[发明专利]一种强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法

说明书

本发明涉及资源综合利用技术领域，尤其涉及一种强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法。本发明提供了一种强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法，包括以下步骤：步骤1：将赤泥进行预分离得到硅铝酸盐液和富铁底渣；步骤2：将所述富铁底渣与阴极炭充分混合得到混合样品；步骤3：将所述混合样品焙烧，冷猝、球磨后得到焙砂；将焙砂经磁选分离得到海绵铁和非磁性残渣。本发明提供的强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法解决了现有的分离回收铁组分方法还原率较低、还原分选困难的技术问题。

技术领域

本发明涉及资源综合利用技术领域，尤其涉及一种强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法。

背景技术

铝工业在有色金属行业中处于重要地位，为国民经济社会发展提供重要的基础性原料。中国作为世界氧化铝生产大国，近五年的年均增长率为8.6％。由于每吨氧化铝的生产过程伴随着1.0-2.0吨的赤泥产生，据估算，到2020年我国赤泥的堆存量将达到8亿吨。赤泥是一种化学组分复杂、强碱性的颗粒固体废物，其主要化学成分有：Na₂O、Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃和CaO等，难以综合利用，甚至被称为铝工业的“癌症”。然而，赤泥作为有害固废，目前我国赤泥综合利用率仅为4％，存在严重的安全环境隐患，是制约铝行业可持续发展的关键瓶颈问题之一。

与此同时，现代铝工业生产中，主要采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法。该方法生产金属铝的过程中会产生大量的废旧阴极炭。废旧阴极炭因其氟化物毒性浸出浓度超过国家标准而被列为危险废物。据统计，每年我国铝电解槽产生的废旧阴极炭超过30万吨。铝冶炼生产线高度集中而废旧阴极炭无害化能力低，更是加剧了电解铝行业的环保风险。因此，急需设计废旧阴极炭无害化、资源化的技术路线，开拓废旧阴极炭的资源化的应用领域，实现铝行业的绿色发展。

还原焙烧-磁选分离回收赤泥中的铁组分是一种高效的清洁工艺。赤泥中矿物在还原过程中受热会发生一系列相变反应，如针铁矿、三水铝石、一水铝石、高岭石等矿石结晶水的脱除，变成氧化铁、氧化铝和二氧化硅等。因此，升高温度有利于赤泥中氧化铁的还原，提高铁组分的回收率。然而，过高的温度会导致Ca(Fe,Al)₂O₄等物相的生成，造成“过烧”现象。还原过程反应热力学的分析表明，铁氧化物还原生成的FeO相和Al₂O₃和SiO₂反应生成铁橄榄石和铁尖晶石，此类化合物的生成不利于FeO相还原成金属相Fe。在还原产品中，由于铁晶粒颗粒细小，易于分布分散的氧化铝和二氧化硅等伴生氧化物反应生成铁橄榄石和铁尖晶石等低熔点物，部分低熔点物包裹着铁晶粒颗粒，阻碍了还原气体的扩散与迁移，致使还原分选变得困难。铝、硅氧化物和铁氧化物之间相互扩散并发生固相反应，在大量生成阶段对铁还原影响最大，随还原反应的进行影响逐渐减小，Al₂O₃相对SiO₂来说影响铁氧化物还原程度大些。

因此，现有的分离回收铁组分的方法还原率较低、还原分选困难成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法，解决了现有的分离回收铁组分的方法还原率较低、还原分选困难的技术问题。

本发明提供了一种强化还原焙烧回收赤泥铁组分的方法，包括以下步骤：

步骤1：将赤泥进行预分离得到硅铝酸盐液和富铁底渣；

步骤2：将所述富铁底渣与阴极炭充分混合得到混合样品；

步骤3：将所述混合样品焙烧，冷猝、球磨后得到焙砂；将焙砂经磁选分离得到海绵铁和非磁性残渣。

优选的，在步骤1之后，步骤2之前还包括将得到的硅铝酸盐通过水热合成法以制备人工沸石。