一种处理赤泥回收铁精粉的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体废弃物再资源化利用技术领域，特别涉及一种处理赤泥回收铁精粉的方法及系统。
【背景技术】
[0002]赤泥是制铝工业从铝土矿中提炼氧化铝后的一种红色粉泥状强碱性固体废料，一般来说，每生产It氧化铝将产生1.0?2.5t赤泥。据不完全估计，目前全世界每年排放量约6000万吨，但其利用率仅为15%左右，迄今为止仍未找到可大量利用赤泥的有效途径，由于大量赤泥不能得以回收利用，大多采用堆场湿法存放、直接填海、中和后填海，或脱水干化后进行简单处理。赤泥的堆放不仅占用大量土地，且其堆场建设和维护费用也很高昂，同时还破坏了周边的环境，带来一系列的环境污染与生态破坏问题，增加了铝工业的环保压力，已成为我国铝工业可持续发展的棘手问题。
[0003]我国属铁资源短缺国家，随着钢铁工业的快速发展，铁资源日益紧张，大部分依靠进口，价格也不断上升。赤泥中铁含量约为18?35%，这部分铁随赤泥一起排放，不仅污染环境，而且造成资源的巨大浪费。因此，开发一种可回收赤泥中铁的工艺方法是一项具有重要社会意义和经济价值的工作。
[0004]迄今为止，国内外对赤泥中铁资源的回收进行了大量的研宄和探讨，从国内外公开专利和发表论文来看，从赤泥中回收铁资源的方法主要有以下三种:1)直接熔炼法。如专利CN103074456A公开了一种通过干燥、制球、添加焦炭等添加剂在高炉中于1500?1650°C直接进行熔炼得到铁金属，此方法存在能耗高的问题。2)磁选法。如专利CN101648159A公开了一种从氧化铝赤泥中回收铁精矿的方法，利用中磁机回收强磁性铁精矿与高梯度磁选回收弱磁性铁精矿结合的工艺方法回收赤泥中的铁精矿，此方法存在铁回收率低的问题(铁回收率为28?35%)。3)磁化焙烧-磁选法，主要采用三条工艺线路。一条工艺线路是低温条件(约350°C?400°C)下，赤泥配入煤、碳、锯木肩、甘蔗渣作固相还原介质，还原后的赤泥经磁选可回收铁。文献I (毕节学院学报，2009，27(4):88)。赤泥在350°C?400°C的低温焙烧过程中反应动力学较差，所需反应时间较长，能源消耗大。第二条工艺路线是中高温条件下(约950°C?1000°C )，拜耳法赤泥配煤进行直接还原焙烧，焙烧产物在隔绝氧气的条件下冷却至室温，焙烧矿细磨后于磁选机中磁选，得到海绵铁。见文献2(金属矿山，2005，353(11):20)。此工艺线路的焙烧温度控制在950°C?1000°C生成金属铁的同时，非磁性物质也达到或接近熔点，形成的液态非磁性物质渣会堵塞和粘结反应器，还原反应过程难以连续化进行。第三条工艺线路是在700°C?850°C的温度下，将烘干后的赤泥粉或赤泥块在还原气氛中还原磁化焙烧。中国发明专利CN102626670A公开了一种回转窑磁化焙烧处理赤泥制备铁精粉的方法，这种方法反应时间较长(25?50min)，要求的还原气氛中CO的含量相对较高(15%?25% )，能源消耗大；入窖赤泥块在1mm以下，而赤泥本身就是粒度小于0.02mm的颗粒占65%以上的微细粉，在回转窑运行过程中，赤泥块势必会碰撞粉化，高温下结圈、结皮，恶化工况。中国发明专利CN102628907A公开了一种循环流化床磁化焙烧处理赤泥制备铁精粉的方法，赤泥直接烘干后预热磁化，该方法对赤泥中大量的碱未作处理，钾钠等碱金属离子在焙烧过程中，存在汽化-冷凝后结块结皮的问题；且该方法同样存在反应时间较长(25?50min)，物料在循环流化床内需反复循环焙烧，要求的还原气氛中CO的含量相对较高(16%?22% )，能源消耗大的问题。此外，以上两种磁化培烧处理的均为铁含量在30%以上的拜耳法高铁赤泥，对于含铁量在30%以下的低含铁量的赤泥，用以上方法直接还原焙烧，势必造成单位焙烧矿产品的能耗偏高，且由于焙烧后磁选过程中微细粒的夹带效应导致产品回收率偏低。
[0005]综上所述，现有处理赤泥回收铁精粉的工艺方法中，存在焙烧时间长、温度高、还原性气体中CO的含量高以及能耗高等问题。
【发明内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本发明要解决的技术问题是:提供了一种处理赤泥回收铁精粉的方法及系统，解决现有赤泥回收铁精粉的工艺中，存在焙烧时间长、温度高、还原气体中CO的含量高、能耗高等问题。
[0008]( 二 )技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种处理赤泥回收铁精粉的方法，包括以下步骤:
[0010]S1、富集:将赤泥与水混合成赤泥浆，经强磁粗选，获得强磁精矿和强磁尾矿；
[0011]S2、对强磁精矿进行除碱；
[0012]S3、干燥、制粉；
[0013]S4、预热:将制粉得到的粉料预热至550?580 °C ；
[0014]S5、闪速磁化焙烧:将预热后的粉料送入闪速磁化焙烧炉内，炉内温度为600?650°C,CO的体积百分含量为2%?2.5%，进行20s?50s的悬浮流态化磁化焙烧，得到焙烧赤泥；焙烧过程中持续向闪速磁化焙烧炉内通入弱还原性气体；
[0015]S6、将焙烧赤泥冷却；
[0016]S7、弱磁选，得到铁精粉和尾矿。
[0017]其中，所述步骤SI中，强磁粗选的磁场强度为6000?12000高斯，强磁精矿的全铁品位为30%以上。
[0018]其中，所述步骤S2是将强磁精矿经水冲洗、浓缩、脱水处理后，除去其中的碱，得到中性强磁精矿。
[0019]其中，所述步骤S3是将中性强磁精矿自然晾干或烘干至含水量小于8%之后，再进一步烘干打散。
[0020]其中，所述步骤S4中，预热操作采用三级或三级以下的旋风预热器进行；所述步骤S5焙烧后经气固分离得到焙烧赤泥和焙烧尾气，所述焙烧尾气用作预热气，依次通过各级旋风预热器，与粉料进行热交换。
[0021]其中，步骤S4中，最后一级旋风预热器分离排出的含尘尾气，经过电除尘，除尘后的洁净尾气一部分用作步骤S5的掺冷风，另一部分用于步骤S3的干燥、或用于步骤S5中闪速磁化焙烧炉焙烧用煤粉的烘干。
[0022]其中，步骤S5中，闪速磁化焙烧炉内的弱还原性气体是由煤粉燃烧产生的烟气与除尘后的部分洁净尾气组成的混合气；产生烟气的煤粉，其中粒度小于200目的占煤粉总量的85%。
[0023]其中，所述步骤S6中，采用间壁式换热器与空气进行换热，换热后得到冷焙烧赤泥与热空气，该热空气一部分用于步骤S5中闪速磁化焙烧炉焙烧用煤粉的燃烧，另一部分用于步骤S3的干燥。
[0024]其中，所述步骤S7是将冷焙烧赤泥与水混合形成矿浆，进行磨矿和分级，之后采用弱磁选分离，得到铁精粉和尾矿；弱磁选的磁场强度为800?2000高斯。
[0025]其中，所述步骤SI中，对强磁尾矿进行冲洗、浓缩和脱水处理，冲洗水经沉降后循环利用，处理后的强磁尾矿送至尾矿库堆存。
[0026]利用上述处理赤泥回收铁精粉的方法回收铁精粉的系统，该系统包括依次连通的:搅拌槽、强磁选机、浓密机、圆盘过滤机、球磨机、布袋收尘器、旋风预热器、闪速磁化焙烧炉、旋风分离器、间壁式换热器和弱磁选机；所述旋风预热器的物料出口与闪速磁化焙烧炉的物料入口连通，旋风分离器的气体出口与旋风预热器的物料入口连通；旋风预热器的气体出口连接有电除尘器；电除尘器的气体出口连接有高温风机，高温风机的出口分别与闪速磁化焙烧炉的气体入口、球磨机的气体入口连通；间壁式换热器的气体入口通空气，间壁式换热器的气体出口分别与热风炉、球磨机的气体入口连通。
[0027](三)有益效果
[0028]上述技术方案具有如下优点:本发明一种处理赤泥回收铁精粉的方法及系统，首先通过富集，强磁粗选得到铁品位为30%以上、铁回收率高的强磁精矿，同时脱去了细泥和细砂等脉石，使得进入步骤S5的物料量减少，这样只需对富集后的强磁精矿进行焙烧，焙烧能耗降低，更重要的是消除了细泥和细砂对焙烧赤泥分选的负面(包裹、覆盖和夹杂)影响，使得铁精粉的铁品位高、铁回收率高；然后通过水洗除去赤泥中的碱，消除碱对焙烧过程的影响，保护闪速磁化焙烧炉，有利于生产连续稳定运行；粉料焙烧前已打散成细粉，进入闪速磁化焙烧炉后处于分散悬浮状态，细粉与还原性气体中CO接触的机率增大，提高了CO的利用率，使得焙烧过程中所需的CO分子数量减少，也就是CO的浓度不需要常规那样高，CO的体积百分含量仅为2%?2.5% ;且粉料焙烧前先行预热至接近磁化反应温度，粉料进入闪速磁化焙烧炉后，在低于常规焙烧温度(700?900°C )下，可迅速反应，焙烧温度(600?650°C )低，反应速度快，时间短，能耗低；闪速磁化焙烧后，铁矿物的晶格变得易于解离，且其表面变得疏水，磁性增强，采用弱磁选可得到高品位、高回收率的铁精粉。总之，本发明能有效地回收氧化铝赤泥中的铁精粉，变废为宝，减少了赤泥排放量，利于环保，具有良好的经济和社会效益。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的工艺流程图；
[0030]图2是本发