RU2567977C2 - Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы - Google Patents

Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы Download PDF

Info

Publication number
RU2567977C2
RU2567977C2 RU2013103446/02A RU2013103446A RU2567977C2 RU 2567977 C2 RU2567977 C2 RU 2567977C2 RU 2013103446/02 A RU2013103446/02 A RU 2013103446/02A RU 2013103446 A RU2013103446 A RU 2013103446A RU 2567977 C2 RU2567977 C2 RU 2567977C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
slag
red mud
metal
titanium
Prior art date
Application number
RU2013103446/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013103446A (ru
Inventor
Кеки Хормусджи ГХАРДА
Original Assignee
Кеки Хормусджи ГХАРДА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кеки Хормусджи ГХАРДА filed Critical Кеки Хормусджи ГХАРДА
Publication of RU2013103446A publication Critical patent/RU2013103446A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2567977C2 publication Critical patent/RU2567977C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/006—Starting from ores containing non ferrous metallic oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/244—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
    • C22B1/245—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic with carbonaceous material for the production of coked agglomerates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/0038—Obtaining aluminium by other processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/0038—Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0053—Obtaining aluminium by other processes from other aluminium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
    • C22B34/1204—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent
    • C22B34/1209—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08 preliminary treatment of ores or scrap to eliminate non- titanium constituents, e.g. iron, without attacking the titanium constituent by dry processes, e.g. with selective chlorination of iron or with formation of a titanium bearing slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/06—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by carbides or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes
    • C22B7/002—Dry processes by treating with halogens, sulfur or compounds thereof; by carburising, by treating with hydrogen (hydriding)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Изобретение относится к экстракции металлов из красного шлама. Красный шлам измельчают до размера частиц 5-500 мкм. Полученный порошкообразный красный шлам соединяют с углеродистым восстановителем для получения смеси с соотношением порошкообразного красного шлама и углеродистого восстановителя 88:12-95:5. Полученную смесь прессуют с получением формованного материала, выбранного из группы, включающей пеллеты, блоки и брикеты. Формованный материал плавят, по меньшей мере частично, для получения масс железа и шлака, содержащего массу по меньшей мере одного металла из алюминия и титана. Отделяют массу железа от шлака и отделяют из шлака по меньшей мере одну массу металла, выбранного из группы, включающей алюминий и титан. Обеспечивается эффективная экстракция масс металла высокой чистоты. 8 з.п. ф-лы, 2 пр.

Description

Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу экстракции металлов из руды и полезных ископаемых на основе железа.
В частности, описывается способ экстракции ценных металлов, таких как алюминий и титан из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы, например ильменита, боксита и красного шлама.
Предпосылки
Традиционные способы производства алюминия из боксита, например способ Байера, сопряжены с большим выходом твердого побочного продукта, именуемого красным шламом, который получил свое название из-за высокого содержания железа. Алюминиевая промышленность не только выпускает примерно сорок миллионов метрических тон парниковых газов в год по всему миру, но и производит около 3-4 метрических тонн красного шлама на одну метрическую тонну алюминия. По экологическим причинам утилизация этого красного шлама в таких больших количествах представляет существенную проблему для предприятий алюминиевой промышленности разных стран. Чаще всего подобные остаточные породы утилизируются на земле или в море, что сопряжено с непомерными расходами на транспортировку, кроме того, захоронение в землю может привести к загрязнению почвы и подземных вод. Таким образом, большое значение имеет разработка экономичного способа использования представляющих промышленную ценность масс красного шлама для получения полезных продуктов.
Помимо оксидов железа красный шлам содержит достаточное количество других металлов, например алюминия, титана, кальция, натрия и кремния, в основном, в качестве оксидов, наряду со следами токсичных металлов. Ранее предлагались различные способы экстракции таких ценных металлов из красного шлама. Однако в большинстве случаев эти способы были сопряжены с применением высоких температур или давления, а значит и значительным потреблением энергии. Кроме того, для разделения компонентов красного шлама предлагалось использовать кислотный гидролиз, однако данный способ обеспечивает низкую чистоту продукта при высоких затратах. Для улучшения консистенции/текучести красного шлама предлагалось использовать такие способы как «укладывание и высушивание», добавление диспергирующих веществ, смешивание с угольной пылью и добавление присадок. Некоторые из раскрытий, описывающих способы обработки красного шлама, перечислены ниже среди решений, известных из уровня техники. Кроме того, титансодержащие руды, такие как ильменит, перерабатывают с целью отделения хлорида титана (TiCl4) и оксида титана (TiO2) путем ряда этапов способа, который дает существенный объем остаточных пород, содержащих значительное количество железистых соединений, таких как оксид и соли железа - хлориды или сульфаты. Ниже также перечислены известные из уровня техники способы экстракции железистых соединений из таких остаточных пород.
В патенте WO2010079369 раскрывается способ полного восстановления чистых оксидов элементов, присутствующих в красном шламе, а также их частичного преобразования в ценные продукты. Способ включает нагрев красного шлама водой до температуры 50-90ºC; после охлаждения до комнатной температуры добавление концентрированной соляной кислоты для получения в результате отношения твердого к жидкому около 1:5-1:25; вываривание полученной смеси для получения первого продукта, содержащего растворимые хлористые соли железа, алюминия, кальция и натрия, а также твердый остаток, содержащий оксиды титана и кремния; выпаривание первого продукта и добавление разбавленной соляной кислоты для получения второго продукта, содержащего обогащенный раствор хлористых солей железа, алюминия, кальция и натрия, а также обогащенный твердый остаток, содержащий оксиды титана и кремния; выделение вначале обогащенного твердого остатка, а затем железа, алюминия, кальция и натрия. При использовании данного способа красный шлам перерабатывается без остатка.
В патенте US20090311154 раскрывается безотходный способ экстракции алюминия из бокситовой руды различного типа и красного шлама, а также диоксида титана из ильменита. Способ включает плавление смеси в присутствии восстанавливающего агента для получения расплавленного шлака, добавление щелочи в расплавленный шлак, выделение расплавленного железа из полученной смеси для получения остаточного шлака и восстановление оксидов металла из остаточного шлака. Способ позволяет восстановить большую часть масс металлов и дает лишь небольшой кремнистый остаток при pH 4-5.
В патенте US6447738 раскрывается способ экстракции алюминия, оксида железа и диоксида титана из бокситовой руды и глины, а также других рудных тел и исходного сырья. Способ включает выщелачивание серной кислотой исходного сырья в автоклаве под давлением при температуре около 200ºC; преобразование железистых масс при помощи SO2 в сульфат двухвалентного железа; удаление калия путем кристаллизации любых двойных солей щелочного сульфата алюминия; удаление кристаллов при помощи газа SO2 и гидролиз массы двойной соли в основную осажденную соль щелочного сульфата алюминия, которую в дальнейшем высушивают и кальцинируют при температуре 950ºC.
В патенте US5043077 раскрывается способ подготовки красного шлама, полученного в результате применения процесса Байера, для облегчения последующей обработки. Способ включает добавление к шламу некоторого количества вещества, состоящего преимущественно из материала класса гуминовых кислот и гуматов, в форме лигнита или леонардита, которые эффективно способствуют снижению вязкости шлама.
В патенте US3776717 раскрывается способ обработки красного шлама, полученного в результате производства алюминия, в частности, для снижения содержания щелочных металлов в красном шламе и восстановления железа и алюминия. Способ включает воздействие на красный шлам гуминовой кислотой и негашеной известью, восстановление содержания железа посредством восстановления оксидов железа.
В изобретении описывается способ экстракции ценных металлов, в том числе алюминия, титана и железа, из алюминийсодержащей руды, например боксита, и титансодержащей руды, например ильменита, а также из остаточных пород, содержащих алюминий и титан, например из красного шлама. Способы, известные из уровня техники, требуют кислотной обработки, соответственно промышленные отходы, получаемые в результате, перед утилизацией необходимо нейтрализовать. Кроме того, известные способы предполагают использование высоких температур и давления, то есть интенсивное потребление энергии. В изобретении предлагается способ, преодолевающий вышеуказанные недостатки, известные из уровня техники.
Цели изобретения
Одной из целей изобретения является предоставление способа экстракции металлов из алюминийсодержащей руды, например боксита, и титансодержащей руды, например ильменита, а также из остаточных пород, содержащих алюминий и титан, например из красного шлама, для получения ценных продуктов.
Другой целью изобретения является предоставление экономичного способа экстракции металлов из руды.
Еще одной целью изобретения является предоставление способа экстракции металлов из руды с использованием тепловой энергии.
Сущность изобретения
В изобретении описывается способ экстракции из минерального сырья, то есть руды, остаточной породы или их смеси, массы по меньшей мере одного металла, выбранного из следующих: железо, алюминий, титан, натрий, кальций и кремний, где способ включает следующие этапы:
▪ измельчение минерального сырья до размера частиц 5-500 мкм для получения порошкообразного материала;
▪ соединение вышеуказанного порошкообразного материала с углеродистым сырьем для получения смеси с соотношением порошкообразного материала и углеродистого сырья примерно 88:12-95:5;
▪ прессование полученной смеси в форму, выбранную из следующих: пеллеты, блоки и брикеты, для получения формованного материала;
▪ плавление, по меньшей мере частичное, металла и шлака в указанном формованном материале для отделения масс железа вместе со шлаком, содержащим массу по меньшей мере одного металла из следующих: алюминий, титан, кальций, натрий и кремний; и
▪ отделение масс железа от шлака.
Как правило, в соответствии с изобретением способ включает этап выбора указанного углеродистого сырья из следующей группы: дерево, древесный уголь, кокс, полукокс, уголь, биомасса, продукт обугливания, нефтяное топливо и природный газ.
В соответствии с изобретением предпочтительно использовать в качестве указанного углеродистого сырья продукт обугливания, полученный в результате пиролиза угля.
Как правило, в соответствии с изобретением способ включает этап плавления упомянутого формованного материала в шахтной печи посредством горения с воздухом, предпочтительно с обогащенным воздухом, предпочтительнее с кислородом, при температуре в диапазоне 1200-1800ºC, предпочтительно в диапазоне 1400-1500ºC.
В соответствии с зобретением предпочтительно способ включает этап плавления упомянутого формованного материала в присутствии горячих восстановительных газов, предпочтительнее полученных при помощи кислорода полукокса и пара/переработанного CO2.
В соответствии с изобретением способ включает этап выбора по меньшей мере одного минерального сырья из группы материалов, состоящей из боксита, ильменита и красного шлама.
В качестве альтернативы в соответствии с изобретением способ включает добавление шлакообразующего агента к упомянутому порошкообразному материалу, где в качестве шлакообразующего агента выбирают кальцинированную соду, известь, известняк, доломит и источник щелочи.
В качестве альтернативы в соответствии с изобретением способ включает этап пиролиза/обугливания упомянутого углеродистого сырья и соединения обугленного углеродистого сырья с указанным порошкообразным материалом для получения смеси.
В соответствии с изобретением способ включает этап отделения масс железа в форме, выбираемой из расплавленного железа, карбида железа или их смеси.
Как правило, в соответствии с изобретением способ включает этап отделения от шлака массы по меньшей мере одного металла из следующих: оксиды алюминия, титана и кремния и щелочные соли кальция и натрия.
В соответствии с изобретением предпочтительно способ включает этап обработки шлака, содержащего оксиды металла, посредством следующих этапов: (i) мягкое измельчение, (ii) воздушная сепарация и (iii) магнитное разделение, для дальнейшего отделения масс железа.
В соответствии с изобретением предпочтительнее способ включает дальнейшую обработку шлака, содержащего оксиды металла следующими этапами, включающими: (i) карбохлорирование оксидов дополнительным упомянутым углеродистым сырьем в реакторе с псевдосжиженным слоем для получения хлоридов металла, и (ii) экстракция и очистка хлоридов металла.
Подробное описание изобретения
Изобретение предусматривает способ экстракции масс металлов, в том числе алюминия, титана, кремния, кальция, натрия и железа, из руд, таких как алюминийсодержащие руды, например боксит, и титансодержащие руды, например ильменит, и железные руды и остаточные породы, содержащие алюминий и титан, например жидкий красный шлам. Способ включает соединение металлсодержащего минерального сырья с углеродистым сырьем для восстановления оксида железа, при этом углеродистое сырье предпочтительно использовать в избытке против стехиометрии по отношению к минеральному сырью для упрощения отделения масс металла. Способ включает этап плавления железного компонента минерального вещества для отверждения и соответственно отделения массы железа от масс других металлов, например оксидов алюминия, титана и кремния, а также щелочных солей кальция и натрия. Восстановление оксидов железа, их последующее плавление и отделение предпочтительно проводить без добавления каких-либо разжижающих соединений, например щелочей, карбонатов или оксидов натрия, кальция, калия, магния и т. п.; так как в этом случае облегчается восстановление масс алюминия и титана.
Способ согласно изобретению включает этап измельчения минерального сырья, то есть руды, остаточной породы или их смеси, включающих массу по меньшей мере одного металла из железа, алюминия, титана, кремния, натрия или кальция. Минеральное сырье измельчают, при необходимости, до размера частиц в диапазоне 5-500 мкм и затем измельченное сырье соединяют с углеродистым сырьем. Перед соединением углеродистое сырье, выбранное из таких как уголь, кокс, полукокс, дерево, древесный уголь, биомасса, нефтяное топливо, продукт обугливания или природный газ, может быть обуглено, и обугленное углеродистое сырье вместе с восстановленными летучими веществами может быть соединено с измельченным сырьем. Наиболее предпочтительным углеродистым сырьем является продукт обугливания, полученный в результате пиролиза угля. Предпочтительно углеродистое сырье добавляют в 10-40%-ном избытке против стехиометрии относительно измельченного минерального сырья, при этом соотношение измельченного сырья к углеродистому сырью находится в диапазоне 88 :12-95:5. Кроме того, с измельченным сырьем можно смешать шлакообразующие агенты для облегчения отделения масс металла; при этом шлакообразующие агенты обычно выбирают из кальцинированной соды, извести, известняка, доломита или источника щелочи.
Полученную смесь измельченного сырья и углеродистого сырья формуют в виде пеллет, блоков или брикетов. Данный формованный материал затем плавят в шахтной печи для по меньшей мере частичного расплавления металла и шлака в формованном материале. Формованный материал загружают в чашу, и чашу отправляют в шахтную печь, где происходит горение формованного материала с воздухом, предпочтительно с обогащенным воздухом, предпочтительнее с кислородом, при температуре в диапазоне 1200-1800ºC, предпочтительно в диапазоне 1400-1500ºC. Кроме того, можно пропустить через шахтную печь горячие восстановительные газы, полученные отдельно в газогенераторе, для улучшения/ускорения процесса плавления. Результатом плавления становится восстановление оксида железа и расплавление по меньшей мере части металла и шлака в формованном материале, что позволяет получить массы расплавленного железа и шлака, содержащие по меньшей мере один из следующих металлов: алюминий, титан, кремний, кальций или натрий.
В дальнейшем массы железа отделяют от шлака в качестве расплавленного железа, карбида железа или их смеси при помощи следующих способов, включающих: отвод жидкости, способы физического отделения с использованием разницы удельного веса, магнитное разделение и т. п. Отделенный таким образом шлак состоит, главным образом, из оксидов алюминия, титана и кремния, а также щелочных солей кальция и натрия. Шлак обрабатывают для отделения массы по меньшей мере одного металла при помощи способов, включающих: мягкое измельчение, воздушную сепарацию и магнитное разделение, для удаления примесей и остаточных масс железа и получения высокочистых оксидов алюминия, титана и кремния. Очищенные оксиды металла подвергают дальнейшей обработке, включающей карбохлорирование оксидов дополнительным углеродистым сырьем подпитки в качестве восстановителя в реакторе с псевдосжиженным слоем для получения хлоридов металла, то есть хлоридов алюминия и титана; экстракцию и очистку этих хлоридов металла посредством фильтрации и фракционирования. Полученные хлориды отделяют при помощи известных из уровня техники способов. Хлориды алюминия и титана (AlCl3 и TiCl4), полученные таким образом, преобразуют в щелочные металлокомплексы и подвергают электролизу для производства соответствующих металлов.
Результаты испытаний
Далее изобретение описывается с точки зрения следующего примера, который ни коим образом не ограничивает объем и сущность изобретения, и приводится только в иллюстративных целях.
Пример 1
Жидкий красный шлам в количестве 80 кг смешали с 5 кг порошка кокса с содержанием углерода 97 %. Состав жидкого красного шлама приведен в таблице.
Состав красного шлама
Fe2O3 Al2O3 TiO2 SiO2 Na2O
37 % 21,15 % 10,38 % 7,8 % 4,8 %
Смесь сформовали в пеллеты размером 30-37 мм. Пеллеты плавили в чаше диаметром в свету 26 см в течение 2 ч с использованием кокса в качестве топлива для нагрева. При помощи продувки воздухом была достигнута температура 1500°C. Расплавленный металл и шлак извлекли в горячем состоянии и разделили на отвержденную железную часть весом 18 кг с содержанием железа 97 % и углерода 1,5 %. Шлак измельчили и подвергли магнитному разделению. В результате была получена смесь TiO2, Al2O3 и SiO2, содержащая только 6 % оксида железа.
Пример 2
Жидкий красный шлам в количестве 80 кг смешали с 5 кг порошка кокса с содержанием углерода 97 %. Смесь сформовали в пеллеты размером 40 мм. Отвердение гранул происходило при температуре 600ºC в течение 4 ч. Гранулы плавили в чаше диаметром в свету 26 см в течение 3 ч с использованием кокса в качестве топлива для нагрева. При помощи продувки воздухом была достигнута температура 1500-1650°C. Расплавленный металл и шлак извлекли в горячем состоянии и разделили на отвержденную железную часть весом 18 кг с содержанием железа 98 % и углерода 1 %. Шлак подвергли измельчению и сепарации с последующим магнитным разделением. В результате была получена смесь TiO2, Al2O3 и SiO2, содержащая около 7 % железа.
Технические преимущества
Способ экстракции из минерального сырья, то есть руды, остаточной породы или их смеси, массы по меньшей мере одного металла, выбранного из следующих: железо, алюминий, титан, натрий, кальций и кремний; где способ включает этап смешивания и измельчения минерального сырья с углеродистым сырьем, плавление масс железа и шлака в смеси для получения расплавленного железа и оксидов металла; при этом способ, описанный в изобретении, имеет ряд технических преимуществ, в том числе, среди прочего, следующие: простота, и экономичность способа, получение ценных продуктов и использование тепловой энергии.
Упомянутые числовые значения различных физических параметров, размеров или количеств являются приблизительными, и предполагается, что более высокие/низкие значения, чем числовые значения, соответствующие параметрам, не выходят за рамки объема и сути изобретения, если в описании явно не указано обратное. В случае указания диапазона значений, в рамки объема и сути изобретения включаются значения на 10 % ниже и выше самого низкого и самого высокого значений диапазона соответственно.
Учитывая широкое разнообразие вариантов осуществления, в которых могут применяться принципы изобретения, следует понимать, что все варианты осуществления приведены только в иллюстративных целях. Несмотря на то, что в настоящем документе уделяется особое внимание отдельным особенностям изобретения, будет понятно, что могут быть выполнены различные модификации, и в предпочтительные варианты осуществления могут быть внесены множество изменений, не выходящие за рамки идеи изобретения. Эти и другие модификации сути изобретения или предпочтительных вариантов осуществления являются очевидными для специалистов в данной области из настоящего раскрытия, и при этом следует четко понимать, что данный материал следует трактовать как изложенный исключительно в иллюстративных целях и ни коим образом не ограничивающий изобретение.

Claims (9)

1. Способ экстракции металлов из красного шлама, включающий следующие этапы:
- измельчение указанного красного шлама до размера частиц 5-500 мкм для получения порошкообразного красного шлама;
- соединение указанного порошкообразного красного шлама с углеродистым восстановителем для получения смеси с соотношением указанного порошкообразного красного шлама и указанного углеродистого восстановителя 88:12-95:5;
- прессование указанной полученной смеси для получения формованного материала в форме, выбранной из группы, включающей пеллеты, блоки и брикеты;
- плавление, по меньшей мере частичное, указанного формованного материала для получения масс железа и шлака, содержащего массу по меньшей мере одного металла из алюминия и титана;
- отделение масс железа от шлака; и
- отделение из шлака по меньшей мере одной массы металла, выбранного из группы, включающей алюминий и титан.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный углеродистый восстановитель выбирают из группы материалов, включающей дерево, древесный уголь, кокс, полукокс, уголь, продукт обугливания, полученный в результате пиролиза углерода и нефтяное топливо.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап плавления упомянутого формованного материала осуществляют в шахтной печи посредством горения с воздухом при температуре в диапазоне 1200-1800°C.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что этап плавления упомянутого формованного материала осуществляют в присутствии горячих восстановительных газов.
5. Способ по п. 1, включающий этап добавления шлакообразующего агента к упомянутому порошкообразному красному шламу, где шлакообразующий агент выбирают из группы, включающей кальцинированную соду, известь, известняк и доломит.
6. Способ по п. 1, включающий этап пиролиза упомянутого углеродистого восстановителя и соединения обугленного углеродистого восстановителя с указанным порошкообразным красным шламом для получения смеси.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделенные массы железа имеют вид, выбираемый из группы, включающей расплавленное железо и карбид железа.
8. Способ по п. 1, включающий этап обработки шлака, содержащего оксиды металла, посредством: (i) мягкого измельчения, (ii) воздушной сепарации и (iii) магнитного разделения, для дальнейшего отделения масс железа.
9. Способ по п. 8, включающий этап дальнейшей обработки шлака с оксидами металла посредством: (i) карбохлорирования оксидов дополнительным упомянутым углеродистым восстановителем в реакторе с псевдосжиженным слоем для получения хлоридов металла, и (ii) экстракции и очистки хлоридов металла.
RU2013103446/02A 2010-06-30 2011-06-06 Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы RU2567977C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN1909MU2010 2010-06-30
IN1909/MUM/2010 2010-06-30
PCT/IN2011/000376 WO2012001700A1 (en) 2010-06-30 2011-06-06 Process for extracting metals from aluminoferrous titanoferrous ores and residues

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013103446A RU2013103446A (ru) 2014-08-20
RU2567977C2 true RU2567977C2 (ru) 2015-11-10

Family

ID=45401487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013103446/02A RU2567977C2 (ru) 2010-06-30 2011-06-06 Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8540951B2 (ru)
EP (1) EP2588633B1 (ru)
JP (1) JP5851502B2 (ru)
CN (1) CN103025900B (ru)
AU (1) AU2011272918B2 (ru)
CA (1) CA2803903C (ru)
ES (1) ES2872125T3 (ru)
HU (1) HUE054519T2 (ru)
RU (1) RU2567977C2 (ru)
WO (1) WO2012001700A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787918C1 (ru) * 2022-02-16 2023-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук Способ извлечения железа из красного шлама

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013001A (en) * 1998-02-04 2000-01-11 Shimano, Inc. Bicycle sprocket having recesses beneath chain receiving edges
JP5851502B2 (ja) 2010-06-30 2016-02-03 ガルダ，ケキ，ホルムスジ アルミ含有鉄鉱石およびチタン含有鉄鉱石および残留物からの金属抽出法
UA107873C2 (en) * 2013-06-14 2015-02-25 Vassim Mounir Freij Method for processing red mud aluminum
CN103643029B (zh) * 2013-12-09 2015-12-09 东北大学 一种高铁铝土矿含碳热压块竖炉还原铁铝分离方法
CN104973745A (zh) * 2014-04-11 2015-10-14 河北建支铸造集团有限公司 冷镀锌后期处理液中红泥的无害化处理方法
RU2588910C1 (ru) * 2015-05-07 2016-07-10 Владимир Григорьевич Оленников Способ переработки мелкодисперсного красного шлама
CN105671315B (zh) * 2016-01-30 2017-09-15 云南驰宏锌锗股份有限公司 一种阳极泥一步制备金银合金的方法
CN105755195B (zh) * 2016-04-12 2019-02-05 北京科技大学 一种从高硅铁矿直接制备钢水的方法
KR101790128B1 (ko) * 2017-04-19 2017-10-26 한국지질자원연구원 일메나이트를 이용한 이산화티타늄 제련방법
KR101900672B1 (ko) 2018-04-10 2018-09-20 한국지질자원연구원 적니를 활용한 일메나이트 제련방법
AU2018256247B2 (en) * 2017-04-19 2020-11-12 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources Method for smelting ilmenite using red mud
US10851007B1 (en) * 2019-08-06 2020-12-01 Red Mud Enterprises Llc System for processing Red Mud and method of processing Red Mud
CN113088610A (zh) * 2019-12-23 2021-07-09 西冶科技集团股份有限公司 一种赤泥火法炼铁冶炼装置及其工艺
CN111663037B (zh) * 2020-07-08 2022-03-22 鞍钢股份有限公司 一种利用转炉炉渣铁氧化物生产海绵铁的方法
WO2022115512A1 (en) * 2020-11-25 2022-06-02 Red Mud Enterprises Llc System for processing red mud and method of processing red mud
CN112981028B (zh) * 2021-04-23 2021-08-31 中国恩菲工程技术有限公司 从赤泥中提取铁元素的方法
CN113403485B (zh) * 2021-06-18 2022-04-08 中南大学 含砷金铜精矿清洁冶炼控砷的方法
CN114032390B (zh) * 2021-10-18 2023-08-18 鞍钢实业集团有限公司冶金资源再生利用分公司 一种用于炼钢的铝铁合金冶金炉渣的资源化处理方法
CN114538991B (zh) * 2022-04-02 2023-03-31 青岛盈坤源矿业科技有限公司 一种生物炭基复合肥

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU86948A1 (ru) *
SU1615205A1 (ru) * 1988-08-01 1990-12-23 Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР Способ переработки красных шламов
RU2034034C1 (ru) * 1991-02-20 1995-04-30 Московский институт стали и сплавов Способ пирометаллургической переработки железосодержащих материалов с примесями цветных металлов
RU2165469C2 (ru) * 1999-06-03 2001-04-20 Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Титансодержащая шихта для хлорирования (варианты) и способ ее приготовления
EP1096215A2 (en) * 1999-10-15 2001-05-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Apparatus and method for producing metal through reduction
RU2220208C2 (ru) * 2000-06-02 2003-12-27 Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё Способ получения металлического железа и устройство для его осуществления
RU2245371C2 (ru) * 2003-02-03 2005-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Дата-Центр" Способ переработки красного шлама глиноземного производства

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3495973A (en) * 1967-07-31 1970-02-17 Mcdowell Wellman Eng Co Gas-solid reaction
US3776717A (en) 1970-12-04 1973-12-04 Tatabanyai Szenbanyak Method for processing of red mud
US3765868A (en) * 1971-07-07 1973-10-16 Nl Industries Inc Method for the selective recovery of metallic iron and titanium oxide values from ilmenites
US3829309A (en) * 1972-06-06 1974-08-13 Us Interior Process for smelting ilmenite to produce pig iron and titania-containing slag
US3996332A (en) * 1975-12-02 1976-12-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Synthesis of rutile from titaniferous slags
JPS53134770A (en) * 1977-04-28 1978-11-24 Nippon Jiriyoku Senkou Kk Treatment of red mud
US5043077A (en) 1989-12-11 1991-08-27 Alcan International Limited Treatment of bayer process red mud slurries
CN1034264C (zh) * 1991-03-23 1997-03-19 冶金工业部长沙矿冶研究院 用还原磨选法制取微合金铁粉的方法
WO1997016573A1 (en) * 1995-11-01 1997-05-09 Westralian Sands Limited Agglomeration of iron oxide waste materials
JP3864506B2 (ja) * 1997-07-29 2007-01-10 住友金属工業株式会社 半還元鉄塊成鉱およびその製造方法ならびに銑鉄の製造方法
US6447738B1 (en) 2000-08-24 2002-09-10 Solv-Ex Corporation Coproducing alumina, iron oxide, and titanium-dioxide from aluminum ore bodies and feedstocks
JP4115136B2 (ja) * 2002-02-04 2008-07-09 石原産業株式会社 四塩化チタンの製造方法
CN1478908A (zh) * 2002-08-29 2004-03-03 中国科学院过程工程研究所 一种分离铁和钛制备高钛渣的方法和装置
JP4153281B2 (ja) * 2002-10-08 2008-09-24 株式会社神戸製鋼所 酸化チタン含有スラグの製造方法
CN1511966B (zh) * 2002-12-30 2011-06-08 北京有色金属研究总院 一种高含铁稀土原矿的选矿工艺
JP4438297B2 (ja) * 2003-03-10 2010-03-24 株式会社神戸製鋼所 還元金属の製造方法および炭材内装塊成物
GB0313886D0 (en) 2003-06-16 2003-07-23 Jha Animesh Extraction route for Ti02 and alumina from bauxite and bauxitic residues,and titaniferrous deposits and wastes
JP2005097665A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Kobe Steel Ltd 還元金属原料塊成物およびその製造方法、並びに還元金属の製造方法
CN1562755A (zh) * 2004-03-19 2005-01-12 邝中 铁铝复合矿生产生铁及提取氧化铝的铝酸钙渣工艺
CA2616394A1 (en) * 2005-08-30 2007-03-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ore reduction process and titanium oxide and iron metallization product
CN100519767C (zh) * 2007-03-16 2009-07-29 攀枝花钢铁(集团)公司 钒钛磁铁矿的还原方法
JP5384175B2 (ja) * 2008-04-10 2014-01-08 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄製造用酸化チタン含有塊成物
CN101597082A (zh) * 2008-06-07 2009-12-09 微宏科技（湖州）有限公司 从含钛原料中提取二氧化钛的方法
JP5064330B2 (ja) * 2008-08-11 2012-10-31 新日本製鐵株式会社 還元鉄及び銑鉄の製造方法
CN101456573B (zh) * 2008-12-29 2011-04-20 中国铝业股份有限公司 一种拜尔法赤泥的处理方法
GR20090100008A (el) 2009-01-12 2010-09-09 Νικολαος Παπαδοπουλος Μεθοδος αποκτησης εκμεταλλευσιμων προϊοντων απο το στερεο αποβλητο της ερυθρας ιλυος
JP5851502B2 (ja) 2010-06-30 2016-02-03 ガルダ，ケキ，ホルムスジ アルミ含有鉄鉱石およびチタン含有鉄鉱石および残留物からの金属抽出法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU86948A1 (ru) *
SU1615205A1 (ru) * 1988-08-01 1990-12-23 Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР Способ переработки красных шламов
RU2034034C1 (ru) * 1991-02-20 1995-04-30 Московский институт стали и сплавов Способ пирометаллургической переработки железосодержащих материалов с примесями цветных металлов
RU2165469C2 (ru) * 1999-06-03 2001-04-20 Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Титансодержащая шихта для хлорирования (варианты) и способ ее приготовления
EP1096215A2 (en) * 1999-10-15 2001-05-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Apparatus and method for producing metal through reduction
RU2220208C2 (ru) * 2000-06-02 2003-12-27 Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё Способ получения металлического железа и устройство для его осуществления
RU2245371C2 (ru) * 2003-02-03 2005-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Дата-Центр" Способ переработки красного шлама глиноземного производства

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787918C1 (ru) * 2022-02-16 2023-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук Способ извлечения железа из красного шлама

Also Published As

Publication number Publication date
EP2588633A1 (en) 2013-05-08
EP2588633B1 (en) 2021-03-03
US8540951B2 (en) 2013-09-24
HUE054519T2 (hu) 2021-09-28
EP2588633A4 (en) 2017-04-05
CN103025900B (zh) 2016-08-03
CA2803903C (en) 2016-02-16
AU2011272918A1 (en) 2013-02-14
WO2012001700A4 (en) 2012-03-29
WO2012001700A1 (en) 2012-01-05
US20130101483A1 (en) 2013-04-25
JP2013532232A (ja) 2013-08-15
ES2872125T3 (es) 2021-11-02
RU2013103446A (ru) 2014-08-20
CN103025900A (zh) 2013-04-03
JP5851502B2 (ja) 2016-02-03
CA2803903A1 (en) 2012-01-05
AU2011272918B2 (en) 2014-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2567977C2 (ru) Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы
WO2015165153A1 (zh) 钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法
CN1895803A (zh) 一种处理铝电解槽废槽衬的方法
CN1785537A (zh) 一种铝电解槽废阴极炭块无害化的处理方法
CN102225775A (zh) 一种白云石转化法生产氢氧化镁和碳酸钙的方法
JP2013532232A5 (ru)
CN102311136A (zh) 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝的方法
CN114920245B (zh) 一种用于二氧化碳封存的矿化物及其应用
CN103030312B (zh) 一种金属镁冶炼渣的处理方法
CN102605185A (zh) 一种铁铝共生矿的综合利用方法
CN112111660A (zh) 一种从锂矿石中富集锂同时制备硅铁合金回收氧化铝的方法
CN114182103A (zh) 一种铝灰和生活垃圾焚烧飞灰协同处置资源化利用的方法
US3776717A (en) Method for processing of red mud
CN111807731A (zh) 一种水泥窑协同处理氯碱盐泥的方法
Zhang et al. Complementary advantages of spent pot lining and coal gangue in the detoxification and valuable components recovery process
Butnariu et al. Research on the Recycling of Pulverulent Waste from the Ferous and Non-Ferrous Industry in Order tu Reduced the Pollution
CN103864086A (zh) 一种利用富硼渣制造硼砂的方法
Ni et al. Advances and promotion strategies of processes for extracting lithium from mineral resources
CN107200488A (zh) 干法旋窑厂用铝电解槽炭质废料生产氟铝酸盐水泥的方法
CN101077781A (zh) 硼镁矿中硼镁分离新工艺
CN112080642B (zh) 一种脱硫石膏渣与废弃镁铬耐火砖协同处置综合回收的方法
CN100368295C (zh) 一种利用菱镁尾矿生产轻质碳酸镁的方法
CN106927706A (zh) 一种垃圾焚烧飞灰合成晶体矿物材料的方法
CN115159552B (zh) 一种从含铝资源中回收氧化铝的方法
CN102115823B (zh) 用拜尔法赤泥制备铁和铝并联产硫酸钠的方法