一种氧化铝赤泥还原方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氧化铝赤泥还原方法及装置，本发明专利技术在进行渣铁分离还原，被还原物料出炉冷却后，通过简单的湿式磁选就可以获得TFe85～88％、回收率≥93％的还原金属粉产品，生产高品质、低成本、节能环保，还原过程利用U形还原窑炉，对发生炉煤气点燃，产生高热，窑车总成在移动过程中保持稳定，赤泥球之间保持距离，均匀受热，还原程度和还原效率提高，同时通过收集总成收集高温废气用来保温，赤泥温度变化较小，充分反应，使还原所需的时间不会变长，不会使还原失败，还原前通过高温废气输入到预热窑中，对赤泥进行预热处理，使赤泥表面温度在还原前保持高温，热量更容易渗透进赤泥内部，还原后通过冷却窑，营造低氧的冷却环境，防止二次氧化。

A reduction method and device of alumina red mud

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝赤泥还原方法及装置
本专利技术涉及赤泥还原
，具体为一种氧化铝赤泥还原方法及装置。
技术介绍
赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝之后排出的固体废弃物，一般情况下每生产1吨氧化铝，就会产生0.8～2.0吨赤泥。截止目前，我省赤泥的堆存量超过2亿吨，占地超过2万亩每年新增赤泥排放量超过3500万吨，赤泥堆场分别位于滨州、淄博、聊城、烟台等地市。然而赤泥的综合利用率不足1％。因此，最大限度的减少赤泥堆存和危害，实现多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫，赤泥中含有TFe30～40％的铁，属于难选铁矿，传统的综合利用技术就是磁选富集，但也很难富集到TFe55％，而且还含有钾、钠等物质，钢铁冶金很难应用，造成大量堆积，赤泥具有碱性强、比表面积大、各种组分互相包裹、嵌布等特征，使其综合利用难以借鉴其他领域一些成熟的工艺、技术和设备，在我国尚未形成高效利用和适于大规模推广的技术支撑体系，氧化铝赤泥综合利用问题是一个世界性的难题。目前对赤泥利用仅研究其用途，而不探索其中有用组份的综合回收。其次，对赤泥的某种用途有无开发价值,很大程度上取决于其产品附加值的高低,若开发的产品与被替代的同类产品相比无价格上的优势,则难以产生较好的经济效益。近年来,许多国家致力于赤泥中有用物质的回收技术的开发,有用物质的回收同时也去除了大量有害物质,因此赤泥的综合利用具有广阔前景。现有的氧化铝赤泥还原装置中，申请号为201010288979.8的链篦机回转窑直接还原用二次燃烧设备中介绍了一种链篦机回转窑直接还原用二次燃烧设备，该二次燃烧设备是用于煤基一步法链篦机回转窑直接还原生产工艺的二次燃烧室，该二次燃烧室处于回转窑窑尾和链篦机机头位置，包括链篦机热风管道、余热锅炉热风分流管道、二次燃烧室主体、窑尾冷烟室、兑冷风风机、余热锅炉、环型供风管、空气烧嘴；二次燃烧室的容积一般为回转窑有效容积的1.1至1.3倍，烟尘沉降区域占二次燃烧室总容积的20-25％，其在加热还原过程中赤泥来燃烧室中堆积，无法使赤泥均匀受热，导致还原程度较低，大大降低还原效率，浪费赤泥原料，同时在进行还原时，保温能力较差，会导致赤泥温度忽高忽低，使还原所需的时间延长，并且很容易使还原失败，而在进行赤泥还原前，不能对赤泥进行预热处理，这样会使赤泥表面温度骤然上升，导致热量无法顺利渗透进赤泥内部，不利于还原，并且还原后不能营造低氧的冷却环境，很容易使被还原的铁在留有余热时被二次氧化，导致赤泥还原功亏一篑。
技术实现思路
鉴于现有技术中所存在的问题，本专利技术公开了一种氧化铝赤泥还原方法及装置，采用的技术方案是，一种氧化铝赤泥还原方法，包括以下步骤：Step.1将赤泥铁粉采用余热进行烘干、细磨到满足造球要求的细度后，并使水份<5％，经输送机运至矿粉料仓备用。Step.2还原剂加工：将原煤进行破碎筛分处理：1～8mm中颗粒煤，用于做还原剂；20mm～50mm的块煤，用于煤气发生炉使用；还原煤炭中加入细度小于-120～-100目的粉状生石灰用于脱硫；Step.3混料：将烘干后的赤泥铁粉与作为烧成助剂的碳酸钠混合，加入赤泥铁粉质量1％-4％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂，使总含水量控制在≤5％；Step.4均匀混合的物料，进行制球，球团粒度为：￠10～￠16mm，筛分出合格球团，粉料和碎球用输送机送至返料仓；Step.5球团与还原剂的混合料，采用BLT-装料装置，均匀布在窑车的料盘中；Step.6窑车进入氧化铝赤泥U形还原窑炉中进行还原，在氧化铝赤泥U形还原窑炉中注入发生炉煤气和助燃气体进行燃烧，对赤泥进行还原，控制温度在1250℃以下，而气压在15～40Pa，而助燃风在进入氧化铝赤泥U形还原窑炉时的温度在140℃～220℃，燃烧后产生的废气收集后进行窑炉保温后对下一批赤泥进行预热，最终的废气收集后用来烘干Step.1中的赤泥铁粉，还原后的赤泥通过低温氮气进行冷却，保证在低氧环境下避免二次还原，同时降低温度。Step.7窑车出窑后，先用破壳机将窑车表面的硬壳破碎，然后采用刮板式卸料机，将还原后的金属球团和还原剂尾粉的混合物直接取出并输送到料仓，再采用负压吸灰系统将料盘中的剩余粉料吸出，用除尘器收集粉料集中处理；其中破壳机采用单辊式或双辊式破碎齿辊，卸料机采用两组刮板式卸料机，吸灰采用三级除尘器加高压离心风机；金属化球团和还原剂尾粉，由仓底卸料阀放出；Step.8对金属化球团和还原剂尾粉进行干式磁选分离处理，分离出磁性物料及非磁性物料，非磁性物料包括还原剂尾粉和部分渣，还原剂尾粉中煤焦和煤灰，分离出可用的煤焦，配加在还原剂中再利用，含少量固定碳的煤灰可用于做覆盖剂配料；大于8mm的块状物，需要进行破碎，满足干式磁选分离要求；Step.9磁性物料首先送入球磨机，进行破磨处理，磨筛出粒铁和粉料矿浆，筛分出粒铁，粉料矿浆经湿式磁选后获得高品位含水还原金属铁粉；Step.10含水还原金属铁粉，喷洒质量比为5％的水一起加入混碾机，经螺旋输送机将混合物料送入液压机中，布料器在模具口的上平面，进行自动往复滑动布料，5000t液压机将其压制成密度6.0～6.5t/m3的金属坯料；Step.11将坯料采用氮气保护加热到1050～1150℃后，采用机械手将高温坯料夹持并放进热压的液压机模具内，再进行一次热压成型，经氮气保护缓冷；加热方式采用电能加热炉；Step.12热压冷却后的制品经机械打磨毛刺后成为成品，可进行码垛、捆扎、入库。一种氧化铝赤泥U形还原窑炉，包括U形还原窑隧道、预热窑、窑门总成、冷却窑、燃气喷射总成、收集总成、窑车总成和传动总成，其特征在于：所述U形还原窑隧道的内腔中安装有石棉隔热层，所述U形还原窑隧道的左前侧通口处设有所述冷却窑，所述U形还原窑隧道的右前侧通口处设有所述预热窑，所述U形还原窑隧道、所述预热窑和所述冷却窑的底部均设有底部通道，所述U形还原窑隧道的底部设有U形行程隧道，所述U形行程隧道的两端分别位于所述预热窑和所述冷却窑的底部，所述U形行程隧道的顶部设有两个底轨，两个所述底轨均位于所述底部通道的内侧，所述U形还原窑隧道的内部两侧均固定有侧轨，所述预热窑和所述冷却窑的内部两侧也均固定有所述侧轨，所述U形行程隧道的内部一侧设有齿条，所述U形行程隧道的内部另一侧设有限位轨，所述U形还原窑隧道和所述预热窑之间设有所述窑门总成，所述U形还原窑隧道和所述冷却窑之间也设有所述窑门总成，所述预热窑和所述冷却窑的前端均设有所述窑门总成，每个所述窑门总成的两端均设有升降滑轨和电动升降柱，所述升降滑轨和所述电动升降柱的下端均与地面固定连接，所述预热窑和所述冷却窑之间分别安装有制氮机和炉窑风机II，所述U形还原窑隧道的右侧安装有炉窑风机I，所述炉窑风机I上安装有控制开关组，所述U形还原窑隧道的内侧顶部安装有九个等距离分布的所述收集总成，所述U形还原窑隧道的外侧顶部设有顶部管道，所述U形还原窑隧道的内部前后两侧均安装有九个等距离分布的所述燃气喷射总成，所述U形还原窑隧道的前后两侧均安装有九个等距离分布的环形燃气管，每个所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铝赤泥还原方法，其特征在于：包括以下步骤：/nStep.1将赤泥铁粉采用余热进行烘干、细磨到满足造球要求的细度后，并使水份<5％，经输送机运至矿粉料仓备用。/nStep.2还原剂加工：将原煤进行破碎筛分处理：1～8mm中颗粒煤，用于做还原剂；20mm～50mm的块煤，用于煤气发生炉使用；还原煤炭中加入细度小于-120～-100目的粉状生石灰用于脱硫；/nStep.3混料：将烘干后的赤泥铁粉与作为烧成助剂的碳酸钠混合，加入赤泥铁粉质量1％-4％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂，使总含水量控制在≤5％；/nStep.4均匀混合的物料，进行制球，球团粒度为：￠10～￠16mm，筛分出合格球团，粉料和碎球用输送机送至返料仓；/nStep.5球团与还原剂的混合料，采用BLT-装料装置，均匀布在窑车的料盘中；/nStep.6窑车进入氧化铝赤泥U形还原窑炉中进行还原，在氧化铝赤泥U形还原窑炉中注入发生炉煤气和助燃气体进行燃烧，对赤泥进行还原，控制温度在1250℃以下，而气压在15～40Pa，而助燃风在进入氧化铝赤泥U形还原窑炉时的温度在140℃～220℃，燃烧后产生的废气收集后进行窑炉保温后对下一批赤泥进行预热，最终的废气收集后用来烘干Step.1中的赤泥铁粉，还原后的赤泥通过低温氮气进行冷却，保证在低氧环境下避免二次还原，同时降低温度。/nStep.7窑车出窑后，先用破壳机将窑车表面的硬壳破碎，然后采用刮板式卸料机，将还原后的金属球团和还原剂尾粉的混合物直接取出并输送到料仓，再采用负压吸灰系统将料盘中的剩余粉料吸出，用除尘器收集粉料集中处理；其中破壳机采用单辊式或双辊式破碎齿辊，卸料机采用两组刮板式卸料机，吸灰采用三级除尘器加高压离心风机；金属化球团和还原剂尾粉，由仓底卸料阀放出；/nStep.8对金属化球团和还原剂尾粉进行干式磁选分离处理，分离出磁性物料及非磁性物料，非磁性物料包括还原剂尾粉和部分渣，还原剂尾粉中煤焦和煤灰，分离出可用的煤焦，配加在还原剂中再利用，含少量固定碳的煤灰可用于做覆盖剂配料；大于8mm的块状物，需要进行破碎，满足干式磁选分离要求；/nStep.9磁性物料首先送入球磨机，进行破磨处理，磨筛出粒铁和粉料矿浆，筛分出粒铁，粉料矿浆经湿式磁选后获得高品位含水还原金属铁粉；/nStep.10含水还原金属铁粉，喷洒质量比为5％的水一起加入混碾机，经螺旋输送机将混合物料送入液压机中，布料器在模具口的上平面，进行自动往复滑动布料，5000t液压机将其压制成密度6.0～6.5t/m3的金属坯料；/nStep.11将坯料采用氮气保护加热到1050～1150℃后，采用机械手将高温坯料夹持并放进热压的液压机模具内，再进行一次热压成型，经氮气保护缓冷；加热方式采用电能加热炉；/nStep.12热压冷却后的制品经机械打磨毛刺后成为成品，可进行码垛、捆扎、入库。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝赤泥还原方法，其特征在于：包括以下步骤：
Step.1将赤泥铁粉采用余热进行烘干、细磨到满足造球要求的细度后，并使水份<5％，经输送机运至矿粉料仓备用。
Step.2还原剂加工：将原煤进行破碎筛分处理：1～8mm中颗粒煤，用于做还原剂；20mm～50mm的块煤，用于煤气发生炉使用；还原煤炭中加入细度小于-120～-100目的粉状生石灰用于脱硫；
Step.3混料：将烘干后的赤泥铁粉与作为烧成助剂的碳酸钠混合，加入赤泥铁粉质量1％-4％的羧甲基纤维素钠作为粘结剂，使总含水量控制在≤5％；
Step.4均匀混合的物料，进行制球，球团粒度为：￠10～￠16mm，筛分出合格球团，粉料和碎球用输送机送至返料仓；
Step.5球团与还原剂的混合料，采用BLT-装料装置，均匀布在窑车的料盘中；
Step.6窑车进入氧化铝赤泥U形还原窑炉中进行还原，在氧化铝赤泥U形还原窑炉中注入发生炉煤气和助燃气体进行燃烧，对赤泥进行还原，控制温度在1250℃以下，而气压在15～40Pa，而助燃风在进入氧化铝赤泥U形还原窑炉时的温度在140℃～220℃，燃烧后产生的废气收集后进行窑炉保温后对下一批赤泥进行预热，最终的废气收集后用来烘干Step.1中的赤泥铁粉，还原后的赤泥通过低温氮气进行冷却，保证在低氧环境下避免二次还原，同时降低温度。
Step.7窑车出窑后，先用破壳机将窑车表面的硬壳破碎，然后采用刮板式卸料机，将还原后的金属球团和还原剂尾粉的混合物直接取出并输送到料仓，再采用负压吸灰系统将料盘中的剩余粉料吸出，用除尘器收集粉料集中处理；其中破壳机采用单辊式或双辊式破碎齿辊，卸料机采用两组刮板式卸料机，吸灰采用三级除尘器加高压离心风机；金属化球团和还原剂尾粉，由仓底卸料阀放出；
Step.8对金属化球团和还原剂尾粉进行干式磁选分离处理，分离出磁性物料及非磁性物料，非磁性物料包括还原剂尾粉和部分渣，还原剂尾粉中煤焦和煤灰，分离出可用的煤焦，配加在还原剂中再利用，含少量固定碳的煤灰可用于做覆盖剂配料；大于8mm的块状物，需要进行破碎，满足干式磁选分离要求；
Step.9磁性物料首先送入球磨机，进行破磨处理，磨筛出粒铁和粉料矿浆，筛分出粒铁，粉料矿浆经湿式磁选后获得高品位含水还原金属铁粉；
Step.10含水还原金属铁粉，喷洒质量比为5％的水一起加入混碾机，经螺旋输送机将混合物料送入液压机中，布料器在模具口的上平面，进行自动往复滑动布料，5000t液压机将其压制成密度6.0～6.5t/m3的金属坯料；
Step.11将坯料采用氮气保护加热到1050～1150℃后，采用机械手将高温坯料夹持并放进热压的液压机模具内，再进行一次热压成型，经氮气保护缓冷；加热方式采用电能加热炉；
Step.12热压冷却后的制品经机械打磨毛刺后成为成品，可进行码垛、捆扎、入库。


2.一种氧化铝赤泥U形还原窑炉，包括U形还原窑隧道(1)、预热窑(10)、窑门总成(13)、冷却窑(14)、燃气喷射总成(26)、收集总成(27)、窑车总成(35)和传动总成(36)，其特征在于：所述U形还原窑隧道(1)的内腔中安装有石棉隔热层(34)，所述U形还原窑隧道(1)的左前侧通口处设有所述冷却窑(14)，所述U形还原窑隧道(1)的右前侧通口处设有所述预热窑(10)，所述U形还原窑隧道(1)、所述预热窑(10)和所述冷却窑(14)的底部均设有底部通道(30)，所述U形还原窑隧道(1)的底部设有U形行程隧道(11)，所述U形行程隧道(11)的两端分别位于所述预热窑(10)和所述冷却窑(14)的底部，所述U形行程隧道(11)的顶部设有两个底轨(31)，两个所述底轨(31)均位于所述底部通道(30)的内侧，所述U形还原窑隧道(1)的内部两侧均固定有侧轨(28)，所述预热窑(10)和所述冷却窑(14)的内部两侧也均固定有所述侧轨(28)，所述U形行程隧道(11)的内部一侧设有齿条(32)，所述U形行程隧道(11)的内部另一侧设有限位轨(29)，所述U形还原窑隧道(1)和所述预热窑(10)之间设有所述窑门总成(13)，所述U形还原窑隧道(1)和所述冷却窑(14)之间也设有所述窑门总成(13)，所述预热窑(10)和所述冷却窑(14)的前端均设有所述窑门总成(13)，每个所述窑门总成(13)的两端均设有升降滑轨(22)和电动升降柱(23)，所述升降滑轨(22)和所述电动升降柱(23)的下端均与地面固定连接，所述预热窑(10)和所述冷却窑(14)之间分别安装有制氮机(12)和炉窑风机II(19)，所述U形还原窑隧道(1)的右侧安装有炉窑风机I(8)，所述炉窑风机I(8)上安装有控制开关组(9)，所述U形还原窑隧道(1)的内侧顶部安装有九个等距离分布的所述收集总成(27)，所述U形还原窑隧道(1)的外侧顶部设有顶部管道(16)，所述U形还原窑隧道(1)的内部前后两侧均安装有九个等距离分布的所述燃气喷射总成(26)，所述U形还原窑隧道(1)的前后两侧均安装有九个等距离分布的环形燃气管(25)，每个所述环形燃气管(25)上安装有五个等角度分布的喷头(33)，所述喷头(33)的输出口伸入所述U形还原窑隧道(1)的内侧，所述环形燃气管(25)与所述燃气喷射总成(26)的位置对应，所述U形还原窑隧道(1)的前侧分别设有内弯管I(17)、内弯管II(4)和内管道(15)，所述U形还原窑隧道(1)的后侧分别设有外弯管I(5)、外弯管II(6)和外管道(7)，所述U形还原窑隧道(1)的顶部还安装有分流管(3)，所述分流管(3)的上侧输入口通过进气电动阀(2)连接外部燃气源，所述分流管(3)的两侧输出口分别与所述外弯管I(5)和所述内弯管I(17)的输入口连接，所述外弯管I(5)的输出口和后侧的九个所述环形燃气管(25)的输入口连接，所述内弯管I(17)的输出口和前侧的九个所述环形燃气管(25)的输入口连接，所述内弯管I(17)通过连接管(18)与所述内弯管II(4)连通，所述外弯管I(5)通过另一个所述连接管(18)与所述外弯管II(6)连通，所述内弯管II(4)通过九个直燃气管(24)与前侧的九个所述燃气喷射总成(26)的输入口连接，所述外弯管II(6)通过另外九个所述直燃气管(24)与后侧的九个所述燃气喷射总成(26)的输入口连接，所述收集总成(27)的输出口与所述顶部管道(16)的侧面输入口连接，所述顶部管道(16)的右端输出口与所述炉窑风机I(8)的输入口连接，所述炉窑风机I(8)的输出口连接所述外管道(7)的右端输入口，所述外管道(7)的输出口与所述U形还原窑隧道(1)的内腔输入口连接，所述内管道(15)的输入口与所述U形还原窑隧道(1)的内腔输出口连接，所述，内管道(15)的右端输出口与所述炉窑风机II(19)的输入口连接，所述炉窑风机II(19)的输出口通过预热输入管道(20)连接所述预热窑(10)的输入口，所述制氮机(12)的输出口通过氮气输入管道(21)连接所述冷却窑(14)的输入口，所述底轨(31)上设有所述窑车总成(35)，所述U形行程隧道(11)的内部设有所述传动总成(36)，两个所述底轨(31)之间设有连接柱(37)，所述连接柱(37)的上端连接所述窑车总成(35)的底部中心，所述连接柱(37)的下端与所述传动总成(36)连接，所述控制开关组(9)分别与外部电源、所述进气电动阀(2)、所述炉窑风机I(8)、所述制氮机(12)、所述炉窑风机II(19)、所述电动升降柱(23)电性连接。


3.根据权利要求2所述的一种氧化铝赤泥U形还原窑炉，其特征在于：所述窑门总成(13)包括窑门外壳(1301)、滑条(1302)、支撑翼(1303)、金属防滑垫(1304)、轨道保护槽(1305)、耐火水泥壳(1306)、玻璃内壳(1307)、耐热钢内芯(1308)，所述窑门外壳(1301)的内侧安装有所述耐火水泥壳(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓辉，
申请(专利权)人：黄晓辉，
类型：发明
国别省市：黑龙;23