【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金，更具体地，涉及一种赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法。
技术介绍
1、赤泥作为氧化铝生产排放的大宗固体废渣，因氧化铁含量高，外观呈赤色泥土状而得名，其含有大量的碱金属(钠、钾等)、有价金属(如铁、铝、钛等)和其他有用成分(如硅、钙、镁等)，但也存在着高碱度、高水分、高比表面积等特点，导致赤泥的处理和处置难度大，且易对环境和人体健康造成严重的危害。因生产方法和铝土矿品位的不同，每生产1吨氧化铝大约要产生0.5-2.0吨的赤泥。据估算，全世界年产赤泥量约为1.5-2.0亿吨，我国的赤泥年产量约2000万吨，且随着铝工业的发展和铝土矿石品位的降低，赤泥排放量将越来越大。因此，找到合适的方法资源化利用赤泥能够在一定程度上缓解我国铁矿石资源短缺的问题，同时提高生产的经济效益。此外，通过资源化利用可以避免赤泥的高碱度对自然环境造成破坏，具有广阔的发展前景。
2、现有技术公开了一些综合利用高铁赤泥的方法，如中国专利申请cn103805726a公开了一种运用转底炉珠铁工艺综合利用高铁赤泥的方法，以高铁赤泥、碳质还原剂和添加剂为原料，经过配料、混匀、造球、转底炉还原熔分、破碎、磁选等工序制得铸铁和熔分渣，生产出的珠铁可做电炉或转炉炼钢的原料，熔分渣用盐酸浸出提取钪，浸出渣用作水泥添加剂。但该工艺还原时间长，流程复杂，存在能耗较高、成本相应增加等缺点。中国专利申请cn117144124a公开了一种高铁赤泥复合生物碱性球团的制备及熔分利用方法，将高铁赤泥烘干，加入氧化钙，调控碱度在0.8-1.2，配入生物碱调控碳/铁
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，通过内配生物质作为还原剂，外配生物质制备活性炭，直接进行预还原同时得到比表面＞1000m2/g的活性炭和富含金属铁的预还原球团，再对预还原球团熔分得到铁含量＞95％的生铁，实现对赤泥还原提铁和活性炭一体化制备的效果，一方面，得到的生铁可作为高炉炼铁的炉料，实现资源的合理化利用的同时减少了对化石能源的依赖，另一方面，可得到高附加值的生物质活性炭，提高了工艺的经济效益。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，包括以下步骤：
4、s1、将赤泥、生石灰、石英砂和第一生物质混匀，造球，得到生球；然后干燥，得到干球；
5、s2、将所述干球和第二生物质加入反应装置中，加热进行反应，反应结束后，隔氧冷却，干式磁选分离，得到含铁还原球团和活性炭；
6、s3、将所述含铁还原球团粉碎成颗粒状，与焦炭一起放入反应装置中进行熔分，反应结束后，隔氧冷却，得到含铁金属相和熔分渣。
7、在一些实施方式中，步骤s2中，反应原料中总碳、总铁的质量比为0.7-1.5：1。
8、在一些实施方式中，步骤s2中，反应温度为900-1200℃；步骤s4中，熔分温度为1500-1650℃。
9、在一些实施方式中，步骤s1中，所述第一生物质和所述赤泥的质量比为70:110-150；加入石英砂和生石灰使原料混合物的碱度在0.8-1.2，氧化铝含量在6％-12％。
10、在一些实施方式中，步骤s2中，所述第二生物质和所述干球的质量比为1：0.5-2。
11、在一些实施方式中，步骤s2中，反应时间为60-120min。
12、在一些实施方式中，步骤s3中，焦炭的质量为所述含铁还原球团质量的5-25％。
13、在一些实施方式中，步骤s3中，含铁还原球团粉碎后与焦炭放入反应装置中，可以是将粉碎后的还原球团和焦炭混合均匀后放入反应装置中；或者先在反应装置中的底部铺上部分焦炭，然后放入粉碎后的还原球团，再盖上剩余的焦炭。
14、在一些实施方式中，所述第一生物质和所述第二生物质分别为秸秆、竹子、椰壳、树木、甘蔗渣、稻壳、核桃壳中的至少一种。
15、在一些实施方式中，步骤s1中，还包括添加剂，所述添加剂为含铁物料；所述含铁物料包括但不限于铁精矿、铁矿石原矿、含铁废渣、含铁尘泥等。
16、在一些实施方式中，所述添加剂和所述赤泥的质量比为0-1.5：1。
17、在一些实施方式中，熔分时间为20-30min。
18、在一些实施方式中，所述赤泥中，氧化铁的含量为30-60％，二氧化硅含量为3-20％，氧化钙含量为1-8％，氧化铝含量为10-20％，氧化纳含量为2-10％。
19、相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术通过在赤泥中加入熟化后的生石灰、石英砂和生物质制备生球，再将干燥后的生球与生物质一同加入反应装置中直接先进行还原得到含铁预还原球团和活性炭，接着将含铁预还原球团熔分，可得到含铁量＞95％的生铁；其中，生石灰和石英砂的复配加入，可有效提高材料在熔分过程炉渣的流动性，提高铁与其他杂质的分离效果，从而提高金属相中的含铁量；通过内配和外配的生物质中的碳可与赤泥中的铁氧化物和含钾、钠的物相反应，生成金属铁和气态的金属钾钠和二氧化碳，而气态金属钾钠和二氧化碳作为活性炭制备过程中的活化剂，其挥发出球团后可与外配的生物质反应，促进碳化后的生物质活化为高性能活性炭；其中，二氧化碳与生物质中的碳的活化反应为co2+c＝co，该反应的产物一氧化碳可返回去继续还原赤泥中的铁氧化物和含钾、钠的物相，从而继续产生活化成分，如此循环，构成耦合协同作用，提高对铁的还原效果的同时制备活性炭，实现对固废资源的合理化利用，减少了对化石能源的依赖，同时避免了生物质原料的浪费，降低了成本。本专利技术的方法得到的活性炭比表面积达1000m2/g以上，具有优异的性能。
21、本专利技术的方法对赤泥处理后得到金属铁的同时脱除了钠，最终得到的金属相全铁品位＞95％，铁金属化率＞95％，脱钠率＞99％，可直接作为高炉炼铁的炉料。
22、此外，本专利技术的方法通过还原反应后得到的含铁还原球团进行熔分可得到高含铁率金属相，无需多次高温烧结，工艺流程较短，且对设备要求相对较低，成本较低。
23、本专利技术通过一体化方法得到两种产物，降低成本的同时提高了经济效益，符合钢铁行业未来绿色低碳发展的趋势。
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1.一种赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤S2中，反应过程中总的碳、铁的质量比为0.7-1.5：1。
3.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤S2中，反应温度为900-1200℃；步骤S4中，熔分温度为1500-1650℃。
4.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一生物质和所述赤泥的质量比为70:110-150；加入石英砂和生石灰使原料混合物的碱度在0.8-1.2，氧化铝含量在6％-12％。
5.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二生物质和所述干球的质量比为1：0.5-2。
6.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤S3中，焦炭的质量为所述含铁还原球团质量的5-25％。
7.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体
8.根据权利要求1-7任一项所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤S1中，还包括添加剂，所述添加剂为含铁物料。
9.根据权利要求8所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，所述添加剂和所述赤泥的质量比为0-1.5：1。
10.根据权利要求1-9任一项所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，所述赤泥中，氧化铁的含量为30-60％，二氧化硅含量为3-20％，氧化钙含量为1-8％，氧化铝含量为10-20％，氧化纳含量为2-10％。
...【技术特征摘要】
1.一种赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤s2中，反应过程中总的碳、铁的质量比为0.7-1.5：1。
3.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤s2中，反应温度为900-1200℃；步骤s4中，熔分温度为1500-1650℃。
4.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤s1中，所述第一生物质和所述赤泥的质量比为70:110-150；加入石英砂和生石灰使原料混合物的碱度在0.8-1.2，氧化铝含量在6％-12％。
5.根据权利要求1所述的赤泥还原提铁与活性炭制备一体化的方法，其特征在于，步骤s2中，所述第二生物质和所述干球的质量比为1：0.5-2。
6.根据权利要求1...
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