1.本發(fā)明屬于冶金和礦物工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝。

背景技術(shù)：

2.赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0-2.0噸赤泥。我國每年排放的赤泥高達數(shù)百萬噸，大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，污染環(huán)境，并使赤泥中的許多可利用成分得不到合理利用，造成資源的二次浪費，嚴重阻礙了鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.在氧化鋁采用拜耳法生產(chǎn)工藝時，產(chǎn)出的赤泥中主要礦物組成為赤鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦、含水鋁硅酸鈉、一水硬鋁石，其次為文石和方解石，還有少量的天然堿、水玻璃、火堿等，赤泥的化學(xué)組成為tfe：25～35%、fe2o3：40～50%、sio2：15～20%、al2o3：21～25%、cao：2～10%、tio2：2～5%。赤泥鐵渣中有用成分為氧化鐵，主要雜質(zhì)成分為氧化鋁。同時赤泥的結(jié)構(gòu)呈板結(jié)狀態(tài)，粒度非常細，其中-10μm泥約占58%，物料比較粘，制樣研磨很容易，自然堆積疏松，堆比重小，熔點1200-1250℃。赤泥的ph值為10.29-11.83，氟化物含量4.89-8.6mg/l，屬于一般固體廢渣。

4.赤泥中主要礦物為赤鐵礦和水化鋁硅酸鹽，na2o含量高達2-3%，鐵氧化物含量較低，且弱磁性鐵占有很大的比例，結(jié)合的化學(xué)堿難以脫除且含量大，又含有氟、鋁及其他多種雜質(zhì)，赤泥中含鐵礦物與其他礦物相互包裹、連生嚴重，使鐵氧化物磁選時與其他礦物難以分離，采用磁選工藝以外的其他工藝難以分離赤泥中的鐵渣。當(dāng)赤泥采用直接還原工藝進行利用時，需對赤泥進行干燥、打散、配入還原煤，然后經(jīng)混合和壓塊后，采用隧道窯或轉(zhuǎn)底爐進行還原，最后再采用磨礦和磁選工藝生產(chǎn)金屬化鐵粉，其存在的主要問題有：生產(chǎn)工藝流程較長，生產(chǎn)成本較高，赤泥還原質(zhì)量較差，金屬回收率較低，同時直接還原中易形成低熔點高沸點的na2co3，易粘管壁，難以脫除，給下道工序直接還原帶來一系列的問題；當(dāng)赤泥采用磁化焙燒工藝進行利用時，需對赤泥進行干燥、打散、配入還原煤，然后經(jīng)混合和壓塊后，采用隧道窯或轉(zhuǎn)底爐進行磁化焙燒，最后再采用磨礦和磁選工藝生產(chǎn)鐵精礦，其存在的主要問題有：由于嵌布粒度很細，壓塊內(nèi)部透氣性較差，赤泥焙燒均勻性較差，同時焙燒礦需磨至很細的粒度才能實現(xiàn)礦物解離，磨礦成本較高，金屬回收率較低、磨選產(chǎn)品鐵品位低、生產(chǎn)工藝流程長。

5.根據(jù)以上情況，對于赤泥低成本、高金屬回收率的無害化利用技術(shù)一直難以進行，世界各國專家對赤泥的綜合利用進行了大量的科學(xué)研究，但此類研究進展不大。

6.本發(fā)明為解決赤泥磁化焙燒過程中存在的生產(chǎn)工藝流程長、磨礦成本高、金屬回收率較低、還原物料金屬化率低、磨選產(chǎn)品鐵品位低及金屬回收率低的問題，發(fā)明了一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝。

oe，得到強磁物料和弱磁物料，再將弱磁物料加入到二級磁選機進行磁選，控制磁選機的磁選強度2200-2500 oe，得到磁性物料和非磁性物料。

16.（7）將強磁物料和磁性物料進行混合后可得到鐵品位55%以上的鐵精礦，非磁性物料作為尾礦進行排放。

17.（8）從旋風(fēng)分離器分離出來的高溫?zé)煔猓鳛楦稍餀C的熱源直接與含水赤泥進行換熱，從干燥機排出的150-180℃低溫?zé)煔饨?jīng)布袋除塵器除塵后，再經(jīng)抽煙機加壓后經(jīng)煙囪進行排放。

18.本發(fā)明還提供了一種赤泥處置后產(chǎn)生尾礦的利用工藝，為將尾礦制成免燒磚，采用以下步驟：（1）向非磁性尾礦中按尾礦:粉煤灰:砂石：石膏:石灰:水=100:（8-9）:（7-8）:（1-2）:（2-3）:（2-3）的配比進行配料，然后進行攪拌混合形成混合料；（2）將混合料制成固定形狀的磚坯；（3）將磚坯先在溫度50℃、濕度70%下預(yù)養(yǎng)護12小時，然后再在溫度180℃、蒸氣壓0.8-1.2mpa條件下養(yǎng)護8小時，得到免燒磚。

19.本發(fā)明的有益效果（1）本發(fā)明通過加入了抑制硅鋁等與鐵高溫結(jié)合的添加劑，使得焙燒還原時赤泥中的硅鋁等與鐵不會結(jié)合，顆粒間不會粘接，由于干燥及細碎后的赤泥孔隙度高，并且粒度細，因此反應(yīng)更加迅速，反應(yīng)的時間縮短，焙燒還原效率大大提高。

20.（2）本發(fā)明赤泥在懸浮加熱爐內(nèi)懸浮加熱溫度控制為1000-1100℃，可使赤泥中-300目以下的微細顆粒在高溫作用下會相互粘結(jié)，從而使赤泥的嵌布粒度長大，為后續(xù)的磨礦和磁選提供了條件。

21.（3）本發(fā)明將還原煤氣從懸浮還原爐的底部通入，還原煤氣在懸浮還原爐內(nèi)從下往上流動過程中與下流的高溫赤泥細粉接觸，可使赤泥在充分流化后，氣固兩相流依靠煤氣中的co和h2對赤泥中fe2o3進行還原，使其還原成fe3o4。

22.（4）本發(fā)明對焙燒物料采用濕式磨礦和磁選方法，磁選中可脫除焙燒礦中大部分的na2o，得到鐵品位55～62%高鐵低堿金屬的合格鐵精礦。

23.（5）本發(fā)明磨礦解決了赤泥中含鐵礦物與其他礦物間的包裹、連生問題，使含鐵氧化物與其他礦物容易分離，提高磁選效果。

24.（6）本發(fā)明提供了一種赤泥磁化焙燒綜合利用系統(tǒng)，通過新式氣基還原的磁化焙燒系統(tǒng)，高效分選出精鐵礦，并提高赤泥的綜合利用率。

25.（7）磁化焙燒后的非磁性尾渣可用作建筑材料，提高赤泥的綜合利用率。

附圖說明

26.圖1為本發(fā)明赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝流程圖；圖2為本發(fā)明赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦設(shè)備連接圖；圖中：1-干燥機，2-第一旋風(fēng)分離器，3-第二旋風(fēng)分離器，4-碾混機，5-懸浮加熱爐，6-氣固兩相流出口管道，7-懸浮還原爐，8-還原煤氣入口管道，9-煤氣高速燒嘴，10-無氧冷卻裝置，11-濕式磨礦機，12-一級磁選機，13-二級磁選機，14-添加劑加料口，15-羅茨鼓風(fēng)機，16-粗粒粉塵排放管，17-細粒粉塵排放管，18-布袋除塵器。

具體實施方式

27.一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，由以下設(shè)備和工藝完成：如圖2所示，生產(chǎn)設(shè)備包括干燥機1，干燥機1的煙氣入口與第一旋風(fēng)分離器2的煙氣出口連接，干燥機1的煙氣出口與第二旋風(fēng)分離器3連接，第二旋風(fēng)分離器3與布袋除塵器18連接，干燥機1的出料口與碾混機4的入料口連接，干燥機1的入料口與赤泥礦倉連接。碾混機4的入料口處設(shè)有添加劑加料口14。碾混機4的出料口與懸浮加熱爐5的入料口連接，懸浮加熱爐5上部通過氣固兩相流出口管道6與第一旋風(fēng)分離器2的入口連接，第一旋風(fēng)分離器2底部的加熱物料出口與懸浮還原爐7的物料入口連接，懸浮還原爐7底部設(shè)有還原煤氣入口管道8，懸浮還原爐7頂部的還原后煤氣出口與懸浮加熱爐5底部設(shè)置的煤氣高速燒嘴9連接，煤氣高速燒嘴9連接有羅茨鼓風(fēng)機15。懸浮還原爐7的還原物料出口與無氧冷卻裝置10連接，無氧冷卻裝置10與濕式磨礦機11連接，濕式磨礦機11與一級磁選機12連接，一級磁選機12與二級磁選機13連接，布袋除塵器18與抽煙機19連接，抽煙機19與煙囪20連接。第二旋風(fēng)分離器3底部的粗粒粉塵排放管16和布袋除塵器18底部的細粒粉塵排放管17與懸浮加熱爐5的入料口連接。

28.生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：（1）赤泥干燥及打散:將赤泥采用干燥機進行干燥，干燥溫度為190℃，干燥時間25min，控制干燥物料含水量2%，干燥后的赤泥與添加劑配料后加入到碾混機內(nèi)進行細碎，細碎粒度控制為-200目占86%。添加劑采用粒度為-200目占90%的石灰石粉，赤泥與添加劑以100：2~3的質(zhì)量比混合配料；（2）懸浮加熱爐加熱:將細碎后的物料加入到懸浮加熱爐中，采用還原后煤氣與空氣在煤氣高速燒嘴中混合燃燒的方式進行供熱，并對赤泥采用懸浮焙燒的方式進行加熱，當(dāng)赤泥溫度升高到1050℃時，赤泥中堿金屬產(chǎn)生液相，并使赤泥中微細顆粒進行長大；（3）懸浮還原爐還原:將從懸浮加熱爐排出的高溫赤泥經(jīng)旋風(fēng)分離器氣固體分離后加入到懸浮還原爐中，采用還原煤氣對赤泥進行懸浮磁化焙燒，通過控制還原后焙燒礦的溫度860℃，可使焙燒礦中fe3o4嵌布粒度長大，還原后煤氣作為懸浮加熱爐的燃料進行利用；（4）焙燒物料冷卻：還原后的高溫焙燒物料進入到無氧冷卻裝置中與常溫水進行間接換熱，在產(chǎn)出320℃中溫中壓蒸汽同時，可使焙燒物料溫度降低到180℃以下；（5）將冷卻后的焙燒物料加入到濕式磨礦機中進行磨礦，磨礦粒度控制為-200目占83%；（6）將濕磨物料加入到一級磁選機進行磁選，控制磁選機的磁選強度1200 oe，得到強磁物料和弱磁物料，再將弱磁物料加入到二級磁選機進行磁選，控制磁選機的磁選強度2500 oe，得到磁性物料和非磁性物料；（7）將強磁物料和磁性物料進行混合后可得到鐵品位56.12%的鐵精礦、回收率82.75%、s含量0.273%，非磁性物料作為尾礦進行排放；（8）從旋風(fēng)分離器分離出來的高溫?zé)煔?，作為干燥機的熱源直接與含水赤泥進行換熱，從干燥機排出的170℃低溫?zé)煔饨?jīng)布袋除塵器除塵后，再經(jīng)抽煙機加壓后進行排放。

29.赤泥處置后產(chǎn)生尾礦的利用工藝，包括以下步驟：（1）向非磁性尾渣中按尾礦:粉煤灰: 砂石：石膏: 石灰: 水=100:8.5:7.5:1.5:

2.5:2.5的配比進行配料，然后進行攪拌混合形成混合料；（2）將混合料制成固定形狀的磚坯；（3）將磚坯先在溫度50℃、濕度70%下預(yù)養(yǎng)護12小時，然后再在溫度180℃、蒸氣壓0.9mpa條件下養(yǎng)護8小時，得到免燒磚。技術(shù)特征：

1.一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，由以下設(shè)備和工藝完成：生產(chǎn)設(shè)備：包括干燥機，所述干燥機的煙氣入口與第一旋風(fēng)分離器的煙氣出口連接，所述干燥機的煙氣出口與第二旋風(fēng)分離器連接，所述第二旋風(fēng)分離器與布袋除塵器連接，所述干燥機的出料口與碾混機的入料口連接，所述碾混機的出料口與懸浮加熱爐的入料口連接，所述懸浮加熱爐上部通過氣固兩相流出口管道與第一旋風(fēng)分離器的入口連接，所述第一旋風(fēng)分離器底部的加熱物料出口與懸浮還原爐的物料入口連接，所述懸浮還原爐底部設(shè)有還原煤氣入口管道，所述懸浮還原爐頂部的還原后煤氣出口與懸浮加熱爐底部設(shè)置的煤氣高速燒嘴連接，所述煤氣高速燒嘴連接有羅茨鼓風(fēng)機，所述懸浮還原爐的還原物料出口與無氧冷卻裝置連接，所述無氧冷卻裝置與濕式磨礦機，所述濕式磨礦機與一級磁選機連接，所述一級磁選機與二級磁選機連接；生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：（1）赤泥干燥及細碎:將赤泥采用干燥機在180-200℃下干燥20-30min，控制干燥物料含水量3%以下，干燥后的赤泥與添加劑混合配料后進行細碎，細碎粒度控制為-200目占80%以上；（2）懸浮加熱爐加熱:將細碎后的赤泥物料加入到懸浮加熱爐中，采用還原后煤氣與空氣混合燃燒的方式進行供熱，并對赤泥物料采用懸浮焙燒的方式進行加熱，控制加熱溫度為1000-1100℃；（3）懸浮還原爐還原:將從懸浮加熱爐排出的高溫赤泥物料經(jīng)旋風(fēng)分離器氣固分離后加入到懸浮還原爐中，采用還原煤氣對赤泥進行懸浮磁化焙燒，控制還原后焙燒礦的溫度800-900℃，控制物料懸浮還原時間15-25s，使赤泥中的fe2o3轉(zhuǎn)化成磁性的fe3o4，還原后煤氣作為懸浮加熱爐的燃料進行利用；（4）焙燒物料冷卻：將還原后的高溫焙燒物料進入到無氧冷卻裝置中使焙燒物料溫度降低到200℃以下；（5）將冷卻后的焙燒物料加入到濕式磨礦機中進行磨礦，磨礦粒度控制為-200目占80%；（6）將濕磨物料加入到一級磁選機進行磁選，控制磁選機的磁選強度1200-1500 oe，得到強磁物料和弱磁物料，再將弱磁物料加入到二級磁選機進行磁選，控制磁選機的磁選強度2200-2500 oe，得到磁性物料和非磁性物料；（7）將強磁物料和磁性物料進行混合后可得到鐵品位55%以上的鐵精礦，非磁性物料作為尾礦進行排放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：所述第二旋風(fēng)分離器底部的粗粒粉塵排放管和布袋除塵器底部的細粒粉塵排放管與懸浮加熱爐的入料口連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：所述碾混機入料口處設(shè)有添加劑加料口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：所述布袋除塵器與抽煙機連接，所述抽煙機與煙囪連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：步驟（1）中，添加劑采用粒度為-200目占90%的石灰石粉，赤泥與添加劑以100：2~3的質(zhì)

量比混合配料。6.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：步驟（2）中，懸浮加熱爐的底部通過羅茨鼓風(fēng)機鼓入壓力8-10kpa空氣和還原后煤氣在煤氣高速燒嘴中混合并燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈴膽腋〖訜釥t底部通入。7.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：步驟（3）中，還原煤氣為高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣或高爐煤氣與發(fā)生爐煤氣混合而成的混合煤氣中的任何一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：步驟（3）中，懸浮還原爐內(nèi)還原煤氣使用量350-400m3/t·赤泥物料。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，其特征在于：赤泥處置后產(chǎn)生尾礦的利用工藝，包括以下步驟：（1）向非磁性尾礦中按尾礦:粉煤灰:砂石：石膏:石灰:水=100:（8-9）:（7-8）:（1-2）:（2-3）:（2-3）的配比進行配料，然后進行攪拌混合形成混合料；（2）將混合料制成固定形狀的磚坯；（3）將磚坯先在溫度50℃、濕度70%下預(yù)養(yǎng)護12小時，然后再在溫度180℃、蒸氣壓0.8-1.2mpa條件下養(yǎng)護8小時，得到免燒磚。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種赤泥懸浮磁化焙燒-磨選生產(chǎn)鐵精礦工藝，為利用含鐵赤泥生產(chǎn)鐵精礦，采取的生產(chǎn)工藝為：將含鐵赤泥進行干燥，干燥赤泥與添加劑配料后進行細碎和混料，然后將混合物料加入到懸浮加熱爐中，控制加熱溫度為1000-1100℃，再將加熱物料加入到懸浮還原爐中，控制還原時間15-25s，還原終了溫度800-900℃，可使赤泥得到充分磁化。高溫焙燒物料最后經(jīng)無氧冷卻裝置冷卻和濕式磨礦機磨礦后，得到的礦漿再經(jīng)兩段磁選機磁選后，可得到品位較高的鐵精礦。本發(fā)明赤泥生產(chǎn)鐵精礦采用懸浮加熱和懸浮還原方法，可在赤泥嵌布粒度長大的同時，提高了赤泥的磁化焙燒質(zhì)量，達到了提高鐵精礦品位和金屬回收率的目的。精礦品位和金屬回收率的目的。精礦品位和金屬回收率的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：權(quán)芳民

受保護的技術(shù)使用者：酒泉鋼鐵（集團）有限責(zé)任公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.20

技術(shù)公布日：2022/5/6