一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法.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CN110066921A(43)申请公布日2019.07.30(21)申请号201910290660.0C22B34/12(2006.01)(22)申请日2019.04.11C22C33/08(2006.01)(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人张廷安豆志河王艳秀张子木王坤牛丽萍吕国志刘燕赵秋月傅大学张伟光(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人宁佳(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C04B7/147(2006.01)C21B13/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法(57)摘要本发明的一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，工艺步骤为：(1)将脱水干燥的高铁高钛赤泥与固态碳质还原剂和造渣剂混和，不经烧结直接喷吹到涡流搅拌熔融还原高温炉漩涡中心，并在1460-1650℃温度下涡流搅拌熔融还原10-60min；(2)得到含钛水和熔融渣分别溢流分离；(3)含钛铁水加入铬铁、锰铁直接冶炼成含钛铸铁型耐磨合金；(4)钠在还原过程进入烟气回收；(5)熔融渣在涡流搅拌高温炉中调整组成使其符合水泥要求；(6)熔融渣冷却、破碎、研磨直接成为水泥熟料。本发明赤泥的利用率为100％，钠、铁和钛的提取率分别为95％以上，90％以上和60％以上。CN110066921ACN110066921A权利要求书1/1页1.一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将赤泥与固态碳质还原剂和造渣剂混合形成混合料后，直接喷吹到涡流搅拌熔融高温炉漩涡中心，进行熔融还原反应，获得还含钛水和熔融渣，其中，所述的还原温度为1460～1650℃，还原时间为10～60min；固态碳质还原剂按混合料中Fe摩尔量的1.2～1.5倍添加，造渣剂为CaO和CaF2的混合物，CaO按混合料碱度为1.0～1.4添加，CaF2质量按CaO质量的10～30％添加，其中，所述的赤泥为高铁高钛赤泥；(2)得到的还含钛水和熔融渣分层，并进行连续溢流分离，获得含钛铁水和熔融渣；(3)含钛铁水加入铬铁、锰铁直接冶炼成含钛铸铁型耐磨合金；(4)熔融渣在涡流搅拌高温炉中调整组成使其符合水泥要求后，冷却至室温、并经破碎、研磨形成水泥熟料。2.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，高铁高钛赤泥按质量百分比包括组分TFe20％～40％，，TiO23％～10％，Na2O2％～15％，Al2O310％～25％，SiO210％～25％，CaO5％～25％，H2O5％～20％。3.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，高铁高钛赤泥预先经过干燥脱水处理，形成干燥赤泥后，再与固态碳质还原剂和造渣剂混合，其中，干燥温度为150～200℃，干燥赤泥含水率为1％以下。4.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，固态碳质还原剂为焦煤。5.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，碱度按下式(1)方法计算：式(1)中，mCaO为混合料中氧化钙的质量，mAl2O3为混合料中氧化铝的质量，mSiO2为混合料中氧化硅的质量,mTiO2为混合料中二氧化钛的质量。6.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，钠在还原过程进入烟气收尘回收。7.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，熔融渣Na2O含量小于0.5％。8.根据权利要求1所述的赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法，其特征在于，所述的方法中，钠回收率达95％以上，铁回收率达到90％以上，钛的回收率达到90％以上，赤泥利用率达100％。2CN110066921A说明书1/5页一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法技术领域：[0001]本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种赤泥脱碱生产钛铁合金和水泥熟料的方法。背景技术：[0002]赤泥是以铝土矿为原料制取氧化铝或氢氧化铝后所产生的强碱性固体废物。目前，全球赤泥储量估测已经超过30亿吨，并且每年大约以1.2亿吨的速度增长，世界赤泥平均利用率为15％。中国赤泥累计堆存量已增长至6亿吨，并且每年大约以1亿吨的速度增长，中国赤泥利用率仅为4％。大部分赤泥仍然采取陆地堆存的方法处置。赤泥堆存不仅浪费了二次资源、占用大量土地，而且破坏了赤泥堆场的周边环境，带来了严重的环境问题，