの配置は、管106が回転される間に管内でのRMの望まれる混合およびかき混ぜを促す。その結果、RMのすべての粒子または粒が、管160の中で熱に曝され、熱処理される。フィンの配置および構成を管の長さに沿って変えることにより、あるエリア、例えば第1の区間の山型フィン107bのエリア、では、管の他のエリアより多くのかき混ぜおよび混合を提供するように、管内でのRMのかき混ぜおよび混合が制御される。 The configuration of the fins and their placement within the tube 106 facilitates the desired mixing and agitation of the RMs within the tube while the tube 106 is rotated. As a result, all particles or grains of RM are exposed to heat in tube 160 and heat treated. By varying the placement and configuration of the fins along the length of the tube, certain areas, such as the area of chevron fins 107b in the first section, may be provided with more agitation and mixing than other areas of the tube. Additionally, agitation and mixing of the RM within the tube is controlled.

動作中、加熱管106は、回転し、温度を600℃より上、または所定の温度範囲内、例えば600~1400℃または800~1500℃または600~1500℃、に維持するように熱を供給する。加熱管106内の温度は、手動で、または加熱管106内の温度を感知する熱電対を使用して自動的に制御されてよい。加熱管106に供給されたRMは、RM粒子がフィン107aおよび加熱管106の内側側壁に当たる時に、1200℃またはそれ以上の温度から600~1500℃に冷える。さらに、投入されたRMに伴う空気の取り込みおよび加熱管106の回転が、RM粒子または粒が熱に曝され、RM中の鉄のすべてまたは実質的にすべてが変換されるように、加熱管106内でサイクロンまたは気体の移動を作り出す。図には示していないが、ある特定の実施形態では、サイクロンを作り出すため、および管106内での粒子の移動を促進するために、図4A~図4Bに示すバーナなどのバーナが加熱管106と共に使用されてよい。 In operation, the heating tube 106 rotates and provides heat to maintain the temperature above 600°C or within a predetermined temperature range, such as 600-1400°C or 800-1500°C or 600-1500°C. . The temperature within the heating tube 106 may be controlled manually or automatically using a thermocouple that senses the temperature within the heating tube 106. The RM supplied to the heating tube 106 cools from a temperature of 1200° C. or higher to 600-1500° C. when the RM particles hit the fins 107a and the inner sidewall of the heating tube 106. Additionally, the air entrainment and rotation of heating tube 106 associated with the input RM causes heating tube 106 to rotate such that the RM particles or grains are exposed to heat and all or substantially all of the iron in the RM is converted. Create a cyclone or gas movement within. Although not shown in the figures, in certain embodiments, a burner, such as the burner shown in FIGS. May be used with

図6A~Cに示す加熱管106の説明例では、加熱管106は、長さ90フィート、直径8~10フィートであり、異なる構成を有する複数のフィンを有する2つの区間を含んでいる。他の実施形態では、フィンは、同じ形状を有してよく、加熱管全体に同じように配置されてよく、または、フィンは、同じ形状を有し、2つ以上の区間の間で異なるように配置されてよい。同じもしくは異なるフィンの構成を持つ、またはフィンが全くない、追加的な区間が、加熱管内に設けられてよい。他の実施形態では、加熱管の長さは、システムの構成および要件、周囲状況、および現場の要件に応じて、より短くまたはより長く異ならせてよい。加熱管の直径も、特に処理されるRMの量に応じて、異ならせてよい。ある特定の実施形態では、加熱管106の長さは40~50フィートであり、加熱管106の直径は8~10フィートである。加えて、図6A~Cに示すフィンは、一部の加熱管または加熱管の一部の区間では省略されてよく、また一部の実施形態では、他の混合または攪拌技術が使用されてよい。一部の実施形態では、複数の加熱管が使用されてよく、並列に配列されても直列に配置されてもよく、それら加熱管は、同じ構成を有しても異なる構成を有してもよい。例えば、RMを処理するためのより高い容量を費用効果的に提供するために、実質的に同じ構成を有する複数の加熱管106が、並列に配置されてよく、同じモータを使用してまたは別々のモータを使用して回転されてよい。さらに、図1および図6A~6Cは、加熱管106が水平方向に配置されているのを示すが、他の実施形態では、加熱管106は、加熱管がRMを所要温度に加熱することができる限り、垂直方向に配置されてもよい。 In the illustrative example of heating tube 106 shown in FIGS. 6A-C, heating tube 106 is 90 feet long, 8-10 feet in diameter, and includes two sections having a plurality of fins with different configurations. In other embodiments, the fins may have the same shape and be arranged the same way throughout the heating tube, or the fins may have the same shape and differ between two or more sections. may be placed in Additional sections with the same or different fin configurations, or no fins at all, may be provided within the heating tube. In other embodiments, the length of the heating tube may vary shorter or longer depending on system configuration and requirements, ambient conditions, and site requirements. The diameter of the heating tube may also vary, depending in particular on the amount of RM to be treated. In certain embodiments, the length of the heating tube 106 is 40-50 feet, and the diameter of the heating tube 106 is 8-10 feet. Additionally, the fins shown in FIGS. 6A-C may be omitted in some heating tubes or in some sections of heating tubes, and other mixing or agitation techniques may be used in some embodiments. . In some embodiments, multiple heating tubes may be used, which may be arranged in parallel or in series, and which may have the same or different configurations. good. For example, multiple heating tubes 106 having substantially the same configuration may be placed in parallel and using the same motor or separately to cost-effectively provide higher capacity for processing RM. may be rotated using a motor. Additionally, although FIGS. 1 and 6A-6C show heating tubes 106 arranged horizontally, in other embodiments, heating tubes 106 may heat the RM to a desired temperature. As far as possible, it may be arranged vertically.

図1には示されていないが、衛生化装置104および/または加熱管106内の温度は、衛生化装置104および/または加熱管106の中で感知された温度に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて、より多くのまたはより少ない熱を供給するべく1つまたは複数のバーナ102および/または加熱管106を調整するようにプログラムされたコントローラによって制御されてよい。コントローラは、上記の制御機能を行うための1つまたは複数のプロセッサまたは回路を含んでよい。 Although not shown in FIG. 1, the temperature within the sanitizing device 104 and/or the heating tube 106 receives information regarding the temperature sensed within the sanitizing device 104 and/or the heating tube 106, and the received information may be controlled by a controller programmed to adjust one or more burners 102 and/or heating tubes 106 to provide more or less heat based on. The controller may include one or more processors or circuits to perform the control functions described above.

衛生化装置104および加熱管106内での熱処理後、処理されたRMは、磁性酸化鉄(Fe、FeO、およびFe)、いくらかの磁気鉄(Fe)、ならびに非磁性アルミニウム、酸化チタンおよび酸化シリコンと微量の他の酸化物の混合物を含んでいる。処理されたRMを、X線回折を使用して分析して、その成分を判定した。表1および表2は、処理されたRMサンプルRM1およびRM2に対するこの分析の結果を示している。 After heat treatment in sanitization device 104 and heating tube 106, the treated RM contains magnetic iron oxides ( Fe2O3 , FeO, and Fe3O4 ), some magnetic iron (Fe), and non-magnetic aluminum. , contains a mixture of titanium oxide and silicon oxide with trace amounts of other oxides. The treated RM was analyzed using X-ray diffraction to determine its composition. Tables 1 and 2 show the results of this analysis for treated RM samples RM1 and RM2.

Figure 2023551070000002
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Figure 2023551070000003
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図1は、バーナ102および衛生化装置104が第1の加熱段階に使用され、加熱管106が第2の加熱段階に使用されるシステムを示しているが、他の実施形態では、加熱管106を使用する第2の加熱段階は、バーナ102および衛生化装置104を使用する第1の加熱段階を行う前に行われてもよい。さらに他の実施形態では、第2の加熱段階は、上記の加熱管と同様の別々の加熱管を使用して行われる、または複数段階の処理を含むように構成された同じ加熱管を使用して行われる、複数のか焼段階を含んでよい。さらなる実施形態では、2つの加熱段階は、単一の加熱段階が行われるように組み合わされてよい。そのような実施形態では、RMは、少なくとも1200℃に、好ましくは1400~2000℃に加熱され、加熱管106の中を搬送されながらバーナ102を使用して1つまたは複数の火炎に曝され、加熱管106は回転することにより、苛性ソーダなどの毒性成分を除去し、シリカ成分をガラスに転換し、鉄成分を金属鉄(Fe)および各種の酸化鉄に変換するように、RMの徹底的な処理を促す。そのような実施形態では、オーガースクリュー搬送機は省略されてよく、または、オーガースクリュー搬送機を加熱管106内で使用して、加熱管106にRMを搬送する、および/または加熱管106の少なくとも一部分を通るようにRMを搬送してよい。 Although FIG. 1 shows a system in which burner 102 and sanitizing device 104 are used for a first heating stage and heating tube 106 is used for a second heating stage, in other embodiments, heating tube 106 A second heating stage using the burner 102 and sanitizing device 104 may be performed before performing the first heating stage using the burner 102 and the sanitizing device 104. In still other embodiments, the second heating stage is performed using a separate heating tube similar to the heating tube described above, or using the same heating tube configured to include multiple stages of processing. There may be multiple calcination steps performed. In further embodiments, the two heating stages may be combined such that a single heating stage is performed. In such embodiments, the RM is heated to at least 1200°C, preferably between 1400 and 2000°C, and exposed to one or more flames using burner 102 while being conveyed through heating tube 106; By rotating the heating tube 106, the RM is thoroughly heated to remove toxic components such as caustic soda, convert silica components into glass, and convert iron components into metallic iron (Fe) and various iron oxides. Prompt processing. In such embodiments, the auger screw conveyor may be omitted or an auger screw conveyor may be used within the heating tube 106 to convey the RM to the heating tube 106 and/or at least The RM may be conveyed through a portion.

さらに、一部の実施形態では、バーナ102および衛生化装置104および/または加熱管106は、下記でさらに詳しく説明される粉砕機108の後に配置されてよい。しかし、図1の例示的実施形態では、粉砕機108が加熱管106の後に配置されており、そのため、粉砕機108は、処理された無害なRMを受け取る。粉砕機108は、鋼製または他の好適なボールを使用するボールミリング、または乾燥粉末を摩砕もしくは破砕するのに適した他のタイプの破砕機器を含んでよい。本実施形態では、処理されたRMは、熱交換器、大気、または水中での急冷や他の冷却液などの他の好適な冷却手段を使用して、粉砕機108に供給される前に冷却されてよい。ある特定の実施形態では、処理されたRMから冷却工程中に熱を回収し、システムに供給されるRMを加熱するために内部で、または例えば水を加熱するなどの他の目的のために外部で使用してよい。 Additionally, in some embodiments, burner 102 and sanitization device 104 and/or heating tubes 106 may be placed after grinder 108, which is described in more detail below. However, in the exemplary embodiment of FIG. 1, a crusher 108 is located after the heating tube 106, so that the crusher 108 receives the treated non-hazardous RM. The grinder 108 may include a ball mill using steel or other suitable balls, or other type of grinding equipment suitable for grinding or crushing dry powder. In this embodiment, the processed RM is cooled before being fed to the grinder 108 using a heat exchanger, air, or other suitable cooling means such as quenching in water or other cooling fluids. It's okay to be. In certain embodiments, heat is recovered from the processed RM during the cooling process and used internally to heat the RM supplied to the system or externally for other purposes, such as heating water. May be used in

粉砕機108によって受け取られると、冷却された処理済みのRMは、200メッシュの粒径またはそれ以下に摩砕される。処理されたRMの摩砕は、加熱工程中に還元されない他の金属酸化物から、鉄および酸化鉄の粒子を分離する。その結果、摩砕された処理済みのRM粉は、乾燥状態で物理的に各成分に分離することができる。例示的粉砕機108が図7に示され、これはボールミリング粉砕機である。 Once received by the grinder 108, the cooled, processed RM is ground to a particle size of 200 mesh or smaller. Milling of the treated RM separates iron and iron oxide particles from other metal oxides that are not reduced during the heating process. As a result, the milled and processed RM powder can be physically separated into its components in a dry state. An exemplary grinder 108 is shown in FIG. 7 and is a ball mill grinder.

処理されたRMが粉砕機108で摩砕された後、RMは、処理中に生成された鉄および酸化鉄を磁気分離するために磁気分離器110に受けられる。具体的には、既存の磁気分離機を使用して、鉄および酸化鉄を含む磁性物質を、処理されたRMから抽出してよい。一部の実施形態では、磁気分離器110内に設定される磁場の強度に応じて、鉄および酸化鉄に加えて、酸化チタンも磁気抽出され得る。そのような酸化チタンの磁気抽出は、鉄および酸化鉄を磁気分離した後に、別の磁気分離段階として行われてよい。ある特定の実施形態では、鉄および酸化鉄を分離するため、および/または酸化チタンを分離するための複数の磁気分離器110が使用されてよく、それらの分離器は、並列に接続されても直列に接続されてもよい。鉄および酸化鉄の磁気分離は、処理されたRMに存在する鉄/酸化鉄の90%以上を抽出し、詳細には鉄/酸化鉄の含有量の約96%~100%を抽出する。加えて、磁気分離の結果、濃縮された酸化鉄を含有する優れた生成物が得られ、これは、電気アーク炉で鋼を生産するためおよびその他用途にそのまま使用するのが容易で経済的である。 After the processed RM is milled in the grinder 108, the RM is received in a magnetic separator 110 for magnetic separation of iron and iron oxides produced during processing. Specifically, existing magnetic separators may be used to extract magnetic materials, including iron and iron oxides, from the treated RM. In some embodiments, depending on the strength of the magnetic field set within the magnetic separator 110, in addition to iron and iron oxide, titanium oxide may also be magnetically extracted. Such magnetic extraction of titanium oxide may be performed as a separate magnetic separation step after magnetic separation of iron and iron oxide. In certain embodiments, multiple magnetic separators 110 may be used to separate iron and iron oxide and/or to separate titanium oxide, and the separators may be connected in parallel. They may also be connected in series. Magnetic separation of iron and iron oxides extracts more than 90% of the iron/iron oxides present in the treated RM, in particular about 96% to 100% of the iron/iron oxide content. In addition, magnetic separation results in an excellent product containing concentrated iron oxides, which is easy and economical to use as is for producing steel in electric arc furnaces and for other applications. be.

処理されたRM粉から磁性成分(鉄、酸化鉄、および一部の実施形態では酸化チタン)を磁気抽出した後、残ったRMは、酸化アルミニウムおよび酸化チタンを含むRM中の残りの非磁性成分をそれらの重量に基づいて分離するために、サイクロン分離器112に提供される。サイクロン分離器112は、主としてシリカ成分を含む最終的な残留物から酸化アルミニウムおよび酸化チタンを分離するために、重力分離を使用する。一部の実施形態では、サイクロン分離器112はハイドロサイクロンであり、他の実施形態では、サイクロン分離器は、これらに限定されないが従来のジグ、挟みスルース(pinched sluice)、スパイラル、遠心ジグ、振動台、浮選装置等を含む、別の種類の渦式分離器または重力分離器である。ある特定の実施形態では、容量を増すため、および/または分離を完全にするために、複数のサイクロン分離器または重力分離器が並列または直列で使用されてよい。 After magnetic extraction of the magnetic components (iron, iron oxide, and in some embodiments titanium oxide) from the treated RM powder, the remaining RM is freed from the remaining non-magnetic components in the RM, including aluminum oxide and titanium oxide. are provided to a cyclone separator 112 to separate them based on their weight. Cyclone separator 112 uses gravity separation to separate aluminum oxide and titanium oxide from the final residue, which contains primarily silica components. In some embodiments, the cyclone separator 112 is a hydrocyclone; in other embodiments, the cyclone separator 112 is a conventional jig, pinched sluice, spiral, centrifugal jig, vibrating jig, etc. Another type of vortex separator or gravity separator, including tables, flotation devices, etc. In certain embodiments, multiple cyclone or gravity separators may be used in parallel or series to increase capacity and/or complete separation.

サイクロン分離器112を使用した重力分離の結果、酸化アルミニウムおよび酸化チタンが、磁気分離されたRMから分離され、シリカ成分および他の少量の要素を含むシリカ残留物が残る。このシリカ残留物は、建設およびレンガ、コンクリート、またはセメントの製造で使用され得る。 As a result of gravity separation using cyclone separator 112, aluminum oxide and titanium oxide are separated from the magnetically separated RM, leaving a silica residue containing silica components and minor amounts of other elements. This silica residue can be used in construction and making bricks, concrete, or cement.

上記で述べたように、図1のシステム100は、RMに化学物質を添加することなく、RMを処理して環境に無害にし、有用なRM成分を効率的にリサイクルすることができる。図1のシステム100または他の好適なシステムを使用してRMを処理する方法が図2に示される。 As mentioned above, the system 100 of FIG. 1 can process RMs to render them harmless to the environment and efficiently recycle useful RM components without adding chemicals to the RMs. A method of processing RM using system 100 of FIG. 1 or other suitable systems is shown in FIG.

図2に示すように、工程は、苛性ソーダなどの毒性成分を除去し、シリカをガラスに転換するようにRMを衛生化するために、RMを1,200℃またはそれ以上、好ましくは1400℃またはそれ以上、に加熱する衛生化ステップS201を含む。衛生化ステップS201は、図1のシステムのバーナ102および衛生化装置104を使用して行われてよい。 As shown in Figure 2, the process involves heating the RM to 1,200°C or above, preferably 1400°C or It further includes a sanitizing step S201 of heating. Sanitization step S201 may be performed using burner 102 and sanitization device 104 of the system of FIG.

ステップS201の衛生化工程の後、RMは次いでか焼ステップS202でさらに熱処理され、ここで、RMは、600℃またはそれ以上、好ましくは600~1500℃、または600~1400℃、または800~1500℃の温度範囲に、加熱される。か焼ステップS202中に、RMの鉄成分が変換されて、上記のように金属鉄(Fe)および各種の酸化鉄を発生させる。か焼ステップS202は、図1のシステムの加熱管106内で行われてよい。 After the sanitization step of step S201, the RM is then further heat treated in a calcination step S202, where the RM is heated to 600°C or more, preferably 600-1500°C, or 600-1400°C, or 800-1500°C. It is heated to a temperature range of ℃. During the calcination step S202, the iron component of the RM is converted to generate metallic iron (Fe) and various iron oxides as described above. The calcination step S202 may be performed within the heating tube 106 of the system of FIG.

ステップS202でRMをか焼した後、処理されたRMは、摩砕ステップS203で、約200メッシュ、好ましくは200メッシュまたはそれ以下、の微粉に粉砕または摩砕される。欠落ステップS203は、図1のシステムの粉砕機108を使用して行われてよい。 After calcining the RM in step S202, the treated RM is ground or ground to a fine powder of about 200 mesh, preferably 200 mesh or less, in a grinding step S203. Missing step S203 may be performed using the crusher 108 of the system of FIG.

図2は、衛生化ステップS201が最初に行われ、続いてか焼ステップS202、それに続いて摩砕ステップS203が行われるものと示しているが、他の実施形態では、か焼ステップS202が衛生化ステップS201の前に行われてよく、さらに他の実施形態では、摩砕ステップS203が、衛生化ステップS201およびか焼ステップS202の1つまたは複数の前に行われてよい。ステップS201~S203の順序は、処理の必要性、使用される機器、およびRMの条件に応じて異ならせてよい。図1のシステム構成要素の配置も、ステップS201~S203が行われる順序に応じて、同様に異ならせてよい。ステップS201~S203が行われた後、その結果得られる処理済みのRMは、図1に関して上記で述べたように、鉄、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化チタン、石英および/またはシリカ化合物を含む、非毒性で、環境に対して無害な微粉からなっている。 Although FIG. 2 shows that the sanitization step S201 is performed first, followed by the calcination step S202, followed by the grinding step S203, in other embodiments, the sanitation step S202 is performed The sanitizing step S201 may be performed before the sanitizing step S201, and in still other embodiments the grinding step S203 may be performed before one or more of the sanitizing step S201 and the calcination step S202. The order of steps S201-S203 may vary depending on processing needs, equipment used, and RM conditions. The arrangement of the system components in FIG. 1 may similarly vary depending on the order in which steps S201-S203 are performed. After steps S201-S203 are performed, the resulting treated RM contains iron, iron oxide, aluminum oxide, titanium oxide, quartz and/or silica compounds, as described above with respect to FIG. It consists of a fine powder that is non-toxic and harmless to the environment.

この処理済みのRMは、鉄および酸化鉄物質を送出するように、磁気分離ステップS204で鉄および酸化鉄の磁気分離にかけられる。磁気分離ステップS204で回収された鉄および酸化鉄は、圧縮されてレンガまたは小塊にされてよく、それはその後、電気アーク炉における鋼の生産に直接使用されてよい。磁気分離ステップは、図1のシステムの磁気分離器110を使用して行われてよい。 The treated RM is subjected to magnetic separation of iron and iron oxide in a magnetic separation step S204 to deliver iron and iron oxide materials. The iron and iron oxide recovered in the magnetic separation step S204 may be compressed into bricks or pellets, which may then be directly used for steel production in an electric arc furnace. The magnetic separation step may be performed using magnetic separator 110 of the system of FIG.

図2には示されていないが、ある特定の実施形態では、磁気分離ステップS204は、処理されたRMから酸化チタンを除去するために高強度の磁場を使用する第2の磁気分離工程をさらに含んでよい。この第2の磁気分離ステップは、処理されたRMから鉄および酸化鉄を磁気抽出した後、または下記のステップS205でRMからアルミニウムを除去した後に行われてよい。第2の磁気分離ステップは、鉄および酸化鉄の分離に使用されるのと同じ磁気分離器をより高い強度設定で使用して行われてよく、または別の磁気分離器内で行われてもよい。 Although not shown in FIG. 2, in certain embodiments, the magnetic separation step S204 further includes a second magnetic separation step that uses a high intensity magnetic field to remove titanium oxide from the processed RM. may be included. This second magnetic separation step may be performed after magnetic extraction of iron and iron oxide from the processed RM or after removing aluminum from the RM in step S205 below. The second magnetic separation step may be performed using the same magnetic separator used for iron and iron oxide separation at a higher intensity setting, or may be performed in a separate magnetic separator. good.

鉄および酸化鉄を分離する磁気分離ステップS204に続いて、残りのRMは、重力分離を使用してアルミニウム、シリカ、およびチタンを分離するためにステップS205で物理的分離を受ける。上述したように、アルミニウム、チタン、および他の金属成分は、サイクロン分離器または別のタイプの重力分離器を使用して、重量に基づいて分離され得る。図1のサイクロン112が、ステップS205を行うために使用されてよい。物理的分離ステップは、酸化アルミニウム粒子、およびそれと別に酸化チタン粒子を分離してよい。代替として、物理的分離ステップS205は、酸化アルミニウム粒子および酸化チタン粒子を分離して、少量成分と共にシリカ凝集体を残してよく、その後、分離された酸化アルミニウムおよび酸化チタンは、酸化チタンを抽出するための高強度の磁気分離にかけられる。 Following magnetic separation step S204 to separate iron and iron oxides, the remaining RM undergoes physical separation in step S205 to separate aluminum, silica, and titanium using gravity separation. As mentioned above, aluminum, titanium, and other metal components can be separated on a weight basis using a cyclone separator or another type of gravity separator. Cyclone 112 of FIG. 1 may be used to perform step S205. The physical separation step may separate the aluminum oxide particles and separately the titanium oxide particles. Alternatively, the physical separation step S205 may separate the aluminum oxide particles and the titanium oxide particles, leaving the silica aggregates with minor components, and then the separated aluminum oxide and titanium oxide extract the titanium oxide. subjected to high-intensity magnetic separation for

物理的分離ステップS205によって、または物理的分離ステップS205と高強度磁気分離の組合せによって生成されたシリカ凝集体は、建設用途など、他の用途のためにリサイクルされてよい。一部の実施形態では、シリカ凝集体は、バナジウム、マンガンおよびクロムなど、その中に含有される少量要素を回収するためにさらに処理されてよい。 The silica aggregates produced by the physical separation step S205 or a combination of physical separation step S205 and high intensity magnetic separation may be recycled for other uses, such as construction applications. In some embodiments, the silica aggregate may be further processed to recover minor elements contained therein, such as vanadium, manganese, and chromium.

図2の方法は、図1に示すシステムを使用して、または図3A~3Bに示す変更が加えられたシステム300を使用して行われてよい。図3A~3Bのシステム300は、図1のシステムと同様のまたは実質的に同じ構成要素を含む。具体的には、図3Aに示す例示的システム300は、衛生化装置304に熱および/または火炎を提供する1つまたは複数のバーナ302、加熱管306、粉砕機308、磁気分離器310、およびサイクロン分離器312を含む。図1のシステムと同様に、例示的な衛生化装置304は、衛生化装置304に沿ってRMを搬送するためのオーガースクリュー搬送機と、RMを少なくとも1200℃、好ましくは少なくとも1400℃、または1400~2000℃の温度範囲内に加熱するために、熱を提供すると共に、衛生化装置内に火炎を放出してよい、1つまたは複数のバーナ302とを含む。衛生化されたRMは、次いで加熱管306に搬送され、加熱管306は、回転管炉などを備えてよく、上記で図1、図6A~6Cに関して説明したように複数のフィン307を含み、RMを加熱しながら、またはRMを上記で説明したように600~1500℃に、または600~1400℃もしくは800~1500℃の範囲内に保ちながら回転する。図1の実施形態と同様に、衛生化装置304および加熱管306内の温度が、熱電対または他の好適な温度センサを使用して感知されてよく、または手動もしくは自動で制御されてもよい。図3Aには示されていないが、衛生化装置304および/または加熱管306内の温度は、衛生化装置304および/または加熱管306の中で感知された温度に関する情報を受け取り、受け取った情報に基づいて、より多くのまたはより少ない熱を供給するべく1つまたは複数のバーナ302および/または加熱管306を調整するようにプログラムされたコントローラによって制御されてよい。コントローラは、上記の制御を行うための1つまたは複数のプロセッサまたは回路を含んでよい。 The method of FIG. 2 may be performed using the system shown in FIG. 1 or using the modified system 300 shown in FIGS. 3A-3B. The system 300 of FIGS. 3A-3B includes similar or substantially the same components as the system of FIG. Specifically, the example system 300 shown in FIG. 3A includes one or more burners 302 that provide heat and/or flame to the sanitization device 304, heating tubes 306, a crusher 308, a magnetic separator 310, and Cyclone separator 312 is included. Similar to the system of FIG. 1, the exemplary sanitization device 304 includes an auger screw conveyor for conveying the RM along the sanitization device 304 and a temperature of at least 1200° C., preferably at least 1400° C., or 1400° C. and one or more burners 302 that provide heat and may emit a flame into the sanitization device to heat within a temperature range of ˜2000° C. The sanitized RM is then conveyed to a heating tube 306, which may include a rotary tube furnace or the like, and includes a plurality of fins 307 as described above with respect to FIGS. 1, 6A-6C; Rotate while heating the RM or while maintaining the RM at 600-1500°C or within the range of 600-1400°C or 800-1500°C as explained above. Similar to the embodiment of FIG. 1, the temperature within sanitization device 304 and heating tube 306 may be sensed using thermocouples or other suitable temperature sensors, or may be controlled manually or automatically. . Although not shown in FIG. 3A, the temperature within the sanitizing device 304 and/or the heating tube 306 receives information regarding the temperature sensed within the sanitizing device 304 and/or the heating tube 306, and the received information may be controlled by a controller programmed to adjust one or more burners 302 and/or heating tubes 306 to provide more or less heat based on. The controller may include one or more processors or circuits to perform the control described above.

図3Aに示すように、加熱管306を出る処理されたRMは冷却され、これは、加熱管306に続く冷却区間内で熱交換器または同様の装置を使用して行われてよく、RMはその後粉砕機308に搬送され、粉砕機308は、RMを、約200メッシュまたはそれ以下の粒径の微粉に破砕、粉砕、または摩砕する。微RM粉末は次いで、RMから鉄および酸化鉄を磁気抽出するために磁気分離器310に搬送され、次いで、シリカ凝集体から重力分離を使用してアルミニウムおよびチタンを物理的に分離するためにサイクロン分離器312に搬送される。図1および図2に関して上述したように、酸化チタンは、RMからのアルミニウム化合物の物理的分離の後または前のいずれかに、高強度の磁気分離を使用して分離されてよい。これも上述したように、シリカ凝集体は、さらに処理される、および/または建設ならびにコンクリートもしくはセメントの製造などの他の目的に使用されてよい。 As shown in FIG. 3A, the treated RM exiting heating tube 306 is cooled, which may be done using a heat exchanger or similar device in a cooling section following heating tube 306, and the RM The RM is then conveyed to a crusher 308, which crushes, crushes, or grinds the RM into a fine powder having a particle size of about 200 mesh or less. The fine RM powder is then conveyed to a magnetic separator 310 for magnetic extraction of iron and iron oxides from the RM, followed by a cyclone to physically separate the aluminum and titanium using gravity separation from the silica agglomerates. It is transported to a separator 312. As discussed above with respect to FIGS. 1 and 2, the titanium oxide may be separated using high intensity magnetic separation either after or before physical separation of the aluminum compound from the RM. As also mentioned above, the silica aggregates may be further processed and/or used for other purposes such as construction and concrete or cement production.

図3Aに示すように、システム300の構成要素の少なくとも一部は、ハウジング301によって包囲されるかまたは部分的に包囲され、ハウジング301は、管または回転管または回転管炉の形態であってよい。ある特定の実施形態では、バーナ302、衛生化装置304、加熱管306、粉砕機、磁気分離器310および/またはサイクロン分離器312は、図1のシステム100の対応する構成要素と実質的に同じ構成を有し、これらの構成要素は、ハウジング301の中にまたは部分的にその中に配置されている。 As shown in FIG. 3A, at least some of the components of system 300 are enclosed or partially enclosed by housing 301, which may be in the form of a tube or rotary tube or rotary tube furnace. . In certain embodiments, burner 302, sanitizing device 304, heating tube 306, grinder, magnetic separator 310, and/or cyclone separator 312 are substantially the same as corresponding components of system 100 of FIG. These components are disposed within or partially within the housing 301.

他の実施形態では、ハウジング301は、複数の区間を形成し、その各々が、図3に示される構成要素302~312の一部またはすべてに対応し、そのため、それぞれの構成要302~312の各動作がハウジング301内に組み込まれる。例えば、一部の実施形態では、ハウジング301は、複数の区間を有する回転管を備え、衛生化区間304に対応し、包囲されていても、部分的に包囲されていても、またはハウジング301の外部に配置されてもよい、1つまたは複数のバーナ302を含む、第1の区間と、複数のフィン307を含み、場合によっては、1つまたは複数の加熱源(例えばさらなるバーナ)を含む、か焼区間306と、複数の鋼ミルボールなどの粉砕または破砕機器を含む粉砕区間308と、処理されたRM粉から鉄および酸化鉄を分離するために磁場を生成する1つまたは複数の磁石を含む磁気分離区間310と、重力を使用して残りの成分を分離する重力物理的分離区間312と、がある。一部の実施形態では、ハウジング301は、衛生化区間304の後に、および/またはか焼区間306の後に、1つまたは複数の冷却区間をさらに含む。代替として、粉砕区間306は、処理されたRMが粉砕または摩砕される間、冷却区間の役目を果たしてもよい。そのような冷却区間は、1つまたは複数の熱交換器または他の冷却機器を含んでよい。図1および図3のシステムの一部の実施形態では、加熱管106/306またはハウジング301内のか焼区間306が、複数の管または複数のか焼段階を含んでよい。 In other embodiments, the housing 301 forms multiple sections, each of which corresponds to some or all of the components 302-312 shown in FIG. Each operation is incorporated within the housing 301. For example, in some embodiments, the housing 301 includes a rotating tube having multiple sections, corresponding to the sanitization section 304, that may be enclosed, partially enclosed, or a first section including one or more burners 302 and a plurality of fins 307, which may be arranged externally, and optionally including one or more heating sources (e.g. further burners); A calcination section 306 and a grinding section 308 that includes grinding or crushing equipment such as a plurality of steel mill balls and one or more magnets that generate a magnetic field to separate iron and iron oxides from the processed RM powder. There is a magnetic separation section 310 and a gravitational physical separation section 312 that uses gravity to separate the remaining components. In some embodiments, housing 301 further includes one or more cooling sections after sanitization section 304 and/or after calcination section 306. Alternatively, the grinding section 306 may serve as a cooling section while the processed RM is being ground or milled. Such a cooling section may include one or more heat exchangers or other cooling equipment. In some embodiments of the systems of FIGS. 1 and 3, heating tube 106/306 or calcination section 306 within housing 301 may include multiple tubes or multiple calcination stages.

図3のシステムの一部の例示的実施形態では、ハウジング301は回転管を備え、また、苛性ソーダなどの毒性物質をRMから除去し、RM中の鉄および酸化鉄化合物を変換するために、最初の2つの区間、すなわち衛生化区間304およびか焼区間306、に熱および/または火炎を提供するためのサイクロンバーナ302または任意の他の好適なバーナを含む。サイクロンバーナ302は、図3に示すように回転管ハウジング301への入口に設けられてよく、または、サイクロンバーナ302に加えてまたはサイクロンバーナの代わりに、第1のおよび/または第2の区間の長さに沿って1つまたは複数のバーナを含んでよい。RMは、オーガースクリュー搬送機または他の好適な搬送機を使用して回転管ハウジングの第1の区間に供給されてよい。これらの実施形態における回転管ハウジング301は、第1および第2の区間の後に、処理されたRMを冷却し、金属製ミルボールまたは他の好適な粉砕装置を使用してRMを粉砕して、約200メッシュまたはそれ以下の粒径を有する微粉にするための第3の区間、すなわち冷却・粉砕区間308、も含む。第3の区間の後、第4の区間、すなわち磁気分離器310が、RM粉から鉄および酸化鉄を含む磁性成分を抽出する。残りのシリカ凝集体からアルミニウムおよび/またはチタン成分などのRM中の他の成分を分離するために、第5の区間、すなわちサイクロン分離器312も、回転管ハウジング301内に設けられてよい。一部の実施形態では、サイクロン分離器312は、回転管ハウジング301の外側に設けられてよく、第4の区間で磁気分離を受けた後にRMを受け取る。上記の実施形態では、RMは最初に熱を使用して処理され、その後、抽出工程の前に粉砕または摩砕されるが、他の実施形態では、RMは、加熱工程の前に、または2つの加熱工程の間に粉砕または摩砕されてもよい。さらに、図3Aの実施形態における衛生化装置/衛生化区間304は、加熱管/か焼区間306よりも前にあるが、他の実施形態では、衛生化装置/衛生化区間304と加熱管/か焼区間306の順序が逆にされてよい。さらに、他の実施形態では、衛生化装置/衛生化区間304は、1つのみの加熱区間を含むように、加熱管/か焼区間306と組み合わされてよい。 In some exemplary embodiments of the system of FIG. 3, the housing 301 includes a rotating tube and initially includes a cyclone burner 302 or any other suitable burner for providing heat and/or flame to the two sections of the sanitization section 304 and the calcination section 306 . A cyclone burner 302 may be provided at the inlet to the rotating tube housing 301 as shown in FIG. 3, or in addition to or instead of the cyclone burner 302 in the first and/or second section. It may include one or more burners along its length. The RM may be fed to the first section of the rotating tube housing using an auger screw conveyor or other suitable conveyor. The rotary tube housing 301 in these embodiments cools the processed RM after the first and second sections and grinds the RM using metal mill balls or other suitable grinding equipment to approximately A third section, cooling and grinding section 308, is also included for fine powder having a particle size of 200 mesh or less. After the third section, a fourth section, magnetic separator 310, extracts magnetic components, including iron and iron oxides, from the RM powder. A fifth section, cyclone separator 312, may also be provided within the rotary tube housing 301 to separate other components in the RM, such as aluminum and/or titanium components, from the remaining silica agglomerates. In some embodiments, a cyclone separator 312 may be provided outside the rotating tube housing 301 to receive the RM after undergoing magnetic separation in the fourth section. In the embodiments described above, the RM is first treated using heat and then ground or milled before the extraction step, but in other embodiments the RM is treated before the heating step, or It may be ground or milled during two heating steps. Additionally, while the sanitizer/sanitizer section 304 in the embodiment of FIG. The order of calcination sections 306 may be reversed. Furthermore, in other embodiments, the sanitizing device/sanitizing section 304 may be combined with the heating tube/calcining section 306 to include only one heating section.

ある特定の実施形態では、図3Bに示すように、上記で説明された構造を有する複数の回転管ハウジング301が使用される。複数の回転管ハウジング301は、1つまたは複数のモータを使用して駆動されてよく、一部の実施形態では、すべてのハウジング301の回転を駆動するために1つのみのモータが使用される。複数の回転管ハウジング301を使用することにより、より多量のRMがより低いコストで同時に処理され得る。 In certain embodiments, as shown in FIG. 3B, multiple rotating tube housings 301 having the structure described above are used. The plurality of rotating tube housings 301 may be driven using one or more motors, and in some embodiments only one motor is used to drive the rotation of all housings 301. . By using multiple rotating tube housings 301, larger quantities of RM can be processed simultaneously at lower cost.

回転管ハウジング301の使用は、RMを処理する複数のステップが同じ管の中で行われることを可能にする。上記で説明されたように、管ハウジングは、RMを受け取り、RMを処理して毒性成分を除去し、鉄および酸化鉄を変換するために、サイクロンを生成しながらRMを加熱する、加熱エリアと、処理されたRMを冷却し、ボールミリングまたは他の好適な粉砕、破砕、または摩砕技術を使用してRMを粉砕する、冷却および粉砕エリアと、磁気分離を使用して処理済みのRMから鉄および酸化鉄を分離し、また、重力を使用してシリカ凝集体からアルミニウムおよび/またはチタン成分を分類するためのさらなる物理的分離を含んでもよい、分離エリアと、を含む。 The use of rotating tube housing 301 allows multiple steps of processing RM to be performed within the same tube. As explained above, the tube housing includes a heating area that receives the RM and heats the RM while generating a cyclone to process the RM to remove toxic components and convert iron and iron oxides. , a cooling and grinding area for cooling the processed RM and grinding the RM using ball milling or other suitable grinding, crushing, or attrition techniques; a separation area to separate iron and iron oxides and may also include further physical separation to sort aluminum and/or titanium components from silica aggregates using gravity.

上記で説明されたRMを処理するシステムおよび方法の実施形態は、貯留池からの毒性のある有害なRMを無害で有用な成分に変換するために、多量のRMを連続的に処理することが可能である。上記で説明された実施形態は、RMの処理、ならびにRMの種々の成分を分離するための磁気分離および重力分離を含む物理的分離のために熱を使用し、化学物質や添加物を添加することはしない。したがって、RMまたはその成分のさらなる清浄が必要でなく、抽出された成分は種々の目的に使用され得る。例えば、処理されたRMから磁気抽出された鉄および酸化鉄成分は、電気アーク炉での鋼の調製および可能性としてはシート鋼の製造工程で使用するのに特に適する。さらに、重力分離によって回収された酸化アルミニウムは、バイヤー工程に戻されてよく、または他の目的に使用されてもよい。さらに、環境に対して無害である残りのシリカ凝集体は、建設ならびにコンクリートおよびセメントの製造に使用され得る。 Embodiments of the systems and methods for processing RM described above are capable of continuously processing large amounts of RM in order to convert toxic and harmful RM from a reservoir into harmless and useful components. It is possible. The embodiments described above use heat for the processing of the RM and physical separation, including magnetic separation and gravity separation to separate the various components of the RM, and the addition of chemicals and additives. I don't do anything. Therefore, no further cleaning of the RM or its components is necessary and the extracted components can be used for various purposes. For example, the iron and iron oxide components magnetically extracted from the treated RM are particularly suitable for use in electric arc furnace steel preparation and potentially sheet steel manufacturing processes. Additionally, aluminum oxide recovered by gravity separation may be returned to the Bayer process or used for other purposes. Furthermore, the remaining silica aggregates, which are harmless to the environment, can be used in construction and in the production of concrete and cement.

本明細書の上記で説明されたRMを処理する方法では、衛生化するステップ、か焼するステップ、ならびに鉄化合物、酸化アルミニウムおよびチタン化合物を含む種々の成分を物理的に分離するステップを含む工程全体が、赤泥に化学物質や化学添加物を加えることなく行われる。すなわち、これらの工程ステップは、化学添加物を加えることなく、より具体的には、液体または固体の化学添加物を加えることなく、行われる。化学添加物には、これらに限定されないが、溶剤、有機もしくは無機化合物、酸、塩基、塩、コークスや木炭等の炭質、石灰化合物、浸出剤および試薬、ならびに周囲の大気の一部でなく、赤泥自体から抽出されるのでない他の化合物が含まれる。 The method of treating RM described hereinabove includes steps of sanitizing, calcining, and physically separating the various components, including iron compounds, aluminum oxide, and titanium compounds. The whole thing is done without adding any chemicals or chemical additives to the red mud. That is, these process steps are performed without the addition of chemical additives, more specifically without the addition of liquid or solid chemical additives. Chemical additives include, but are not limited to, solvents, organic or inorganic compounds, acids, bases, salts, carbonaceous substances such as coke and charcoal, lime compounds, leaching agents and reagents, and other substances that are not part of the surrounding atmosphere. Other compounds not extracted from the red mud itself are included.

図8は、尾鉱池に貯留されている、および/またはアルミニウムプラントなどの工場から供給される赤泥を、例示的な処理システムを使用して処理する例示的方法のフローチャートを示す。一般に、尾鉱池からのものと工場から直接来るものとの両方の赤泥を処理するために同じ方法およびシステムが使用されてよく、尾鉱池からの赤泥は、ステップ/段階801a~804aにおいて前処理され、工場から供給される赤泥は、ステップ/段階801b~803bにおいて前処理された後に、前処理された赤泥が、ステップ/段階805で組み合わされ、その後本発明の方法を使用して処理される。 FIG. 8 depicts a flowchart of an example method for processing red mud stored in tailings ponds and/or supplied from a factory, such as an aluminum plant, using an example treatment system. Generally, the same method and system may be used to process red mud both from the tailings pond and coming directly from the mill, where the red mud from the tailings pond is processed in steps/stages 801a-804a. The red mud supplied from the factory is pretreated in steps/stages 801b to 803b, after which the pretreated red mud is combined in step/stage 805 and then used in the method of the present invention. and processed.

通例、池の尾鉱は、かなりの量の水を表面に含んでおり、典型的な赤泥ラグーン池である。図8に示すように、尾鉱池からの赤泥スラリー800aは、ステップ801aで、ポンプ輸送システムを使用してポンプ輸送される。ポンプ輸送システムは、水中汚水溜め/汚泥ポンプを含む、トップアンドボトムポンプ輸送システムであってよい。ステップ802aで、赤泥スラリーが、取り付けられた配管システムに通されて、ステップ803aで濾過/脱水され、所望の粘度まで濃縮される。ステップ804aで、赤泥スラリーが混合され、熱・物質収支段階805にポンプ輸送される。 Pond tailings typically contain a significant amount of water at the surface and are typical of red mud lagoon ponds. As shown in FIG. 8, red mud slurry 800a from the tailings pond is pumped using a pumping system in step 801a. The pumping system may be a top-and-bottom pumping system, including a submersible sump/sludge pump. At step 802a, the red mud slurry is passed through an attached piping system, filtered/dewatered and concentrated to the desired viscosity at step 803a. At step 804a, the red mud slurry is mixed and pumped to the heat and mass balance stage 805.

赤泥が工場から直接供給される場合、すなわち工場直送800bの場合、赤泥スラリーは、ステップ801bで指定の配管を使用して工場からポンプ輸送され、ステップ802bで濾過/脱水され、所望の粘度まで濃縮され、次いでステップ803bで、混合され、熱・物質収支段階805にポンプ輸送される。工場から直接提供される赤泥と、尾鉱池から提供される赤泥とは、似た化学的特性および物理的特性を有することが好ましい。加えて、尾鉱池からの前処理された赤泥スラリーの粘度は、工場からの前処理された赤泥スラリーの粘度と同様であることが好ましい。場合によっては、赤泥スラリーは、一回の時に一方の供給源、すなわち尾鉱池または工場直送、から処理のために提供されてよく、他の場合には、赤泥は両方の供給源から同時に提供されてよい。 If the red mud is supplied directly from the factory, i.e. factory direct 800b, the red mud slurry is pumped from the factory using designated piping in step 801b and filtered/dewatered in step 802b to achieve the desired viscosity. and then in step 803b, mixed and pumped to heat and mass balance stage 805. Preferably, the red mud provided directly from the factory and the red mud provided from the tailings pond have similar chemical and physical properties. Additionally, the viscosity of the pretreated red mud slurry from the tailings pond is preferably similar to the viscosity of the pretreated red mud slurry from the factory. In some cases, red mud slurry may be provided for processing from one source at a time, i.e., a tailings pond or direct from the factory; in other cases, red mud may be provided for processing from both sources. May be provided at the same time.

熱・物質収支段階805において、1つまたは複数の赤泥スラリーが混合されて、実質的に均一な粘度のブレンドを得、スラリー中の熱エネルギーの収支をとる。一部の実施形態では、赤泥スラリーは、熱・物質収支段階805に続く1つまたは複数のオプションの段階(図示せず)で、粉砕または破砕され、分類され、予備加熱されてよい。その結果得られたスラリーは、赤泥スラリーを所定温度に加熱してその中の赤泥をか焼するために、ステップ806の多段か焼炉に提供される。上記で述べたように、赤泥スラリーが加熱される所定温度は、少なくとも600℃であってよく、一部の実施形態では、少なくとも1400℃である。多段か焼炉は、赤泥スラリーが異なる段階において異なる温度に加熱されるように、複数の加熱段階を備えてよい。図8に示すように、赤泥は、多段か焼炉の一部であってよいステップ807で冷却され、そして、ガスを濾過し、空気汚染を抑制するためのバグハウス808が設けられてよい。図8には示されていないが、冷却は、熱交換器を使用して行われてよく、その結果生じた熱は、前処理および/または予備加熱ステップ中に使用されてよい。 In a heat and mass balance step 805, one or more red mud slurries are mixed to obtain a blend of substantially uniform viscosity and to balance thermal energy in the slurry. In some embodiments, the red mud slurry may be crushed or crushed, classified, and preheated in one or more optional stages (not shown) following the heat and mass balance stage 805. The resulting slurry is provided to a multi-stage calciner in step 806 to heat the red mud slurry to a predetermined temperature and calcinate the red mud therein. As mentioned above, the predetermined temperature to which the red mud slurry is heated may be at least 600<0>C, and in some embodiments at least 1400<0>C. A multi-stage calciner may include multiple heating stages such that the red mud slurry is heated to different temperatures at different stages. As shown in FIG. 8, the red mud is cooled in step 807, which may be part of a multi-stage calciner, and a baghouse 808 may be provided to filter gas and control air pollution. . Although not shown in FIG. 8, cooling may be performed using a heat exchanger, and the resulting heat may be used during the pretreatment and/or preheating step.

冷却された、か焼後の赤泥スラリーは次いで、ステップ809で摩砕または破砕にかけられ、これは、ロッドミルもしくは縦型ミルまたは任意の他の好適なミルを使用してよい。一部の実施形態では、密度または粒子形状によって赤泥成分を分離するためにスパイラル分離器がステップ810で使用されてよいが、このステップは任意選択であり、省略されてもよい。赤泥スラリーは次いで、鉄成分、例えばFe、を赤泥から抽出するために、ステップ811で磁気分離などの物理的分離にかけられる。一台の湿式高強度磁気分離器(WHIMS)または直列もしくは並列で設けられた複数のWHIMS装置が、赤泥から磁性鉄成分を磁気分離するために使用されてよい。図8に示すように、分離された鉄成分は、812で分類を受け、813で、空圧搬送機を使用するなどして、指定の保管場所に搬送される。 The cooled, calcined red mud slurry is then subjected to milling or crushing in step 809, which may use a rod or vertical mill or any other suitable mill. In some embodiments, a spiral separator may be used in step 810 to separate red mud components by density or particle shape, but this step is optional and may be omitted. The red mud slurry is then subjected to physical separation, such as magnetic separation, in step 811 to extract iron components, such as Fe 2 O 3 , from the red mud. A wet high intensity magnetic separator (WHIMS) or multiple WHIMS devices in series or parallel may be used to magnetically separate magnetic iron components from red mud. As shown in FIG. 8, the separated iron components are sorted at 812 and transported to a designated storage location at 813, such as using a pneumatic conveyor.

鉄が分離された残りの赤泥は、ステップ814で、赤泥から酸化チタンTiOxを抽出するために、より高い磁気強度における別の磁気分離など、第2の物理的分離段階にかけられる。赤泥から酸化チタンを磁気分離するために、一台のWHIMSまたは複数のWHIMS装置が使用されてよい。分離された酸化チタンは、812で分類を受け、813で、指定の保管場所に搬送される。 The remaining red mud from which the iron has been separated is subjected to a second physical separation step, such as another magnetic separation at a higher magnetic strength, in step 814 to extract titanium oxide TiOx from the red mud. A WHIMS or multiple WHIMS devices may be used to magnetically separate titanium oxide from red mud. The separated titanium oxide is classified at 812 and transported to a designated storage location at 813.

鉄とチタンが分離された赤泥を含む815における凝集物は、次いで第3の物理的分離段階816に提供され、これは、赤泥中の残りの砂から酸化アルミニウムを分離するためのサイクロン、分離器または浮選装置であってよい。図8に示すように、分離された酸化アルミニウムは、817で分類を受け、818で、空圧搬送機を使用するなどして、指定の保管場所に搬送される。同様に、分離された砂は、819で分類を受け、820で、指定されたその保管場所に搬送される。 The agglomerate at 815 containing the red mud from which the iron and titanium have been separated is then provided to a third physical separation stage 816, which includes a cyclone to separate the aluminum oxide from the remaining sand in the red mud; It may be a separator or flotation device. As shown in FIG. 8, the separated aluminum oxide is sorted at 817 and transported to a designated storage location at 818, such as using a pneumatic conveyor. Similarly, the separated sand is sorted at 819 and transported to its designated storage location at 820.

上記で述べたように、前処理中に、尾鉱池からの赤泥と工場からの赤泥は、ステップ803aおよび802bでその水分含有量を減らすために脱水を受ける。この工程中に取り除かれた水は、821a、821bで好適な濾過を使用して濾過され、822a、822bで、水管理、分配、およびリサイクリングのために提供されてよい。同様に、尾鉱池からの水は、水管理、分配、およびリサイクリングのために提供されてよい。図8に示すように、必要な場合、前処理中または何らかの他のステップ中に赤泥からリサイクルされた水は、ステップ811および814で、WHIMSで湿式磁気分離のために使用されてよい。リサイクルされた水は、必要であれば、第3の物理的分離段階816に提供されてもよく、および/または、水はリサイクルされて、第3の分離状態816から、水管理、分配、およびリサイクリング822a、822bのために戻されてもよい。 As mentioned above, during pre-treatment, the red mud from the tailings pond and the red mud from the mill undergoes dewatering to reduce its moisture content in steps 803a and 802b. Water removed during this process may be filtered using suitable filtration at 821a, 821b and provided for water management, distribution, and recycling at 822a, 822b. Similarly, water from tailings ponds may be provided for water management, distribution, and recycling. As shown in FIG. 8, if necessary, water recycled from the red mud during pretreatment or some other step may be used for wet magnetic separation in the WHIMS in steps 811 and 814. Recycled water may be provided to a third physical separation stage 816 if necessary, and/or water can be recycled from the third separation state 816 for water management, distribution, and It may be returned for recycling 822a, 822b.

図9は、フィルタープレスまたは同様の脱水装置から得られる赤泥を処理し、例示的システムを使用するための例示的方法を実証する別のフローチャートを示す。この場合、赤泥は、ラグーン池に貯留されるのではなく、積層形態であってよく、または工場からフィルタープレスもしくは同様の脱水装置に直接搬送されてよく、大幅に低下した水分含有量を有する。図9に示す方法では、工場から送出される赤泥尾鉱中の水分含有量を減らすフィルタープレスまたは同様の脱水装置から、フィルタープレス物質900が得られる。通例、赤泥尾鉱は、30%前後の水分含有量を有するのに対し、ステップ900でフィルタープレス装置から得られるフィルタープレス物質は、10%前後またはそれ未満の水分含有量を有する。 FIG. 9 shows another flowchart demonstrating an exemplary method for processing red mud obtained from a filter press or similar dewatering device and using the exemplary system. In this case, the red mud, rather than being stored in a lagoon pond, may be in laminated form or may be conveyed directly from the factory to a filter press or similar dewatering equipment and has a significantly reduced moisture content. . In the method shown in FIG. 9, a filter press material 900 is obtained from a filter press or similar dewatering device that reduces the water content in red mud tailings being delivered from a mill. Typically, red mud tailings have a moisture content of around 30%, whereas the filter press material obtained from the filter press equipment in step 900 has a moisture content of around 10% or less.

減らされた水分含有量において赤泥が減らされた後、それは、粘性のある、様々な大きさのケーク粘度を有し得る。赤泥は、ステップ901で、エプロンフィルターを使用して積載され、ステップ902で、予備加熱スクリュープレスに投下して、物質の収支を合わせると共に、より均一なブレンドを作ることができる。ステップ903の搬送機またはホッパーは、赤泥を搬送し、ステップ904でそれを粉砕機に供給する前に赤泥物質の収支をさらに合わせるために使用されてよい。 After the red mud is reduced at reduced water content, it can have a viscous cake viscosity of various magnitudes. The red mud can be loaded using an apron filter in step 901 and dumped into a preheated screw press in step 902 to balance the mass and create a more uniform blend. The conveyor or hopper in step 903 may be used to convey the red mud and further balance the red mud material before feeding it to the crusher in step 904.

粉砕機は、ステップ904で赤泥を破砕または摩砕して、粒径を200メッシュ前後まで減らす。その結果得られる粉砕された赤泥は、次いでステップ905で搬送機を使用して事前保管および/または準備装置に提供される。ステップ906の事前保管および/または準備装置内で、赤泥は、ステップ907の乾燥およびか焼のための多段か焼炉への追加およびステップ908の冷却に備えて赤泥物質を準備するために、追加的な混合および/または破砕にかけられてよい。上記で説明された図8と同様、ステップ907で多段か焼炉に提供された赤泥は、その中で赤泥をか焼するために所定温度に加熱される。上記で述べたように、赤泥スラリーが加熱される所定温度は、少なくとも600℃であり、一部の実施形態では、少なくとも1400℃である。多段か焼炉は、赤泥スラリーが異なる段階において異なる温度に加熱されるように、複数の加熱段階を備えてよい。図9に示すように、赤泥は、多段か焼炉の一部であってよいステップ908で冷却され、そして、ガスを濾過し、空気汚染を抑制するためのバグハウス909が設けられてよい。図示されていないが、冷却は、熱交換器を使用して行われてよく、その結果生じた熱は、スクリュープレス902内での前処理ステップ中に使用されてよい。また、多段か焼炉内で生じた余剰熱は、前処理ステップ900~903のために熱交換器内で使用されてよい。 The crusher crushes or grinds the red mud in step 904 to reduce the particle size to around 200 mesh. The resulting crushed red mud is then provided to a pre-storage and/or preparation device in step 905 using a conveyor. Within the pre-storage and/or preparation device of step 906, the red mud is added to a multi-stage calciner for drying and calcination in step 907 and to prepare the red mud material for cooling in step 908. , may be subjected to additional mixing and/or crushing. Similar to FIG. 8 described above, the red mud provided to the multi-stage calcination furnace in step 907 is heated to a predetermined temperature in order to calcinate the red mud therein. As mentioned above, the predetermined temperature to which the red mud slurry is heated is at least 600<0>C, and in some embodiments at least 1400<0>C. A multi-stage calciner may include multiple heating stages such that the red mud slurry is heated to different temperatures at different stages. As shown in FIG. 9, the red mud is cooled in step 908, which may be part of a multi-stage calciner, and a baghouse 909 may be provided to filter gas and control air pollution. . Although not shown, cooling may be performed using a heat exchanger, and the resulting heat may be used during a pretreatment step within the screw press 902. Also, excess heat generated in the multi-stage calcination furnace may be used in a heat exchanger for pre-treatment steps 900-903.

か焼され、冷却された赤泥は、ステップ910で、乾燥状態で摩砕にかけられてよく、これは、後のステップで使用される低鉄分含有ヘマタイトおよび常磁性チタン分離のために推奨される。赤泥は次いで、ステップ911、915、および920で、鉄成分、チタン成分、酸化アルミニウム、および砂の物理的分離にかけられる。図9に示すように、赤泥は、希土類ロール、乾式高強度磁気分離(DHIMS)、WHIMS、またはスパイラル分離器を使用して、鉄成分、すなわちFe、を赤泥から磁気分離するために、911で第1の分離器段階に提供される。可能な限り完全な鉄成分の抽出を確実にするために、複数の分離器が並列または直列に設けられてよい。WHIMSまたはスパイラル分離器がステップ911で使用される場合、水が赤泥に加えられることが必要とされ得る。水は、先行するステップからの赤泥からリサイクルされ、濾過されてよい。鉄成分は、次いで912で、二次破砕など、ステップ913における浄化のために搬送され、その後、914で、適切な回収または保管場所に搬送される。 The calcined and cooled red mud may be subjected to dry milling in step 910, which is recommended for low iron content hematite and paramagnetic titanium separation used in later steps. . The red mud is then subjected to physical separation of iron components, titanium components, aluminum oxide, and sand in steps 911, 915, and 920. As shown in Figure 9, the red mud is magnetically separated from the red mud by using a rare earth roll, dry high intensity magnetic separation (DHIMS), WHIMS, or spiral separator to magnetically separate the iron component, i.e., Fe 2 O 3 , from the red mud. 911 to the first separator stage. To ensure as complete a extraction of the iron component as possible, multiple separators may be provided in parallel or in series. If a WHIMS or spiral separator is used in step 911, water may need to be added to the red mud. Water may be recycled and filtered from the red mud from the previous step. The iron component is then transported at 912 for purification at step 913, such as secondary shredding, and then transported at 914 to an appropriate collection or storage location.

鉄が分離された残りの赤泥は、次いで、チタン成分、すなわちTiOx、を赤泥から磁気分離するために、第2の分離器段階915に搬送される。同様に、希土類ロール、DHIMSまたはWHIMS(リサイクルされた水を加える)が、第2の分離器段階915で使用されてよく、並列または直列の複数の分離器が使用されてよい。第2の分離器段階915で、分離器は、第1の分離器段階911よりも高い磁気強度で動作させてよい。赤泥から抽出されたチタン成分は、次いで916で、917における分類、例えば二次破砕のために搬送され、その後918で、適切な回収または保管場所に搬送される。 The remaining red mud from which the iron has been separated is then conveyed to a second separator stage 915 for magnetic separation of the titanium component, ie, TiOx, from the red mud. Similarly, a rare earth roll, DHIMS or WHIMS (with recycled water added) may be used in the second separator stage 915, and multiple separators in parallel or series may be used. In the second separator stage 915, the separator may be operated at a higher magnetic strength than in the first separator stage 911. The titanium component extracted from the red mud is then conveyed at 916 for classification at 917, eg, secondary crushing, and then conveyed at 918 to a suitable collection or storage location.

酸化アルミニウムおよび砂ならびに少量の他の金属を含む残りの凝集体919は、次いで920で、酸化アルミニウムAlOxを残りの砂凝集体から物理的に分離するために、サイクロン分離器、重力分離器、または浮遊分離器を含んでよい、第3の分離段階にかけられる。ある特定の実施形態では、水がサイクロン分離器に加えられることがあり、その水は、工程の先行するステップで赤泥からリサイクルされてよい。第3の分離段階920で物理的に分離された酸化アルミニウムは次いで、921で分類、例えば二次破砕にかけられ、918で、適切な回収または保管場所に搬送される。同様に、その大半が砂である残りの赤泥成分は、923で分類にかけられ、924で適切な保管場所に搬送されてよい。 The remaining agglomerates 919 containing aluminum oxide and sand and small amounts of other metals are then passed through a cyclone separator, gravity separator, or A third separation stage is applied, which may include a flotation separator. In certain embodiments, water may be added to the cyclone separator, and the water may be recycled from the red mud in a previous step of the process. The physically separated aluminum oxide in the third separation stage 920 is then subjected to sorting, eg, secondary crushing, at 921 and conveyed at 918 to an appropriate collection or storage location. Similarly, the remaining red mud component, which is mostly sand, may be sorted at 923 and transported to a suitable storage location at 924.

上記で説明された図8および図9の方法は、周囲の大気中に存在する化合物、例えば、大気中の酸素、CO、燃焼プロセスガス等、または赤泥から抽出され、リサイクルされて戻される化合物、例えば水、より具体的には、赤泥から抽出され、リサイクルされて戻される非毒性の化合物を除いては、化学物質および/または化学添加物を赤泥に添加せずに、赤泥を処理して鉄成分、チタン成分およびアルミニウム成分を物理的に抽出する。 8 and 9 described above, compounds present in the surrounding atmosphere, such as atmospheric oxygen, CO2 , combustion process gases, etc., are extracted from the red mud and recycled back. Red mud is produced without adding chemicals and/or chemical additives to the red mud, except for compounds such as water, more specifically non-toxic compounds that are extracted from the red mud and recycled back. to physically extract iron, titanium, and aluminum components.

これらの方法のいくつかの変形例において、工程の特定のステップで水が赤泥に加えられてよい。この水は、赤泥自体からリサイクルされ、再び赤泥に加えられる前に濾過されてよい。しかし、場合によっては、図8および図9の方法は、清水、すなわち非リサイクル水、の添加を必要とすることもある。そのような実施形態では、図8および図9の方法は、周囲の大気および水に存在する化合物を除いては、化学添加物を加えることなく行われる。 In some variations of these methods, water may be added to the red mud at certain steps of the process. This water may be recycled from the red mud itself and filtered before being added to the red mud again. However, in some cases, the methods of Figures 8 and 9 may require the addition of fresh water, ie, non-recycled water. In such embodiments, the methods of FIGS. 8 and 9 are performed without the addition of chemical additives, except for compounds present in the surrounding atmosphere and water.

図2、図8および図9に関連して上記で説明した方法は、必要な場合に水、または周囲の大気中に存在するガスなどの化合物を除いては、化学添加物を使用せずに、希土類元(REE)の物理的抽出を追加するようにさらに変更されてよい。一つの例示的実施形態では、希土類元素(REE)は、赤泥からの鉄化合物の磁気分離を行った後、および/または赤泥からのチタン化合物の磁気分離を行った後に、物理的に抽出される。例えば、1つまたは複数の抽出段階でのREE抽出の追加的なステップが、図8のステップ814の後に、または図9のステップ915の後に追加されてよい。 The method described above in connection with FIGS. 2, 8 and 9 is performed without the use of chemical additives, except for compounds such as water, or gases present in the surrounding atmosphere, if necessary. , may be further modified to add physical extraction of rare earth elements (REEs). In one exemplary embodiment, rare earth elements (REEs) are physically extracted after performing magnetic separation of iron compounds from red mud and/or after performing magnetic separation of titanium compounds from red mud. be done. For example, an additional step of REE extraction in one or more extraction stages may be added after step 814 of FIG. 8 or after step 915 of FIG. 9.

多くのREEは、常温で常磁性であり、そのため、これらの物質は、外部から加えられる磁場に弱く引き付けられ、加えられた磁場の方向に、内部の誘起磁場を形成する。一部のREEは、ある温度で強磁性になり、それにより、永久磁石を形成するか、または磁石に引き付けられる。例えば、ガドリニウム(Gd)およびテルビウム(Tb)は、それぞれ289K度未満および230K度未満で強磁性になる。加えて、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、およびツリウム(Tm)は、温度が低下すると、規則磁性状態、反強磁性状態への遷移を呈し、さらに低い温度で、もう一度遷移を起こして強磁性になる。セリウム(Ce)、ネオジム(Nd)、およびサマリウム(Sm)は、約10K度で反強磁性になる。REEは、当該元素のネール温度Tnのすぐ上で外部磁気力に反応し、ネール温度は、反強磁性の物質が常磁性になる温度である。キュリー温度とネール温度は共に、高温値である。キュリー温度とネール温度の主要な違いは、キュリー温度では、ある物質の恒久的な磁気的性質が失われるのに対し、ネール温度では、反強磁性の物質が常磁性になることである。 Many REEs are paramagnetic at room temperature, so these materials are weakly attracted to an externally applied magnetic field and form an internally induced magnetic field in the direction of the applied field. Some REEs become ferromagnetic at certain temperatures, thereby forming permanent magnets or being attracted to magnets. For example, gadolinium (Gd) and terbium (Tb) become ferromagnetic below 289 K degrees and below 230 K degrees, respectively. In addition, dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), and thulium (Tm) exhibit a transition to an ordered magnetic state, an antiferromagnetic state as the temperature decreases, and then again at a lower temperature. It undergoes a transition and becomes ferromagnetic. Cerium (Ce), neodymium (Nd), and samarium (Sm) become antiferromagnetic at about 10K degrees. The REE responds to external magnetic forces just above the Neel temperature, Tn, of the element in question, which is the temperature at which an antiferromagnetic material becomes paramagnetic. Both the Curie temperature and the Neel temperature are high temperature values. The main difference between the Curie and Neel temperatures is that at the Curie temperature, a material loses its permanent magnetic properties, whereas at the Neel temperature, an antiferromagnetic material becomes paramagnetic.

本発明では、REEは、複数の異なる温度における磁気分離を使用して抽出される。REE抽出のステップでは、鉄が分離された赤泥または鉄およびチタンが分離された赤泥など、REEを含有している物質が、約200メッシュ(74ミクロン)の粒径に粉砕される。REEを含有している物質は次いで、コンベヤベルト等を使用して、いくつかの温度段階を通るように搬送され、その各々で、物質の温度が、抽出すべき元素に固有のネール温度Tnのすぐ上まで下げられ、抽出すべき元素が磁気分離にかけられる。例えば、REEを含む物質からセリウム(Ce)を抽出しようとする場合、温度段階は、物質の温度を13K度まで下げ、次いで、物質を磁場にかけることにより、残りの物質からセリウムが磁気分離される。すなわち、各温度段階で、REEを含む物質の温度は、抽出すべき元素のネール温度Tnに対応する所定の温度まで下げられ、REE元素を磁気抽出するために物質が磁場にかけられる。以下は、REE抽出の温度段階の温度に対応するREEの種々のネール温度の一覧である。
セリウム 13k
ガドリニウム 18k
ツリウム 56k
ジスプロシウム 180.2k
エルビウム 85.7
ユウロピウム 91k
ホルミウム 132.24k
ランタン 138k
ルテチウム
ネオジム 19.2k
プラセオジム
プロメチウム
サマリウム 106k
スカンジウム
イッテルビウム
テルビウム 230k
In the present invention, REEs are extracted using magnetic separation at multiple different temperatures. In the REE extraction step, a material containing REEs, such as iron-separated red mud or iron and titanium-separated red mud, is ground to a particle size of approximately 200 mesh (74 microns). The material containing the REE is then conveyed, using a conveyor belt or the like, through several temperature stages, each of which increases the temperature of the material to a Neel temperature Tn specific to the element to be extracted. It is lowered to the top and the elements to be extracted are subjected to magnetic separation. For example, when attempting to extract cerium (Ce) from a material containing REE, the temperature step involves lowering the temperature of the material to 13K degrees, then subjecting the material to a magnetic field, which magnetically separates the cerium from the rest of the material. Ru. That is, at each temperature step, the temperature of the material containing the REE is lowered to a predetermined temperature corresponding to the Neel temperature Tn of the element to be extracted, and the material is subjected to a magnetic field for magnetic extraction of the REE element. Below is a list of various Neel temperatures of the REE, which correspond to the temperatures of the temperature stages of REE extraction.
cerium 13k
gadolinium 18k
thulium 56k
dysprosium 180.2k
Erbium 85.7
europium 91k
Holmium 132.24k
lantern 138k
Lutetium neodymium 19.2k
praseodymium promethium samarium 106k
scandium ytterbium terbium 230k

1つまたは複数の特定のREEが、抽出されるために選定されることができ、次いで、REEを有する物質が、選定されたREEに対応するネール温度に基づいて選択された1つまたは複数の温度ゾーンを通るように搬送されることが理解される。抽出すべき特定のREEおよび磁気抽出を伴う対応する温度ゾーンは、赤泥中のREEの濃度に応じて異ならせてよい。 One or more specific REEs can be selected for extraction, and then the material with the REE is extracted from one or more selected REEs based on the Neel temperature corresponding to the selected REE. It is understood that it is conveyed through temperature zones. The specific REE to be extracted and the corresponding temperature zone with magnetic extraction may vary depending on the concentration of the REE in the red mud.

赤泥の処理では、赤泥中のREEの濃度レベルが現場ごとに異なる。この用途の場合、REEの濃度レベルは、<0.19%から<0.002%である。150,000,000トン以上の赤泥が貯蔵されている現場では、REEの量は、一元素当たり、<0.19%における285,000メートルトンから、<0.002%における3000メートルトンの範囲である。したがって、抽出することのできる相当な量のREEが赤泥中に存在している。 When processing red mud, the concentration level of REE in red mud varies from site to site. For this application, the concentration level of REE is <0.19% to <0.002%. At sites where more than 150,000,000 tons of red mud is stored, the amount of REE ranges from 285,000 metric tons at <0.19% to 3000 metric tons at <0.002% per element. range. Therefore, there is a significant amount of REE present in the red mud that can be extracted.

すべての場合に、上記で説明された構成は、本発明の応用例を表す多くの可能な具体的な実施形態の例示に過ぎないことが理解される。上記に開示されたおよびその他の特徴および機能、またはそれらの代替物のいくつかが、多くの他の異なるシステムまたは応用例に望ましいように組み込まれてよいことが認識されるであろう。現在予期されていないまたは予想されていない様々な代替物、変更、変形、または改良が後に当業者によってなされ得、それらも以下の特許請求の範囲によって包含されることが意図される。

In all cases, it is understood that the configurations described above are merely illustrative of the many possible specific embodiments that represent applications of the invention. It will be appreciated that the above-disclosed and other features and functionality, or some of their alternatives, may be desirably incorporated into many other different systems or applications. Various presently unforeseen or unanticipated substitutes, modifications, variations, or improvements may later be made by those skilled in the art and are intended to be covered by the following claims.

Claims (24)

赤泥を処理する方法であって、
赤泥を所定の温度に加熱するステップと、
前記赤泥を所定の粒径に破砕するステップと、
前記赤泥から鉄成分を物理的に抽出するステップと、
前記赤泥からアルミニウム成分を物理的に抽出するステップであって、アルミニウム成分の前記物理的な抽出が、鉄成分の前記物理的な抽出とは別個である、アルミニウム成分を物理的に抽出するステップと、を含み、
鉄成分を物理的に抽出する前記ステップおよびアルミニウム成分を物理的に抽出する前記ステップが、前記赤泥への化学添加物の添加を必要とせずに行われる、方法。
A method for treating red mud, the method comprising:
heating the red mud to a predetermined temperature;
Crushing the red mud to a predetermined particle size;
physically extracting iron components from the red mud;
physically extracting an aluminum component from the red mud, wherein the physical extraction of the aluminum component is separate from the physical extraction of the iron component; and,
A method, wherein the steps of physically extracting the iron component and physically extracting the aluminum component are performed without requiring the addition of chemical additives to the red mud.
前記所定の温度が少なくとも600℃である、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the predetermined temperature is at least 600<0>C. 前記所定の温度が少なくとも1400℃であり、前記加熱するステップが、前記赤泥から苛性ソーダを除去することを含む、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the predetermined temperature is at least 1400<0>C and the heating step includes removing caustic soda from the red mud. 前記加熱するステップが、前記赤泥中のシリコン成分をガラスに転換することを含む、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the heating step includes converting silicon components in the red mud to glass. 鉄成分を物理的に抽出するステップが、前記赤泥からの鉄成分の磁気抽出を含み、アルミニウム成分を物理的に抽出するステップが、前記赤泥からのアルミニウム成分の重力分離を含む、請求項1に記載の方法。 10. The step of physically extracting iron components comprises magnetic extraction of iron components from said red mud, and the step of physically extracting aluminum components comprises gravity separation of aluminum components from said red mud. The method described in 1. 鉄成分を物理的に抽出する前記ステップが、抽出された鉄成分と、鉄が分離された赤泥とを得、アルミニウム成分を物理的に抽出する前記ステップが、前記鉄が分離された赤泥からアルミニウム成分を物理的に抽出して、アルミニウム成分と、アルミニウムが分離された赤泥とを得ることを含む、請求項1に記載の方法。 The step of physically extracting the iron component obtains the extracted iron component and the red mud from which the iron has been separated, and the step of physically extracting the aluminum component obtains the red mud from which the iron has been separated. The method according to claim 1, comprising physically extracting the aluminum component from the aluminum component to obtain the aluminum component and the red mud from which the aluminum has been separated. 前記加熱するステップが、前記赤泥から苛性ソーダを除去するために前記赤泥を第1の温度に加熱する第1の加熱ステップと、前記赤泥中の鉄成分を変換するために前記赤泥を前記第1の温度よりも低い第2の温度に加熱する第2の加熱ステップと、を含む、請求項1に記載の方法。 The heating step includes a first heating step of heating the red mud to a first temperature to remove caustic soda from the red mud, and a first heating step of heating the red mud to a first temperature to convert iron components in the red mud. 2. The method of claim 1, comprising a second heating step of heating to a second temperature lower than the first temperature. 前記第1の温度が少なくとも1400℃であり、前記第2の温度が600℃~1400℃の間である、請求項7に記載の方法。 8. The method of claim 7, wherein the first temperature is at least 1400°C and the second temperature is between 600°C and 1400°C. チタン、バナジウム、マンガン、およびクロムのうちの1つまたは複数を前記赤泥から物理的に抽出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, further comprising physically extracting one or more of titanium, vanadium, manganese, and chromium from the red mud. 赤泥を処理する方法であって、
赤泥を所定の温度に加熱するステップと、
前記赤泥を所定の粒径に破砕するステップと、
前記赤泥から鉄成分を物理的に抽出して、分離された鉄成分と、鉄が分離された赤泥とを得るステップと、
前記鉄が分離された赤泥からチタン成分を物理的に抽出するステップと、を含み、
鉄成分の前記物理的な抽出およびチタン成分の前記物理的な抽出が、前記赤泥への化学添加物の添加を必要とせずに行われる、方法。
A method for treating red mud, the method comprising:
heating the red mud to a predetermined temperature;
Crushing the red mud to a predetermined particle size;
physically extracting iron components from the red mud to obtain separated iron components and red mud from which iron has been separated;
physically extracting a titanium component from the red mud from which the iron has been separated,
A method, wherein said physical extraction of iron components and said physical extraction of titanium components are carried out without the need for addition of chemical additives to said red mud.
鉄成分を物理的に抽出する前記ステップが、第1の磁気強度において前記赤泥から鉄成分を磁気抽出することを含み、チタン成分を物理的に抽出する前記ステップが、前記第1の磁気強度よりも高い第2の磁気強度において、前記鉄が分離された赤泥からチタン成分を磁気抽出することを含む、請求項10に記載の方法。 The step of physically extracting an iron component includes magnetically extracting an iron component from the red mud at a first magnetic intensity, and the step of physically extracting a titanium component includes magnetically extracting an iron component from the red mud at a first magnetic intensity. 11. The method of claim 10, comprising magnetically extracting titanium components from the iron-separated red mud at a second magnetic strength higher than . 鉄成分を物理的に抽出する前記ステップが、前記赤泥から鉄成分を磁気抽出することを含み、チタン成分を物理的に抽出する前記ステップが、重力分離を行って、前記鉄が分離された赤泥からチタン成分を抽出することを含む、請求項10に記載の方法。 The step of physically extracting the iron component includes magnetically extracting the iron component from the red mud, and the step of physically extracting the titanium component includes performing gravity separation to separate the iron. 11. The method of claim 10, comprising extracting titanium components from red mud. 前記加熱するステップ、前記破砕するステップ、鉄成分を物理的に抽出する前記ステップ、およびチタン成分を物理的に抽出する前記ステップが、共通のハウジング内で行われる、請求項10に記載の方法。 11. The method of claim 10, wherein the steps of heating, crushing, physically extracting iron components, and physically extracting titanium components are performed in a common housing. 前記加熱するステップが、前記赤泥中のシリコン成分をガラスに転換することを含む、請求項10に記載の方法。 11. The method of claim 10, wherein the heating step includes converting silicon components in the red mud to glass. 赤泥を処理するためのシステムであって、
赤泥を所定の温度に加熱するように制御される少なくとも1つの加熱区間と、
前記赤泥を所定の粒径に破砕するように構成された粉砕機と、
前記赤泥から鉄成分を物理的に抽出するための第1の分離器と、
前記赤泥からアルミニウム成分およびチタン成分の1つまたは複数を物理的に抽出するための第2の分離器と、を備え、
前記第1の分離器および前記第2の分離器が、分離を行うために化学添加物の添加を必要としない、システム。
A system for processing red mud,
at least one heating section controlled to heat the red mud to a predetermined temperature;
a crusher configured to crush the red mud into a predetermined particle size;
a first separator for physically extracting iron components from the red mud;
a second separator for physically extracting one or more of an aluminum component and a titanium component from the red mud,
The system wherein the first separator and the second separator do not require the addition of chemical additives to effect separation.
前記少なくとも1つの加熱区間が、前記赤泥を第1の温度に加熱するように制御される第1の加熱区間と、前記赤泥を前記第1の温度よりも低い第2の温度に加熱するように制御される第2の加熱区間と、を含み、前記第2の加熱区間が、前記第1の加熱区間から送出される前記赤泥を受け取るように構成されている、請求項15に記載のシステム。 the at least one heating section is a first heating section controlled to heat the red mud to a first temperature; and a first heating section controlled to heat the red mud to a second temperature lower than the first temperature. and a second heating section configured to receive the red mud delivered from the first heating section. system. 前記第1の温度が少なくとも1400℃であり、前記第2の温度が600℃~1500℃の間である、請求項16に記載のシステム。 17. The system of claim 16, wherein the first temperature is at least 1400<0>C and the second temperature is between 600<0>C and 1500<0>C. 前記少なくとも1つの加熱区間が、第1の加熱区間と、前記第1の加熱区間内で前記赤泥を搬送し、混合するように構成された混合搬送機とを含み、前記混合搬送機が、前記第1の加熱区間の長さの大部分に沿って延びている、請求項15に記載のシステム。 The at least one heating section includes a first heating section and a mixing conveyor configured to convey and mix the red mud within the first heating section, the mixing conveyor comprising: 16. The system of claim 15, extending along a majority of the length of the first heating section. 前記混合搬送機がオーガースクリュー搬送機である、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18, wherein the mixing conveyor is an auger screw conveyor. 前記第1の加熱区間が、前記第1の加熱区間の前記長さに沿って配置された複数のバーナを含む、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18, wherein the first heating section includes a plurality of burners arranged along the length of the first heating section. 前記少なくとも1つの加熱区間と、前記粉砕機と、前記第1の分離器および前記第2の分離器の少なくとも一方とを少なくとも部分的に包囲する外側ハウジングをさらに備えている、請求項15に記載のシステム。 16. The method of claim 15, further comprising an outer housing at least partially enclosing the at least one heating section, the grinder, and at least one of the first separator and the second separator. system. 前記外側ハウジングが、前記少なくとも1つの加熱区間と、前記粉砕機と、前記第1の分離器および前記第2の分離器の少なくとも一方とを包囲する複数のエリアを含む回転管炉を備えている、請求項21に記載のシステム。 The outer housing includes a rotary tube furnace including a plurality of areas surrounding the at least one heating section, the crusher, and at least one of the first separator and the second separator. 22. The system of claim 21. 前記第1の分離器が、前記赤泥から鉄成分を抽出するための磁気分離器を備え、前記第2の分離器が、重力分離を使用して前記赤泥から前記アルミニウム成分および前記チタン成分の1つまたは複数を抽出するためのサイクロン分離器を備えている、請求項15に記載のシステム。 The first separator comprises a magnetic separator for extracting iron components from the red mud, and the second separator comprises a magnetic separator for extracting the aluminum component and the titanium component from the red mud using gravity separation. 16. The system of claim 15, comprising a cyclone separator for extracting one or more of the. 前記第1の分離器が、前記赤泥から鉄成分を抽出するための第1の磁気分離器を備え、前記第2の分離器が、第2の磁気分離器であって、より高い磁気強度で動作し、前記第1の磁気分離器から鉄が分離された赤泥を受け取り、前記鉄が分離された赤泥からチタン成分を抽出するように構成された第2の磁気分離器、を備えている、請求項15に記載のシステム。

The first separator comprises a first magnetic separator for extracting iron components from the red mud; a second magnetic separator configured to receive the iron-separated red mud from the first magnetic separator and extract a titanium component from the iron-separated red mud. 16. The system of claim 15.

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