RU2787918C1 - Способ извлечения железа из красного шлама - Google Patents
Способ извлечения железа из красного шлама Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787918C1 RU2787918C1 RU2022103971A RU2022103971A RU2787918C1 RU 2787918 C1 RU2787918 C1 RU 2787918C1 RU 2022103971 A RU2022103971 A RU 2022103971A RU 2022103971 A RU2022103971 A RU 2022103971A RU 2787918 C1 RU2787918 C1 RU 2787918C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- iron
- red mud
- sulfate
- magnetic separation
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title abstract 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000001603 reducing Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000002829 reduced Effects 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000538 Tail Anatomy 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical group 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к металлургии черных металлов и может быть использовано при переработке и утилизации отходов глиноземного производства, а именно красных шламов и сульфатно-содовой смеси. Осуществляют смешивание шихты, окускование, сушку. Проводят восстановительный обжиг в интервале температур 1150-1300°С продолжительностью 30-120 минут с использованием восстановителя в виде коксовой мелочи в количестве 200 кг/т смеси на основе красного шлама. Обожженный материал размалывают и разделяют посредством сухой магнитной сепарации или мокрой магнитной сепарации. При этом красный шлам смешивают с сульфатно-содовой смесью при следующем соотношении компонентов, мас. %: красный шлам 76-87, сульфатно-содовая смесь 13-24. Изобретение обеспечивает повышение степени извлечения железа в концентрат. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии черных металлов и может быть использовано при переработке и утилизации материалов с высоким содержанием железа путем их восстановительного обжига и магнитной сепарации, например, красных шламов, образующихся в процессе производства глинозема с целью наиболее полного извлечения из них железа.
Из уровня техники известен способ извлечения металлов из красного шлама, согласно которому его смешивают с углеродистым восстановителем, полученную смесь прессуют и плавят в диапазоне 1400-1500°С для получения масс железа и шлака, содержащего повышенное количество алюминия и титана, отделяют металлический продукт от шлака, ценные элементы из шлака извлекают путем хлорирования.
Недостатками данного способа являются высокие затраты электроэнергии на процесс плавления, связанные с использованием повышенных температуры и кратности шлака. Кроме того, реализация данного способа приводит к высокому расходу огнеупоров в низкотемпературной области печи, что связано с их эрозией из-за осаждения натрия, содержащегося в красном шламе, который переходит в газовую фазу при высоких температурах [Патент РФ №2567977 от 10.11.2015 г. Гхарда К.X. Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы].
Известен способ переработки красного шлама в двух сообщающихся вращающихся трубчатых печах, где в первой печи происходит восстановление соединений железа красного шлама углеродистым восстановителем, а во второй - разделение восстановленного металла с получением чугуна и пустой породы при повышенных температурах [Леонтьев Л.И, Ватолин Н.А, Шаврин С.В, Шумаков Н.С. Пирометаллургическая переработка комплексных руд - М.: Металлургия, 1997. - 431 с.].
Недостатками данного способа являются низкая производительность процесса, сложность сопряжения этапов восстановления и плавления, повышенное образование настылей во второй печи, связанное с необходимостью поддержания высоких температур и невозможностью получения металлического продукта с низким содержанием углерода.
Известен способ производства железного порошка, включающий окомкование стехиометрической смеси рудных материалов с восстановителем, ее восстановление в вакууме под давлением 0,1-10 мм. рт. ст. в интервале температур 700-1100°С, охлаждение в безокислительной среде, дробление и магнитную сепарацию [Патент СССР №651033 от 05.03.1979. Калинников Е.С., Вертман А.А. Способ производства железного порошка].
Недостатками данного способа являются необходимость создания вакуума, что требует повышенного расхода электроэнергии и использования дополнительного оборудования. Применение хлорида натрия в качестве катализатора восстановления железа, приводит к переходу хлора в газовую фазу, что негативно влияет на стойкость дорогостоящего вакуумного оборудования и может привести к образованию токсичных хлорсодержащих соединений (полихлорированных дибензо-пара-диоксинов и дибензофуранов) в отходящих газах.
Наиболее близким по техническим характеристикам к заявленному способу является способ переработки оксидных железосодержащих материалов, включающий смешивание компонентов исходной шихты, содержащей оксидный железосодержащий материал, углеродистый восстановитель и карбонат кальция, ее восстановительный обжиг в интервале температур 700-1200°С, разделение твердого компонента на железосодержащую и силикатную составляющие пневматическим способом в циклонах, а затем магнитную или электростатическую сепарацию [Патент РФ №2525394 от 10.08.2014. Михеенков М.А. и др. Способ переработки оксидных железосодержащих материалов]
Недостатком данного способа является получение концентратов с содержанием не более 60% железа, что снижает их ценность.
В основу патентуемого способа положена задача вовлечения в хозяйственный оборот двух в настоящее время не используемых в РФ отходов глиноземного производства путем их рециклинга с получением железного концентрата, пригодного для применения в черной металлургии. Предложенный метод отличается тем, что в процессе восстановительного обжига в интервале температур 1150-1300°С и последующей магнитной сепарации утилизируются два отхода глиноземного производства одновременно, а именно красный шлам и сульфатносодовая смесь.
Техническим результатом является повышение степени извлечения железа в концентрат, увеличение содержания железа в концентрате, получение оптимального содержания углерода в концентрате, улучшение разделения железного концентрата и хвостов в ходе магнитной сепарации.
Технический результат достигается тем, что согласно изобретению, способ извлечения железа из красного шлама включает в себя смешение шихты, состоящей из красного шлама и сульфатносодовой смеси в следующем соотношении компонентов, масс. %:
| красный шлам | 76-87 |
| сульфатносодовая смесь | 13-24 |
окускование, сушку, восстановительный обжиг в интервале температур 1150-1300°С продолжительностью не менее 30 минут с использованием восстановителя в виде коксовой мелочи в количестве не менее 200 кг/т смеси на основе красного шлама, размол обожженного материала и сухую магнитную сепарацию, что позволяет получить оптимальные условия для восстановления железосодержащих фаз и роста частиц восстановленного железа.
Заявляемые пределы соотношения компонентов установлены экспериментальным путем. При использовании менее 13% сульфатносодовой смеси отделение железа после восстановительного обжига в интервале температур 1150-1300°С и последующей магнитной сепарации не происходит или незначительно. При использовании более 24% значительно ухудшаются показатели магнитной сепарации из-за сульфидирования части железа. Расход коксовой мелочи должен составлять не менее 200 килограмм на 1 тонну смеси для полного восстановления соединений железа красного шлама. При меньшем расходе коксовой мелочи восстановление железа является неполным, что приводит к низким показателям магнитной сепарации.
Способ осуществляется следующим образом. Вначале красный шлам и сульфатносодовую смесь сушат в печи при температурах 100-300°С. Затем высушенные отходы смешивают и окусковывают в окомкователе или брикетируют. В качестве восстановителя используют коксовую мелочь, которую добавляют в шихту в нужном количестве. Процесс восстановительного обжига проводят в интервале температур 1150-1300°С длительностью не менее 30 минут. Обожженный красный шлам дробят, измельчают и направляют на магнитную сепарацию. Проводят сухую магнитную сепарацию с силой магнитной индукции 0,35 Тл для получения магнитного железного концентрата и немагнитных хвостов. После обжига при температуре менее 1150°С и измельчения магнитное разделение не происходит или незначительно из-за слишком малого размера частиц (менее 40 мкм) восстановленного железа и их срастания с пустой породой, а при температурах более 1300°С наблюдаются негативные явления, связанные со значительным оплавлением шихты, а именно слипание восстановленных гранул между собой и растекание, что приводит к увеличению затрат на измельчение полученных гранул и технологическим трудностям в процессе восстановления. При времени обжига менее 30 минут в ходе последующей магнитной сепарации степень извлечения и содержание железа в концентрате недостаточно высоко.
Способ также реализуется в две стадии. На первой стадии нагрева восстановительный обжиг проводят при температуре 1000-1100°С в течение не менее 30 минут для восстановления железа. На второй стадии повышают температуру до 1250-1300°С и выдерживают в течение 10-20 минут для коагуляции частиц восстановленного железа до размеров более 40 мкм. При использовании температуры первой стадии менее 1000°С степень восстановления железа незначительна. При температуре второй стадии менее 1250°С содержание железа в концентрате слишком мало, а при температуре выше 1300°С наблюдаются негативные явления, связанные со значительным оплавлением шихты. После выдержки менее 10 минут на второй стадии показатели магнитной сепарации достаточно низкие из-за недостаточной степени коагуляции частиц железа, а после выдержки более 20 минут показатели магнитной сепарации ухудшаются.
Возможна реализация метода как в одну стадию обжига, так и в две стадии с использованием мокрой магнитной сепарации при степени измельчения обожженного продукта менее 0,1 мм и величине магнитной индукции в интервале 0,03-0,25 Тл. При увеличении крупности помола обожженного продукта выше этого предела показатели магнитной сепарации значительно ухудшаются. При использовании магнитного поля с индукцией менее 0,03 Тл разделения обожженного продукта на железный концентрат и хвосты не происходит, а при значениях индукции магнитного поля более 0,25 Тл содержание железа в концентрате существенно уменьшается из-за перехода части хвостов в концентрат.
Результаты испытаний
Далее изобретение описывается на примерах Пример 1
Восстановительному обжигу при температуре 1150°С в течение 120 минут подвергали шихту, состоящую из красного шлама, сульфатносодовой смеси и восстановителя. Расход коксовой мелочи составлял 200 кг/т шихты.
В таблице 1 представлен химический состав компонентов смеси красного шлама и добавки натрийсодержащего отхода
В таблице 2 представлены содержания железа и углерода в концентрате и степени его извлечения в концентрат, полученные в результате обработки смеси по заявленному способу.
Пример 2
Двухстадийному восстановительному обжигу в течение 30 минут на первой стадии и 5-25 минут на второй стадии подвергали шихту, состоящую из красного шлама, сульфатносодовой смеси с соотношением сульфатносодовая смесь:красный шлам 15:85 и восстановителя. Расход коксовой мелочи составлял 200 кг/т шихты. Химические составы красного шлама, добавки натрийсодержащего отхода и восстановителя представлены в таблице 1.
В таблице 3 представлены значения содержаний железа в концентрате и степени его извлечения в концентрат, полученные в результате обработки смеси по примеру 2.
Пример 3
Восстановительному обжигу при 1150°С в течение 30 минут подвергали шихту, состоящую из красного шлама, сульфатносодовой смеси с соотношением сульфатносодовая смесь:красный шлам 15:85 и восстановителя. Расход коксовой мелочи составлял 200 кг/т шихты. Химические составы красного шлама, добавки натрийсодержащего отхода и восстановителя представлены в таблице 1.
В таблице 4 представлены значения содержаний железа в концентрате и степени его извлечения в концентрат, полученные в результате обработки смеси по примеру 3.
Claims (3)
1. Способ извлечения железа из красного шлама, включающий смешивание шихты, окускование, сушку, восстановительный обжиг в интервале температур 1150-1300°С продолжительностью 30-120 минут с использованием восстановителя в виде коксовой мелочи в количестве 200 кг/т смеси на основе красного шлама, размол обожженного материала и сухую магнитную сепарацию или мокрую магнитную сепарацию, отличающийся тем, что красный шлам смешивают с сульфатно-содовой смесью при следующем соотношении компонентов, мас. %:
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шихту подвергают восстановительному обжигу при температуре в интервале 1000-1200°С в течение не менее 30 минут, а затем для улучшения условий коагуляции частиц восстановленного железа повышают температуру до 1250-1300°С и выдерживают в течение 10-20 минут с целью получения частиц восстановленного железа с оптимальной крупностью – более 40 мкм для последующего их отделения методом магнитной сепарации.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787918C1 true RU2787918C1 (ru) | 2023-01-13 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3295961A (en) * | 1962-10-16 | 1967-01-03 | Montedison Spa | Process for the production of iron sponge and the recovery of titanium and aluminum from red slurries of bauxite |
| FR2575149A1 (fr) * | 1984-12-21 | 1986-06-27 | Comalco Alu | Procede pour recuperer des produits de valeur des boues rouges du procede bayer |
| RU2245371C2 (ru) * | 2003-02-03 | 2005-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Дата-Центр" | Способ переработки красного шлама глиноземного производства |
| CN102234717B (zh) * | 2011-03-29 | 2013-03-06 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 红土镍矿焙烧方法 |
| RU2480412C1 (ru) * | 2012-02-10 | 2013-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКАНТЕХ" | Способ переработки красных шламов глиноземного производства |
| UA92042U (ru) * | 2014-03-03 | 2014-07-25 | Олексій Борисович Комаров | СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ красного шлама ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА |
| RU2525394C1 (ru) * | 2013-06-26 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ переработки оксидных железосодержащих материалов |
| RU2542177C1 (ru) * | 2013-10-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ переработки красного шлама |
| RU2567977C2 (ru) * | 2010-06-30 | 2015-11-10 | Кеки Хормусджи ГХАРДА | Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3295961A (en) * | 1962-10-16 | 1967-01-03 | Montedison Spa | Process for the production of iron sponge and the recovery of titanium and aluminum from red slurries of bauxite |
| FR2575149A1 (fr) * | 1984-12-21 | 1986-06-27 | Comalco Alu | Procede pour recuperer des produits de valeur des boues rouges du procede bayer |
| RU2245371C2 (ru) * | 2003-02-03 | 2005-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Дата-Центр" | Способ переработки красного шлама глиноземного производства |
| RU2567977C2 (ru) * | 2010-06-30 | 2015-11-10 | Кеки Хормусджи ГХАРДА | Способ экстракции металлов из алюминийсодержащей и титансодержащей руды и остаточной породы |
| CN102234717B (zh) * | 2011-03-29 | 2013-03-06 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 红土镍矿焙烧方法 |
| RU2480412C1 (ru) * | 2012-02-10 | 2013-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКАНТЕХ" | Способ переработки красных шламов глиноземного производства |
| RU2525394C1 (ru) * | 2013-06-26 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ переработки оксидных железосодержащих материалов |
| RU2542177C1 (ru) * | 2013-10-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ переработки красного шлама |
| UA92042U (ru) * | 2014-03-03 | 2014-07-25 | Олексій Борисович Комаров | СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ красного шлама ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111485100B (zh) | 一种含碳金矿悬浮焙烧强化金浸出率的方法 | |
| US3853982A (en) | Method for recovering vanadium-values from vanadium-bearing iron ores and iron ore concentrates | |
| CN110669941A (zh) | 一种白烟尘选择性脱砷和有价金属回收方法 | |
| CA1101676A (en) | Method for working-up waste slag from the oxygen steel production | |
| CN111172384B (zh) | 一种镍钴多金属氧化矿还原富集和回收镍钴的方法 | |
| KR20080022545A (ko) | 아연 침출 잔류물에서 유가 금속을 분리하는 방법 | |
| US2561439A (en) | Method of treating lithiferous ores to recover lithium as lithium chloride | |
| RU2787918C1 (ru) | Способ извлечения железа из красного шлама | |
| US2811434A (en) | Process for treating ilmenite-containing materials to produce metallic iron concentrates and titanium dioxide concentrates | |
| CN106119546A (zh) | 一种通过回转窑焙烧次氧化锌粉富集有价金属的方法 | |
| RU2388830C1 (ru) | Способ получения металлического железа | |
| RU2450065C2 (ru) | Способ переработки пыли металлургического производства | |
| KR20080112818A (ko) | 제강공정 부산물로부터 유가금속을 회수하는 방법 | |
| CN109465094B (zh) | 一种基于赤泥提取物的铁精粉制备方法 | |
| Guo et al. | Recovery of nickel and iron from low–grade laterite ore and red mud using co–reduction roasting: Industrial-scale test | |
| RU2705844C1 (ru) | Способ подготовки ванадийсодержащего шлака к окислительному обжигу | |
| CN108330289A (zh) | 一种火法炼铜炉渣的处理方法 | |
| US3425823A (en) | Method of improving shock temperature of metallic pellets | |
| Wang et al. | Effects of reductant type on coal-based direct reduction of iron ore tailings. | |
| RU2459879C2 (ru) | Способ получения окатышей для восстановительной плавки | |
| Higley et al. | Electric Furnace Steelmaking Dusts, a Zinc Raw Material | |
| US2912319A (en) | Method for desulphurizing iron | |
| RU2429302C2 (ru) | Способ подготовки замасленных и незамасленных шихтовых материалов в виде офлюсованных брикетов к плавке | |
| CN117403057B (zh) | 红土镍矿酸浸渣的处理方法、活性材料 | |
| US1310455A (en) | Tjrlyn c |