[发明专利]一种高铁赤泥和熔融钢渣协同利用方法

说明书

本发明涉及一种高铁赤泥和熔融钢渣协同利用方法，属于固废利用技术领域，以处理高铁赤泥、钢渣并回收铁水为主要目的，本发明依托钢铁厂处理赤泥，引入有色冶炼系统的富氧熔池熔炼技术，通过采用“高铁赤泥干燥脱水+高铁赤泥还原挥发焙烧+富氧熔池熔炼”的方式，既可以充分发挥钢铁厂的煤气、蒸汽等能源介质优势，同时也可以协同处理钢厂的钢渣，协同处理赤泥和熔融钢渣，产出铁水和无害渣，达到以废治废的目的。

技术领域

本发明属于固废利用技术领域，具体涉及的是一种高铁赤泥和熔融钢渣协同利用方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，我国每年产生赤泥1亿吨以上，历史堆存量在10亿吨以上，一直未能得到很好的利用。高铁赤泥是一种潜在的铁源，相比铁精矿，高铁赤泥的品位低，且含有钠元素，无法以原料的方式直接进入炼铁工序。目前大多通过磁选提铁或者还原焙烧+磁选提铁的预处理方式进行利用，其中磁选提铁工艺存在回收率低、产品铁品位低、尾渣依然需要填埋处理等问题，还原焙烧+磁选提铁工艺存在成本高、磁选尾渣难以利用等问题。

近年来，熔池熔炼，尤其是侧吹富氧熔池熔炼技术在有色冶炼、固废处理领域得到广泛应用，取得了很好的效果，将富氧侧吹熔池熔炼工艺应用于赤泥处理，可充分发挥该工艺反应效率高、烟气量小、自动化程度高、环保效果好等优势，同时也需要解决以下问题：

1）、若将赤泥直接用于富氧侧吹熔池熔炼，因其含钠高，还原熔炼过程中钠大多数挥发至烟气中，粘接在余热锅炉或者收尘器上，影响正常生产；

2）、相比铜、镍等有色金属的还原，铁的还原对气氛要求更高，冶炼温度更高，因此在工艺参数上需要有很大的调整；

3）、高铁赤泥铁高、铝高，造渣需要选择富含硅、钙的辅料，使用天然辅料成本高、能耗高，寻求一种低廉的辅料非常有必要。

钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，占钢产量的12-15%之间。钢渣碱度高，含铁高，常规处理工艺是“热焖/热泼+磁选”，铁类物料返回钢铁系统，但钢渣尾渣因游离氧化钙过高，影响了其正常使用，目前利用率不到三分之一。

专利“CN112981028A”公开了一种通过侧吹熔炼从赤泥中提取铁元素的方法。赤泥中含有大量的碱，直接采用侧吹还原熔炼将大量被还原挥发进入烟气中，粘接在余热锅炉、收尘器上，影响正常生产；另外，该专利照搬了有色冶炼侧吹熔炼工艺，未考虑铁还原的特点，生产时难以达到预期还原效果。

专利“CN101456573A”公开了一种拜耳法赤泥熔融还原的方法，通过在赤泥中配入硅石、还原剂和助溶剂，利用1600-1900℃的高温还原熔炼，获得硅铁和刚玉熔体。该专利利用赤泥生产硅铁，需要配入硅石和助熔剂，生产成本高；静态还原效率低，回收率低；赤泥中含有的碱金属（Na的复合氧化物），在还原过程中挥发，影响熔炉和烟气净化系统的正常作业。

专利“CN103866128B”公布一种碳热法还原赤泥生产铝铁合金的方法。该方法需要湿法脱碱、酸浸的预处理工序获得氧化铝作为原料，浸出渣依然是难以利用的固体废弃物（由于赤泥中氧化铝含量并不高，浸出渣量与赤泥量相当）；碳热还原过程中需要加入铁矿石，增加了处理成本。

专利“CN104988321A”公开了一种“还原焙烧+熔分”的工艺处理赤泥得到氧化纳、铁水和水碎渣的方法，该专利可实现对赤泥的综合利用。该专利需要3个工序（焙烧、熔分和调质）实现对赤泥的利用，流程长；焙烧还原脱碱仅配碳，脱碱效果差；熔分为静态过程，效率低；造渣剂为石灰石，采用天然原料成本高。以上不足导致其处理成本高，限制其推广应用。

专利“CN110484734A”公开了一种高铁赤泥“强磁预选+深度还原熔炼”的方法，通过磁选获得铁精矿，然后精矿、煤和石灰在回转窑内还原焙烧，焙砂在还原炉内还原得到铁水和高铝渣，通过浸出回收铝。该工艺本质上属于还原焙烧+熔分的路线，提铁效率低，成本高。