一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113174456A(43)申请公布日2021.07.27(21)申请号202110467988.2C22B26/10(2006.01)(22)申请日2021.04.28C03C13/06(2006.01)C04B7/147(2006.01)(71)申请人东北大学F27D17/00(2006.01)地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号申请人东大有色固废技术研究院（辽宁）有限公司(72)发明人张廷安豆志河吕国志郭军华刘燕张子木赫冀成(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.C21B13/00(2006.01)C22B7/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法(57)摘要一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法，主要包括以下步骤：将高铁赤泥与还原剂、造渣剂、萤石混合；将混合后的原料加入到还原炉熔池内，进行还原反应，还原过程中顶部喷吹富氧空气和燃气，底部喷吹还原气体和氧气的混合气体；经底顶复合吹熔融还原得到低硫低磷生铁和还原渣，热态还原渣经调质、离心、拉丝成纤制备岩棉产品。利用本发明的底顶复合吹熔融还原，可实现高铁赤泥连续还原，直接获得低残留高品质生铁产品，铁的还原率达到95％以上，同时氧化钠的回收率达到70％以上。CN113174456ACN113174456A权利要求书1/1页1.一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将高铁赤泥与还原剂、造渣剂、萤石混合；其中，还原剂中的碳与高铁赤泥中氧化铁的摩尔比为(1.5～6.5):1；造渣剂中氧化钙与高铁赤泥中氧化硅和氧化铝质量之和的比为(0.8～1.5):1；萤石添加量为氧化钙量的8％～15％；(2)将混合料由涡流加料口加入到炉内涡流区，并在机械搅拌形成的涡流下卷入熔池，进行连续加料熔融还原处理；还原过程温度为1450～1700℃，时间为20～140min；还原过程中同时采用顶部喷吹富氧空气和燃气，底部喷吹还原气体和氧气的混合气体；还原气体与氧气的混合比例为其中的CO、H2或(CO+H2)与O2摩尔比为(0.2～1.8):1，或者天然气中CH4与O2的摩尔比(1～2):1；(3)经底顶复合吹熔融还原得到低硫低磷生铁和还原渣，热态还原渣经调质、离心成纤制备岩棉产品。2.根据权利要求1所述的一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述还原剂为粉煤、焦炭或废阴极碳块中的一种或几种以任意比例混合的混合物；所述造渣剂即为钙源，是石灰石、熟石灰或电石渣中的一种或几种以任意比例混合的混合物。3.根据权利要求1所述的一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述还原气体为氢气、一氧化碳或天然气中的一种或几种以任意比例混合的混合气体。4.根据权利要求1所述的综合利用方法，其特征在于，高铁赤泥中铁的还原率达到95％以上，同时以烟气形式回收的氧化钠的收率达到70％以上。2CN113174456A说明书1/4页一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法技术领域[0001]本发明属于拜耳法赤泥综合利用领域，具体涉及一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法。背景技术[0002]中国是氧化铝大国，我国每年氧化铝产量达到7000万吨以上，排放赤泥1亿吨以上。随着中国铝资源的枯竭，我国每年需进口大量的高铁三水铝石矿生产氧化铝，目前，我国50％的氧化铝生产采用高铁三水铝石矿为原料进行生产，每年的高铁赤泥排放量在6000万吨以上，而其中含有30％～50％的氧化铁。[0003]对于高铁拜耳法赤泥综合利用，国内相关科研人员进行了大量的研究工作，如申请号为201611142386.5的“一种以高铁赤泥为基体的铁水脱硅剂及其使用方法”的专利公开了一种以高铁赤泥为基体的铁水脱硅剂及使用方法，所述的脱硅剂其组成为质量百分比70％～90％的高铁赤泥和10％～25％的镁渣，控制脱硅剂二元碱度0.6～1.2之间。使用方法为高炉出铁前或出铁时，将干燥的铁水脱硅剂按照每吨铁水20～40kg/t的加入量加入到铁水罐中。[0004]申请号为201810711375.7的“一种综合处理磷石膏、高铁赤泥与粉煤灰的工艺”的专利，其步骤包括：1)将磷石膏、高铁赤泥、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，控制生料中磷石膏、高铁赤泥和粉煤灰的重量比为1:0.3‑0.8:0.2‑0.7，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的10‑20％；将生料送入窑内焙