回转窑深度还原磁选处理赤泥工艺.doc

淄博盈源赤泥项目
金属化深度还原——弱选磁分工艺
唐时拓
淄博盈源工业废渣综合利用有限企业

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出工业固体废渣。它基础物理性质是: 粒度D50-50微米, 比重2.8-2.8, 熔点1200-1250; 化学成份以下表。生产一吨氧化铝大约需要排出2.0吨左右赤泥, 烧结法赤泥钙含量高, 本能够在建筑材料中掺加。但因为国家对钠含量限制, 水泥掺加量也受到一定限制。而拜耳法赤泥因为细度小、 脱水难度大, 铁和碱含量高, 现在一直也没有很好利用。氧化铝产量4400万吨, 关键分布在河南（1210万吨）、 山东（1180万吨）、 山西（780万吨）, 赤泥排出量在9000万吨左右。其中山东铝业企业赤泥排出量约600万吨。淄博盈源工业废渣综合利用有限企业正是以山东铝业赤泥为原料, 提出赤泥直接还原铁项目,并进行了磁化焙烧和深度还原试验（金属化深度还原——弱选磁分工艺）。
常规拜耳赤泥成份:
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
NaO
TiO2

5.89
58.29
13.4
1.2
5.2
5.78

马来拜耳法赤泥
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
NaO
TiO2

8.24
52.8
12.3
0.12
5.48
10.11

1. 赤泥在回转窑深度还原工艺步骤。
工艺过程: 将生产氧化铝尾矿（赤泥）、 还原剂、 添加剂根据一定百分比配制均匀后送入回转窑, 物料在回转窑内不停翻滚, 在重力作用下向前移动, 与窑内高温气流经过热交换, 水分蒸发、 物料继续前移, 温度逐步升高。生料中过量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步被还原成单质。当温度达成1150时, 还原出铁颗粒开始聚合并逐步增大。
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, 经过沉降、 电极等进行钠搜集。
还原后物料经过球磨机进行磨细, 然后经过磁选工艺后进行渣铁分离。
步骤图以下:
二、 工艺条件确立及试验
2. 配料: 因为赤泥水分较大, 粒度小, 粘性大, 能否和还原剂、 添加剂充足混合是配料过程关键, 假如选择预烘干方法效果是最好, 但成本较高。
我企业现有配料方法是经过用装载机将物料按一定百分比打堆, 然后采取断面取料方法进行配制。但这种方法配制物料不均匀, 在回转窑内进行磁化焙烧效果还能够, 在进行深度还原时效果不理想。下一步改善思绪是用混料机进行配料, 立即一定量赤泥送入混料机内优异行打散, 然后在依据赤泥量配入一定百分比还原剂、 添加剂。赤泥经过打散后在进行配制, 混合效果会愈加好。
常规赤泥配置好物料成份:
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
NaO
H2O

9.16
42.31
14.2
2.8
13.2
5.78

2、 还原: 赤泥属于高铁、 高铝复合伴生矿, 硅、 钛含量也较高, 适宜还原时间和还原温度决定了赤泥还原效果, 同时还原效果也影响着选分效果。我们分别用多个不一样配碳比物料进行了不一样时间和不一样温度还原。
关键反应:
2C+O2=2CO
3Fe2O3+ CO= 2Fe3O4+ CO2
Fe3O4+ 4CO=3 Fe+ 4CO2
CaO+ SiO2= CaO·SiO2
Na2O+ CO2= Na2CO3

试验结果
分析结果:
编号
SiO2
Al2O3
CaO
C
S
TiO2
TFe
FeO
1
9.48
13.47
1.6
0.17
0.292
3.44
43.33
8.0
2
11.48
12.98
1.55
2.48
0.252
3.271
39.94
12.0
3
11.71
13.19
4.8
0.44
0.131
3.18
40.14
9.0

窑内还原图片

窑内温度偏高图片

还原后物料图片

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）高斯磁选机, 进行定磁场磁选, 将磁选出样烘干进行全铁分析, 见表1。
表 1 定磁场磁选
序号
试样量
磁选次数
选出干重
选出率%
TFe
原样1＃
－
－
－
－
39.10
原样2＃
－
－
－
－
40.14
1＃
1000
1
630.6
630.6
47.61
2＃
1000
1
630.1
630.1
48.17

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）高斯磁选机, 进行定磁场磁选, 将磁选出样烘干进行全铁分析, 见表2。
表 2 定磁场磁选
序号
试样量
磁选次数
选出干重
选出率%
TFe
原样1＃
－
－
－
－
39.10
原样2＃
－
－
－
－
40.14
1＃
1000
1
700.5
700.5
45.95
2＃
1000
1
700.69
700.69
47.00

铁铝钛分离情况
成份

选分前

选分后

三、 试验结论
经过试验, 关键得出以下几点结论:
（1）利用回转窑烧结还原拜耳法赤泥中氧化铁是可行。
（2）拜耳法赤泥水分较大, 配制均匀物料是还原工作基础。
（3）还原时间、 还原气氛控制是深度还原程度关键。
（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以后研究关键。
四．现在碰到困难
上述试验在试验条件上并没有完全达成我们试验要求, 所以结果只作为参考。我们现在在工艺上关键碰到困难和迷惑以下:
3. 配料步骤。赤泥水分大粘度大, 配料存在不均匀, 上料难问题。假如用烘干则投资太大, 能否有更经济合理配料方法？
4. 深度还原从资料上有3-15个小时不等还原时间, 接合我们本身回转窑条件（5*125米）, 以及赤泥中铁、 钛、 铝粒度细且相互嵌布, 我们仍未探索出有经济性还原时间。
5. 在做深度还原时水萃冷却和冷却筒冷却对产品品质影响。
6. 现在市场上对低于88%品味还原铁接收程度怎样