專利名稱：赤泥生產燒結球團的制備方法
赤泥生產燒結球團的制備方法技術領域
本發明屬于輕金屬冶金領域，涉及赤泥生產燒結球團的制備方法。
背景技術：
赤泥，是用鋁土礦提煉氧化鋁過程中產生的廢棄物，因其為赤紅色泥漿狀而得名。 隨著鋁土業的不斷發展，我國的赤泥排放量每年為1500萬噸以上，且隨著新投產和老設備增產改造，赤泥總質量有上升的趨勢。世界各國大多數氧化鋁廠是將赤泥堆積或傾入深海， 赤泥的存放不僅占用大量土地和農田、耗費較多的堆場建設和維護費用，而且存在于赤泥中的剩余堿液能向地下滲透，造成地下水污染。此外，堆場的赤泥形成的粉塵到處飛揚，破環生態環境，造成嚴重污染。在土地資源日趨緊張、環境保護日趨重要的當今社會，赤泥的綜合治理己成為人們所關注的焦點之一。赤泥是氧化鋁生產過程中產生的最大廢棄物，也是氧化鋁生產的最大污染源。由于生產方法和鋁土礦品位的不同，每生產一噸的氧化鋁大約要產生O. 5-2. 5噸的赤泥,每噸赤泥還附帶有3-4m3的含堿廢液。
赤泥依氧化鋁生產方法的不同，可分為燒結法、拜耳法和聯合法赤泥三種，由于鋁土礦的含量豐度不同，國內外氧化鋁生產所采取的方法也不同。除我國和前蘇聯外，其他各國均采用拜耳法生產，拜耳法產量約占世界總產量的90%以上。拜耳法生產采用的是，強堿 NaOH溶出高鋁、高鐵鋁土礦，產生的赤泥中氧化鋁、氧化鐵、堿含量高；處理的是一水軟鋁石型和三水鋁石型鋁土礦。燒結法和聯合法處理的是難溶的高硅、低鐵、一水硬鋁石型、高嶺石型鋁土礦，產生的赤泥CaO含量高，堿和鐵含量較低。我國主要是以一水硬鋁石型鋁土礦生產氧化鋁的燒結法、聯合法赤泥，其主要成分為硅酸二鈣及其水合物國外則以拜耳法為主，拜耳法赤泥的主要成分為赤鐵礦、鋁硅酸鈉水合物、鈣霞石等。
在赤泥中金屬鐵的回收方面前蘇聯、日本、美國、德國等均做了大量的研究，雖然國外研究的時間都相對較早 ，多為60-80年代，但現在仍未有大量的實際應用。在我國，平果鋁土礦含有多種有價金屬，平果鋁業公司和廣西冶金研究院聯合做了以平果鋁上礦拜耳法赤泥為原料，以煤為還原劑，進行直接還原煉鐵的試驗研究，其工藝流程是將赤泥和煤混合、制團、干燥、然后進行還原焙燒，最后磁選制取海綿鐵。
現在贛州有色研究所等公司采用高梯度、高強度磁選機回收赤泥中的鐵，并未取得石英，同時投資運行費用高，回收率低。
目前的燒結法赤泥在赤泥資源化利用方面，我國氧化鋁行業相繼開展了赤泥生產水泥、赤泥做免燒磚、燒結磚等新型墻體材料、赤泥做娃韓板保溫材料、赤泥塑料填料、赤泥硅鈣肥、赤泥用作路基材料以及赤泥中提取有價金屬鈧、鈦、鐵等方面的技術研究工作，取得了一些進展，但除赤泥配料生產水泥外，其它技術均未實現赤泥的大規模利用。
目前燒結球團制備工藝是采用鐵精粉、膨潤土、石灰粉等物料，經過烘干、成型，燒結而成。發明內容
本發明目的是針對現有技術的不足，提供一種赤泥生產燒結球團的制備方法，降低了生產成本，提高了燒結球團的質量。本發明一種赤泥生產燒結球團的制備方法，步驟如下將鐵精粉、赤泥和助劑放入烘干筒內混合均勻后，成型，燒結，制作成燒結球團。其中赤泥為鐵精粉的5-15%。膨潤土的添加量為鐵精 粉的0-5%，石灰石的添加量為鐵精粉總質量的0-4%。膨潤土的粒度d50控制為10-50um，石灰石的粒度d50控制為20_80um。赤泥是燒結法赤泥和/或拜耳法赤泥。赤泥為拜耳法赤泥，要求全鐵含量大于30%，水分控制在1-8%。赤泥粒度d50=5-500um，優選控制在10-200um。其中，當赤泥粒度D50大于500um，要對其進行研磨。赤泥選用拜耳法赤泥時，赤泥的添加量為鐵精粉總質量的5-15%，膨潤土添加量為鐵精粉總質量的0-5%，石灰石的添加量為鐵精粉總質量的2-4%。赤泥為燒結法赤泥，赤泥選用的燒結法赤泥，其中赤泥粒度d50為5-100um,優選10-70um ;其水分為 1_15%，優選 1-10%。赤泥選用燒結法赤泥時，赤泥的添加量控制在鐵精粉總質量的5-10%，膨潤土添加量為鐵精粉總質量的1-3%,石灰石的添加量為鐵精粉總質量的0-2%。赤泥選用拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合料，燒結法赤泥與拜耳法赤泥比例為1-4 :9-6，水分為1-9%，赤泥粒度d50要求為5-150um。當粒度d50大于300um，對其進行研磨。赤泥選用混合赤泥,添加量控制在鐵精粉總質量的5-13. 5%,膨潤土添加量為鐵精粉總質量的1_4%，石灰石的添加量為鐵精粉總質量的1_3%。烘干的溫度為100-200°C ;燒結的溫度為900-1100°C。本發明與現有技術相比。具有以下有益效果本發明采用赤泥、鐵精粉和助劑制備燒結球團，用于高爐煉鋼，來綜合處理赤泥。本發明利用赤泥的物化特性，摻雜赤泥后，不但減少赤泥排放量，而且起到粘結劑的作用，降低了生產成本。同時由于赤泥含有氧化鐵，使用后比單純使用粘結劑，提高燒結球團的質量。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1步驟如下將比例為100 10 3 0的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，1000°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2400N。其中，鐵精粉中鐵含量為66% ;配料赤泥為燒結法赤泥，粒度d50為lOum，水分控制在 1%，燒結法赤泥成分百分比為 Fe2O3 :9. 4%、A1203 :5. 4%,SiO2 :21. 6% ;潤土粒度 d50 20um,膨潤土成分百分比為 Fe2O3 0% ；A1203 :12% ；Si02 : 56%。實施例2
步驟如下將比例為100 5 2 1的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，1100°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2500N。其中，鐵精粉中鐵含量為70% ;配料赤泥為燒結法赤泥，粒度d50為lOOum，水分控制在5%，燒結法赤泥成分百分比為Fe2O3 :4. 5%、Al2O3 :3. 3%、SiO2 :28. 6% ;膨潤土粒度d50 IOum,膨潤土成分百分比為Fe2O3 5% ；A1203 :15% ；Si02 : 50% ;石灰石粒度d50 :30um,石灰石中CaO含量為70%。實施例3步驟如下 將比例為100 8 1 2的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，1070°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2450N。其中，鐵精粉中鐵含量為68% ;配料赤泥為燒結法赤泥，粒度d50為60um，水分控制在13%,燒結法赤泥成分百分比為(Fe2O3 :9. 4%, Al2O3 :5. 4%、SiO2 :21. 6% ;膨潤土粒度d50 50um,膨潤土成分百分比為Fe2O3 3% ；A1203 :16% ；Si02 :48% ;石灰石粒度d50 :20um,石灰石中CaO含量為70%。實施例4將比例為100 11 0 4的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，1030°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2600N。其中，鐵精粉中鐵含量為69%。配料赤泥為拜耳法赤泥，研磨后粒度d50為180um，水分控制在8%，全鐵含量為45%，拜耳法赤泥成分百分比為Fe2O3 :46%、A1203 :14%、SiO2 :16%。膨潤土粒度d50 :30um，膨潤土成分百分比為Fe2O3 2% ；A1203 :11% ；Si02 : 55%。石灰石粒度d50 :60um，石灰石中CaO含量為57%。實施例5將比例為100 15 3 2的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，1050°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2700N。其中，鐵精粉中鐵含量為70%。配料赤泥為拜耳法赤泥，研磨后粒度d50為20um，水分控制在5%，全鐵含量為42%，拜耳法赤泥成分百分比為Fe2O3 :40%、A1203 :20%、Si02 :13%。膨潤土粒度d50 :40um，膨潤土成分百分比為Fe2O3 4% ；A1203 :22% ；Si02 :48%。石灰石粒度d50 :80um，石灰石中CaO含量為64%。實施例6將比例為100 5 5 3的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，950°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2750N。其中，鐵精粉中鐵含量為66%。配料赤泥為拜耳法赤泥，研磨后粒度d50為450um，水分控制在1%，全鐵含量為35%，拜耳法赤泥成分百分比為Fe2O3 50%,Al2O3 17%,SiO2 :12%。膨潤土粒度d50 :40um，膨潤土成分百分比為Fe2O3 5% ；A1203 :18% ；Si02 : 53%。石灰石粒度d50 :40um，石灰石中CaO含量為66%。實施例1將比例為100 :8. 5 1 1的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，900°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2800N。
其中，鐵精粉中鐵含量為68%。配料赤泥為拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合赤泥， 混合比例為1:9，研磨后粒度d50為lOOum，水分控制在1%，拜耳法赤泥成分與實施例3相同，燒結法赤泥成分和實施例7相同。膨潤土的粒度d50為25um，膨潤土成分百分比為 Fe2O3 0% ；A1203 :22% ；Si02 : 54%。石灰石的粒度 d50 為 44um，石灰石中 CaO 含量為 55%。
實施例8
將比例為100 5 4 3的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，980°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2850N。
其中，鐵精粉中鐵含量為70%。配料赤泥為拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合赤泥， 混合比例為2 :7，赤泥研磨后粒度d50為150um,水分控制在7%。拜耳法赤泥成分與實施例 2相同，燒結法赤泥成分和實施例6相同。膨潤土的粒度d50為32um，膨潤土成分百分比為 Fe2O3 4% ；A1203 :11% ；Si02 : 53%。石灰石的粒度 d50 為 55um，石灰石中 CaO 含量為 60%。
實施例9
將比例為100 13 2 2的鐵精粉、赤泥、膨潤土和石灰石放入烘干筒內，混合均勻后，成型，1080°C燒結，制作成燒結球團，球團強度2900N。
其中，鐵精粉中鐵含量為70%。配料赤泥為拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合赤泥， 混合比例為1:6，研 磨后粒度d50為IOum,水分控制在9%。拜耳法赤泥成分與實施例1相同， 燒結法赤泥成分和實施例5相同。膨潤土的粒度d50為40um,膨潤土成分百分比為Fe2O3 5% ；A1203 :11% ；Si02 50%ο石灰石的粒度d50為60um，石灰石中CaO含量為65%。
權利要求
1.一種赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，步驟如下將鐵精粉、赤泥和助劑放入烘干筒內混合均勻后，成型，燒結，制作成燒結球團。
2.根據權利要求1所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥為鐵精粉的5-15%，膨潤土的添加量為鐵精粉的0-5%，石灰石的添加量為鐵精粉總質量的0-4%。
3.根據權利要求1所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，膨潤土的粒度 d50為10_50um,石灰石的粒度d50為20_80um。
4.根據權利要求1所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥是燒結法赤泥和/或拜耳法赤泥。
5.根據權利要求1或4所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥為拜耳法赤泥，拜耳法赤泥粒度d50=5-500um，水分為1_8%，全鐵含量大于30%。
6.根據權利要求1或4所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥為拜耳法赤泥時,拜耳法赤泥添加量為鐵精粉總質量的5-15%，膨潤土添加量為0-5%，石灰石的添加量為鐵精粉總質量的2-4%。
7.根據權利要求1或4所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥為燒結法赤泥，燒結法赤泥粒度d50為5-100um,水分為1_15%。
8.根據權利要求1或4所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥為燒結法赤泥時,燒結法赤泥的添加量為鐵精粉總質量的5-10%，膨潤土的添加量為1-3%，石灰石的添加量為鐵精粉總質量的0-2%。
9.根據權利要求1或4所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥為拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合料，燒結法赤泥與拜耳法赤泥比例為1-4:9-6,赤泥粒度d50為 5-150um，水分為 1-9%。
10.根據權利要求1或4所述的赤泥生產燒結球團的制備方法，其特征在于，赤泥選用拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合赤泥時，拜耳法赤泥和燒結法赤泥的混合赤泥的添加量為鐵精粉總質量的5-13. 5%,膨潤土添加量為鐵精粉總質量的1-4%,石灰石的添加量為鐵精粉總質量的1_3%。
全文摘要
本發明公開了一種赤泥生產燒結球團的制備方法，屬于輕金屬冶金領域。制備步驟為將鐵精粉、赤泥和助劑放入烘干筒內混合均勻后，成型，燒結，制作成燒結球團。本發明摻赤泥后，利用赤泥的物化特性，采用外排赤泥、鐵精粉和助劑制備燒結球團。本發明不但減少赤泥排放量，而且赤泥起到粘結劑的作用，降低了生產成本。同時由于赤泥含有氧化鐵，使用后比單純使用粘結劑，提高了燒結球團的質量。
文檔編號C22B1/248GK102994742SQ20121049453
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者劉福剛, 高方舟, 王靖 申請人:淄博旭德環境工程技術有限公司