一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法技术

本发明专利技术属于固体废弃物资源综合利用领域,具体涉及一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置的方法。所述处置方法采用以下步骤：将赤泥磁选铁精矿与粘结剂混合均匀、压制、烘干制成赤泥球团；将电解铝废阴极破碎、烘干制成废阴极碳粉；将赤泥球团与废阴极炭粉、石灰石按质量比95‑105：55‑65：8‑12混合后进行还原反应，还原温度1100‑1300℃，还原保温时间10‑14h，还原后得到海绵铁球团；将海绵铁球团在1500‑1700℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣。本发明专利技术充分利用电解铝废阴极炭块的热能和还原性，可以协同处理赤泥磁选铁精矿选铁精矿的方法，金属化率高、该方法成本低、工艺简单。

A collaborative disposal method of waste cathode of electrolytic aluminum and red mud magnetic separation iron concentrate

【技术实现步骤摘要】
一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法
本专利技术属于固体废弃物资源综合利用领域,具体涉及一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置的方法。
技术介绍
铝是世界上公认的具有重要战略地位的金属材料，是国民经济各领域中具有支撑作用的重要基础材料。但是在铝电解工业急速发展的同时，废气、废料等造成的环境污染问题也日益突出，随着电解铝产量的增加，企业产生的电解铝废阴极的产量日益增加，电解铝废阴极炭块的主要成分是碳和电解质，其中碳含量为45-80%，电解质含量约20-55%，电解质主要由冰晶石、氟化钠、氧化铝和氟化钙组成。现有条件下，电解铝厂大多采用露天堆放或直接土壤填埋的方法处理电解铝废阴极，不仅占用了大量土地，而且其中含有的可溶性氟化物、氰化物还会随雨水流入江河，渗入地下污染土壤和地下水、地表水，对周围生态环境、人类健康和动植物生长造成极大危害。氧化铝是生产金属铝的主要原料，赤泥是氧化铝厂生产过程中产生的一种固体废物，随着氧化铝需求量的增大和铝土矿品味的降低，赤泥排放量越来越大，大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆放，不但占用土地，且赤泥中的化学成分渗土入壌，会造成土地简化、地下水污染等生态环境问题。因此如何处理氧化铝生产过程所排放的大量赤泥，减少环境污染是氧化铝生产行业必须解决的难题。《废旧阴极碳粉高温还原高铁赤泥试验》探索了一废旧阴极碳粉高温焙烧还原赤泥中的铁元素，并通过次选提取铁精矿分的工艺条件，该工艺方法采用的是磁化还原焙烧，得到的为品位不高的铁精矿粉，铁回收率较低。多年来国内外在赤泥的综合利用方面进行了大量的试验研究工作，但由于铝矿石的成分和生产氧化铝所用的方法不同，赤泥的化学和矿物组成差别较大，因此赤泥的利用途径也因之而异，虽然这些方法中少数已用于生产，但是有的工艺复杂、投资太多，有的利用效率低，成本太高，因此实用效果不理想。赤泥彻底性的综合治理仍然需要展开深入的研究工作，扩大赤泥的应用领域、探索高附加值赤泥产品的生产方法是今后回收、利用赤泥的主要途径。要实现电解铝行业的和谐发展，开发一种电解铝固体废弃物的无害化处理技术具有重要的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是开发一种可充分利用电解铝废阴极炭块的热能和还原性，同时可以协同处理赤泥磁选铁精矿的方法，该方法成本低、工艺简单。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法，采用以下步骤：（1）将赤泥磁选铁精矿与粘结剂混合均匀、压制、烘干制成赤泥球团；（2）将电解铝废阴极破碎、烘干制成废阴极碳粉；（3）将步骤（1）制备的赤泥球团与步骤（2）制备的废阴极碳粉、石灰石按质量比95-105：55-65：8-12混合后进行还原反应，还原反应温度1100-1300℃，还原保温时间10-14h，还原反应后得到海绵铁球团；（4）将步骤（3）制备的海绵铁球团在1500-1700℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣。进一步地，步骤（1）所述的赤泥磁选铁精矿为氧化铝工业产生的废弃物；步骤（2）所述的电解铝废阴极为铝电解工业产生的废弃物。优选地，步骤（1）所述的粘结剂为冶金有机粘结剂。优选地，步骤（1）所述的赤泥磁选铁精矿和粘结剂的质量比为100:1.5-1.8。优选地，步骤（1）所述的赤泥球团的含水量为1.5-2.5%。优选地，步骤（2）所述的电解铝废阴极破碎后的直径为3-15mm。所述熔渣富含氧化铝，作为水泥行业生产原料。有益效果（1）有效解决固体废弃物-电解铝废阴极炭块和赤泥磁选铁精矿的环境污染；（2）充分利用电解铝废阴极炭块的热能和还原性，同时可以协同处理赤泥磁选铁精矿选铁精矿，直接还原得到铁块，金属化率高、整体工艺简单。（3）电解铝废阴极炭块和赤泥磁选铁精矿均为铝工业典型废物，大多数铝企均有产生，便于这两种废物的就地处置，从而降低处理成本。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本发专利技术的优选实施例进一步说明本专利技术的技术方案，但本专利技术并非局限在实施例的范围内。以下实施例1-3和对比例1-4所用有机粘结剂购买自保定市胜辉聚合物科技有限公司。实施例1一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法，采用以下步骤：（1）磁选铁精矿与有机粘结剂按照100:1.5的质量比例混合，压制烘干至含水率为2%后制成赤泥磁选铁精矿球团；（2）电解铝废阴极炭块破碎至3mm后烘干制成废阴极碳粉；（3）将赤泥磁选铁精矿球团与废阴极炭粉、石灰石的加入量为269g、156g和23g，混合后装入还原罐内，还原温度1100℃，还原保温时间14h，还原后得到海绵铁球团；（4）海绵铁球团在1500℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣，所述熔渣富含氧化铝，作为水泥行业的生产原料。实施例2一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法，采用以下步骤：（1）赤泥磁选铁精矿与有机粘结剂按照100:1.8的质量比例混合，压制烘干至含水率为2%后制成赤泥磁选铁精矿球团；（2）电解铝废阴极炭块破碎至15mm后烘干制成废阴极碳粉；（3）将赤泥磁选铁精矿球团与废阴极炭粉、石灰石加入量为254.7g、157.7g、29.1g混合后装入还原罐内，还原温度1300℃，还原保温时间10h，还原后得到海绵铁球团；（4）海绵铁球团在1700℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣，所述熔渣富含氧化铝，作为水泥行业的生产原料。实施例3一种电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法，采用以下步骤：（1）赤泥磁选铁精矿与有机粘结剂按照100:1.6的质量比例混合，压制烘干至含水率为2%后制成赤泥磁选铁精矿球团；（2）电解铝废阴极炭块破碎至10mm后烘干制成废阴极碳粉；（3）将赤泥磁选铁精矿球团与废阴极炭粉、石灰石加入量为219g、131.4g和22g配料混合后装入还原罐内，还原温度1200℃，还原保温时间12h，还原后得到海绵铁球团；（4）海绵铁球团在1600℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣，所述熔渣富含氧化铝，作为水泥行业的生产原料。对比例1一种电解铝废阴极和磁选铁精矿协同处置方法，采用以下步骤：（1）磁选铁精矿与有机粘结剂按照100:1.2的质量比例混合，压制烘干至含水率为2%后制成磁选铁精矿球团；（2）电解铝废阴极炭块破碎至10mm后烘干制成废阴极碳粉；（3）将磁选铁精矿球团与废阴极炭粉、石灰石加入量为219g、131.4g和22g配料混合后装入还原罐内，还原温度1400℃，还原保温时间12h，还原后得到海绵铁球团；（4）海绵铁球团在1600℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣，所述熔渣富含氧化铝，作为水泥行业的生产原料。对比例2一种电解铝废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法，其特征在于，采用以下步骤：/n（1）将赤泥磁选铁精矿与粘结剂混合均匀、压制、烘干制成赤泥磁选铁精矿球团；/n（2）将电解铝废阴极破碎、烘干制成废阴极碳粉；/n（3）将步骤（1）制备的赤泥磁选铁精矿球团与步骤（2）制备的废阴极炭粉、石灰石按质量比95-105：55-65：8-12混合后进行反应，反应温度为1100-1300℃，反应保温时间10-14h，反应后得到海绵铁球团；/n（4）将步骤（3）制备的海绵铁球团在1500-1700℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣。/n

【技术特征摘要】
1.电解铝废阴极和赤泥磁选铁精矿协同处置方法，其特征在于，采用以下步骤：
（1）将赤泥磁选铁精矿与粘结剂混合均匀、压制、烘干制成赤泥磁选铁精矿球团；
（2）将电解铝废阴极破碎、烘干制成废阴极碳粉；
（3）将步骤（1）制备的赤泥磁选铁精矿球团与步骤（2）制备的废阴极炭粉、石灰石按质量比95-105：55-65：8-12混合后进行反应，反应温度为1100-1300℃，反应保温时间10-14h，反应后得到海绵铁球团；
（4）将步骤（3）制备的海绵铁球团在1500-1700℃条件下熔分，渣铁分离后，得到铁块和熔渣。


2.根据权利要求1所述的处置方法，其特征在于，步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤海，徐才，
申请(专利权)人：山东宏桥新型材料有限公司，邹平魏桥再生资源利用有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37