一种微波强化赤泥综合回收利用系统及方法

本发明公开了一种微波强化赤泥综合回收利用系统及方法，属于湿法冶金。

背景技术：

1、赤泥中除含有铝、铁、硅、钠、钾、钛、钙等，还含有其他一些有价稀有元素，如钪、钒、镓等，赤泥中各元素主要以赤铁矿、针铁矿、一水软铝石、一水硬铝石、三水铝石、刚玉、钙霞石、方钠石、石英、金红石、方解石等矿物的形式存在，其中所含有的稀散金属元素通常以类质同象置换的形式不均匀的分布在赤泥各相中，这些金属元素目前还未在工业上得到有效的回收和利用，造成了资源浪费，实现赤泥中有价元素的综合回收利用已成为现在急需解决的问题。赤泥对环境危害极大，土壤、大气和水资源均受到了它的侵害，对动植物生存产生了极大的威胁，对人类健康产生的危害也不容小觑。赤泥对环境的污染主要表现在以下五方面：(1)土地和农田的占用；(2)空气污染；(3)地下水污染；(4)对建筑物表面、土壤的影响；(5)赤泥的放射性。因此在环境日益恶化、资源日益匮乏的今天，综合利用赤泥资源既可解决赤泥长期堆存所造成的环境污染，又可回收其中有价金属，避免资源浪费。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种微波强化赤泥综合回收利用系统及方法，旨在改善或解决赤泥综合回收利用难题或其中关键问题。为解决以上技术问题，本发明的具体技术方案如下：

2、一种微波强化赤泥综合回收利用系统，由给料器、微波加热反应装置、管道浸出装置和渣、液分离装置四部分组成；

3、给料器由给料仓和给料皮带组成，给料仓出口与给料皮带入口相连，给料皮带出口通过给料管道与管道式反应腔入口相连，给料管道外接鼓风入口，赤泥进入给料仓后，由给料皮带经给料管道，通过外通气体鼓吹入到管道式反应腔；

4、微波加热反应装置为管道式反应腔，管道式反应腔的外部连接有微波馈口和微波源，物料通过管道式反应腔的过程中完成对赤泥的加热处理；管道式反应腔出口通过输矿管道与调浆管道入口相连；

5、管道浸出装置包括调浆管道和浸出管道两部分，调浆管道上设有进水口和矿浆浓度分析仪，调浆管道出口与浸出管道入口相连，浸出管道外接浸出剂槽，浸出剂通过压力给入到浸出管道中，在矿浆的加压输送过程中完成赤泥中有价元素的浸出，并设有矿物品位在线分析仪，用于赤泥tfe品位分析，浸出管道出口与渣、液分离装置管道入口相连；

6、渣、液分离装置用于实现浸出渣和浸出液的分离，渣、液分离装置外接进水口进行浸出渣的清洗，并设有矿浆ph监测仪，用于矿浆的ph监测，最终浸出渣和浸出液通过渣、液分离装置出水口得到。

7、一种微波强化赤泥综合回收利用的方法，采用上述系统实现，包含以下步骤：

8、步骤1：将赤泥给入到给料器中，所述的赤泥tfe品位为31.37-48.23％，feo含量为0.03-0.43％，al2o3含量为7.32-20.98％，tio2含量为1.17-4.80％，sio2含量为3.69-9.91％，通过给料皮带进入到给料管道中，启动鼓风机与微波加热反应装置；

9、步骤2：物料通过鼓吹进入管道式反应腔，微波源温度控制在650-800℃，赤泥在加热过程中物相发生转化，物料中赤铁矿、褐铁矿和针铁矿转变为磁铁矿，一水铝石和三水铝石脱水转变为氧化铝。物相的转化以及物料的加热，导致物料颗粒裂隙的增加，易于后续浸出反应的发生；

10、步骤3：物料加热处理后，直接给入到管道浸出装置的调浆管道，调浆管道在调浆过程中补加水为自来水，维持溶浸矿浆的浓度在20-40％之间，矿浆泵送流量为100-200m3/h；浸出管道外接浸出剂槽，浸出剂为硫酸、磷酸、盐酸中的一种或组合，浸出剂通过压力给入到浸出管道中，在矿浆的加压输送过程中完成赤泥中有价元素的浸出，浸出管道矿浆泵送流量为200-400m3/h；渣、液分离装置用于实现浸出渣和浸出液的分离，渣、液分离装置外接进水口进行浸出渣的清洗，浸出液通过渣、液分离装置出水口得到，进行后续萃取处理。

11、本发明的有益效果是：

12、1.本发明中，微波加热赤泥，使物料中赤铁矿、褐铁矿和针铁矿转变为磁铁矿，一水铝石和三水铝石脱水转变为氧化铝，实现有价金属的回收利用，避免资源浪费。

13、2.微波加热排出的物料具有一定的热量，保证溶浸矿浆在较高温度，实现热量的充分利用。

14、3.物相的转化以及物料的加热，增加物料颗粒间裂隙，易于后续浸出反应的发生。

15、4.物料从加热处理到浸出处理均在管道中进行，因此能够有效降低对外界环境的污染以及强化赤泥中有价元素的综合回收利用。

技术特征：

1.一种微波强化赤泥综合回收利用系统，其特征在于，所述的微波强化赤泥综合回收利用系统由给料器、微波加热反应装置、管道浸出装置和渣、液分离装置四部分组成，通过输矿管道实现各部分设备的串联。

2.根据权利要求1所述的一种微波强化赤泥综合回收利用系统，其特征在于，给料器由给料仓(1)和给料皮带(2)组成，微波加热反应装置为管道式反应腔(3)，管道式反应腔(3)的外部连接有微波馈口和微波源(4)，管道浸出装置包括调浆管道和浸出管道两部分，调浆管道上设有进水口(6)和矿浆浓度分析仪(7)，浸出管道外接浸出剂槽(8)和(9)，并设有矿物品位在线分析仪(10)和(11)，渣、液分离装置外接进水口(12)、矿浆ph监测仪(13)和渣、液分离装置出水口(14)。

3.根据权利要求2所述的一种微波强化赤泥综合回收利用系统，其特征在于，给料仓(1)出口与给料皮带(2)入口相连，给料皮带(2)出口通过给料管道与管道式反应腔(3)入口相连，给料管道外接鼓风入口，赤泥进入给料仓(1)后，由给料皮带(2)经给料管道，通过外通气体鼓吹入到管道式反应腔(3)。

4.根据权利要求2所述的一种微波强化赤泥综合回收利用系统，其特征在于，物料通过管道式反应腔(3)的过程中完成对赤泥的加热处理，管道式反应腔(3)出口通过输矿管道(5)与调浆管道入口相连。

5.根据权利要求2所述的一种微波强化赤泥综合回收利用系统，其特征在于，调浆管道出口与浸出管道入口相连，浸出剂槽(8)和(9)用于添加浸出剂，浸出剂通过压力给入到浸出管道中，在矿浆的加压输送过程中完成赤泥中有价元素的浸出，矿物品位在线分析仪(10)和(11)用于分析矿浆中赤泥tfe品位，浸出管道出口与渣、液分离装置管道入口相连。

6.根据权利要求2所述的一种微波强化赤泥综合回收利用系统，其特征在于，渣、液分离装置用于浸出渣和浸出液的分离，渣、液分离装置外接进水口(12)进行浸出渣的清洗，并设有矿浆ph监测仪(13)，用于矿浆的ph监测，最终浸出渣和浸出液通过渣、液分离装置出水口(14)得到。

7.一种微波强化赤泥综合回收利用方法，采用权利要求1-6任意一项所述的系统实现，其特征在于，包含以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种微波强化赤泥综合回收利用方法，其特征在于，浸出剂为硫酸、磷酸、盐酸中的一种或组合。

9.根据权利要求7所述的一种微波强化赤泥综合回收利用方法，其特征在于，维持溶浸矿浆的浓度在20-40％之间，矿浆泵送流量为100-200m3/h。

技术总结
本发明公开了一种微波强化赤泥综合回收利用系统及方法，系统包括给料器、微波加热反应装置、管道浸出装置和渣、液分离装置四部分。赤泥由给料器进入微波加热反应器中加热处理，处理后的矿物进入管道浸出装置，管道浸出装置包括调浆管道和浸出管道，调浆管道用于对进入管道浸出装置中的物料进行矿浆浓度调节，便于后续浸出。浸出管道外接浸出剂槽，浸出剂通过压力给入到浸出管道中，在矿浆的加压输送过程中完成赤泥中有价元素的浸出。渣、液分离装置用于浸出渣和浸出液的分离，物料从加热到浸出均在管道中进行，能够降低对外界环境的污染以及强化赤泥中有价元素的综合回收利用。本系统连续运行稳定，处理量大且能耗和成本低，易实现设备大型化。

技术研发人员：刘杰,葛文成,张月,朱一民,高鹏
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4