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赤泥在回转窑中直接深度还原工艺

  赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废渣。它的基本物理性质是:粒度D50-50微米,比重2.8-2.8,熔点1200-1250。生产一吨氧化铝大约需要排出2.0吨左右的赤泥,烧结法赤泥钙含量高,本可以在建筑材料中掺加。但由于国家对钠含量的限制,水泥掺加量也受到一定限制。而拜耳法赤泥由于细度小、脱水难度大,铁和碱含量高,现在一直也没有很好的利用。2013年全国氧化铝产量4400万吨,主要分布在河南(1210万吨)、山东(1180万吨)、山西(780万吨),赤泥排出量在9000万吨左右。其中山东铝业公司赤泥排出量约600万吨。河南豫晖矿山机械有限公司正是以山东铝业的赤泥为原料,提出赤泥在回转窑中直接还原铁项目,并进行了磁化焙烧和深度还原实验(金属化深度还原——弱选磁分工艺)。

  一、赤泥在回转窑深度还原的工艺流程

  工艺过程:将生产氧化铝的尾矿(赤泥)、还原剂、添加剂按照一定比例配制均匀后送入回转窑,物料在回转窑内不断翻滚,在重力作用下向前移动,与窑内高温气流通过热交换,水分蒸发、物料继续前移,温度逐渐升高。生料中过量的C与氧气发生反应,形成还原性气氛,在还原性气氛作用下,氧化铁等金属氧化物逐渐被还原成单质。当温度达到1150时,还原出的铁颗粒开始聚合并逐渐增大。

  物料在加热过程中钠被氧化,随气流进入余热锅炉或收尘系统,通过沉降、电等进行钠的收集。

  还原后的物料通过球磨机进行磨细,然后经过磁选工艺后进行渣铁分离。

  流程图如下:回转窑工艺图

  二、工艺条件的确立及实验

  1、配料:由于赤泥的水分较大,粒度小,粘性大,能否和还原剂、添加剂充分混合是配料过程的关键,如果选用预烘干方式效果是较好的,但成本较高。

  我公司现有的配料方式是通过用装载机将物料按一定比例打堆,然后采用断面取料的方式进行配制。但这种方式配制的物料不均匀,在回转窑内进行磁化焙烧效果还可以,在进行深度还原时效果不理想。下一步的改进思路是用混料机进行配料,即将一定量的赤泥送入混料机内先进行打散,然后在根据赤泥量配入一定比例的还原剂、添加剂。赤泥经过打散后在进行配制,混合效果会更好。

  2、还原:赤泥属于高铁、高铝复合伴生矿,硅、钛含量也较高,合适的还原时间和还原温度决定了赤泥的还原效果,同时还原效果也影响着选分效果。我们分别用几种不同配碳比的物料进行了不同时间和不同温度的还原。

  主要反应:

  2C+O2=2CO

  3Fe2O3+ CO= 2Fe3O4+ CO2

  Fe3O4+ 4CO=3 Fe+ 4CO2

  CaO+ SiO2= CaO•SiO2

  Na2O+ CO2= Na2CO3

  3、磁选

  弱磁场磁选(一)

  原样粉磨后过200目筛处理,选择磁场强度500(Oe)高斯的磁选机,进行定磁场磁选,将磁选出的样烘干进行全铁分析。

  弱磁场磁选(二)

  原样粉磨后过120目筛处理,选择磁场强度1600(Oe)高斯的磁选机,进行定磁场磁选,将磁选出的样烘干进行全铁分析。

  三、实验结论

  通过试验,主要得出以下几点结论:

  (1)利用回转窑烧结还原拜耳法赤泥中的氧化铁是可行的。

  (2)拜耳法赤泥水分较大,配制均匀的物料是还原工作的基础。

  (3)还原时间、还原气氛的控制是深度还原程度的关键。

  (4)赤泥在烧结过程中,窑壁结圈问题仍然存在。

  (5)对于赤泥还原后铁铝钛完全分离是我们今后的研究重点。

  四、目前遇到的困难

  上述实验在实验条件上并没有完全达到我们实验的要求,因此结果只作为参考。我们目前在工艺上主要遇到的困难和疑惑如下:

  1、配料环节。赤泥水分大粘度大,配料存在不均匀,上料难的问题。如果用烘干则投资太大,能否有更经济合理的配料方法。

  2、深度还原从资料上有3-15个小时不等的还原时间,接合我们自身的回转窑条件(5*125米),以及赤泥中铁、钛、铝粒度细且互相嵌布,我们仍未摸索出有经济性的还原时间。

  3、在做深度还原时水萃冷却和冷却筒冷却对产品品质的影响。

  4、目前市场上对低于88%品味的还原铁接受程度如何。

创建时间 2017-07-18 来源 回转窑网 浏览
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