[精品]從赤泥中回收鐵的研究現(xiàn)狀

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1、從赤泥中回收鐵的研究現(xiàn)狀赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中鋁土礦經(jīng)強(qiáng)堿浸出時(shí)礦石中的鐵、鈦等朵質(zhì)和絕大部分的硅不溶解而形成的殘?jiān)?。每生產(chǎn)1t氧化鋁就有1.0?1.8t赤泥產(chǎn)出，到2006年底全國(guó)氧化鋁產(chǎn)量約為1000力，t,年排出赤泥量接近2000萬(wàn)t。目前我國(guó)氧化鋁廠一般采用平地筑臺(tái)、河谷欄壩、凹地填充等方法堆存赤泥，不僅占用了犬量的土地，防護(hù)措施也不完善，而11赤泥為堿性物質(zhì)，雨水沖洗赤泥產(chǎn)生的污水對(duì)水質(zhì)及土壤均有污染，同時(shí)也是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。赤泥的化學(xué)成分與原鋁土礦的成分及氧化鋁的生產(chǎn)工藝冇關(guān)［1］,特別是隨著進(jìn)口鋁土礦的增加，釆用了拜爾法生產(chǎn)工藝，鐵含量普遍

2、在30%以上。在鐵礦石資源日益減少趨向枯竭及環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的情況下，為便于更好地從赤泥屮冋收鐵，僅就從赤泥屮回收鐵的工藝及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。美國(guó)礦務(wù)局曾研究了將赤泥、煤、石灰石及碳酸鈉混合、磨碎，然后在800?1000°C溫度下進(jìn)行述原燒結(jié)。燒結(jié)塊經(jīng)破碎后用水溶岀、過(guò)濾。濾渣用高強(qiáng)度磁選機(jī)分選，磁選部分在1480°C條件下進(jìn)行熔煉產(chǎn)生生鐵。利用此工藝經(jīng)小型試驗(yàn)、半工業(yè)試驗(yàn)，可制得含F(xiàn)e93%?94%、C4.0%?4.5%的生鐵，按磁性部分鐵含量計(jì)算，鐵回收率達(dá)到了95%。該工藝的主要問(wèn)題是耗能人，鐵的磁選效率低［2］。另有文獻(xiàn)介紹了從赤泥中低溫還原?磁

3、選回收鐵的工藝［3］,試驗(yàn)表明：用煤、碳、鋸木屑、干蔗渣作固相還原介質(zhì)，述原溫度可降低到350°C,述原后磁選也較好地冋收了鐵。Mishra,B.StaleyA等在前人研究的基礎(chǔ)上利用焦炭作還原劑對(duì)赤泥進(jìn)行了述原煉鐵研究［4?5］,結(jié)果表明：采用碳熱還原，鐵的金屬化率超過(guò)了94%,進(jìn)一步熔化口J煉得生鐵，同吋，TiO2在熔化爐渣中得到冇效富集,經(jīng)酸浸出后可從溶液中回收。早期徳國(guó)的格布爾?基里尼公司曾進(jìn)行了兩段熔煉法處理赤泥生產(chǎn)煉鋼生鐵的半工業(yè)化試驗(yàn)。第一段將赤泥與煤粉（或泥煤）、碎石灰石混合，送入長(zhǎng)100m的回轉(zhuǎn)窯屮在1000°C溫度下進(jìn)行述原燒結(jié)，使80

4、%以上的氧化鐵被還原成金屬鐵；第二段采用特殊結(jié)構(gòu)的用油作加熱介質(zhì)的豎式熔煉爐進(jìn)行熔煉，進(jìn)一步還原使還原效率達(dá)到95%以上。熔融體中的鐵和渣門(mén)行分離，殘?jiān)B續(xù)流出，在水屮?；Ｒ簯B(tài)鐵從爐中放出，經(jīng)適當(dāng)處理后，鑄成生鐵錠。日本曾將含鐵33%的赤泥與石灰石粉、焦粉燒結(jié)成塊，然后在高爐中熔煉。由于赤泥屮含鐵量較高，在高爐屮直接還原赤泥煉鐵是可行的。此外，日木還提出利用還原燒結(jié)處理赤泥，將氧化鐵轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，其余部分用于回收氧化鋁。首先將赤泥烘干至含水率30%后放在干燥器中進(jìn)行□然蒸發(fā)，然后放在流化床中進(jìn)行燒結(jié)。在流化床屮利用述原氣體述原赤泥，使氧化鐵變成磁化鐵；磁

5、性物質(zhì)經(jīng)磁選分離后，再濃縮制成高純冶金團(tuán)塊。研究發(fā)現(xiàn)，如果對(duì)試驗(yàn)條件嚴(yán)格控制,焙燒赤泥的述原反應(yīng)可一直進(jìn)行到使赤泥屮的赤鐵礦完全轉(zhuǎn)化為海綿鐵，而后進(jìn)行磁選分離；獲得海綿鐵制團(tuán)后，可以直接用于電爐煉鋼，這比使用磁鐵礦更為簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)。蘇聯(lián)巴夫洛達(dá)爾廠將燒結(jié)赤泥與磁鐵精礦按5:95?15:85的比例配礦r再添加一定量的石灰石混合成球、烘干，加入一定量焦炭在達(dá)蒙型高溫爐內(nèi)的石墨塩圳屮進(jìn)行冶煉，所用赤泥含F(xiàn)e2O322.8%左右，熔融得到的生鐵含F(xiàn)e90%?93%。冶金學(xué)家B.A.YTKOB認(rèn)為高爐精礦配入少量的高鐵赤泥雖然增加了物流量和岀渣量，也增加了焦炭消耗，降低

6、了熔煉效率，但是由于赤泥的配入使燒結(jié)礦粉料減少，燒結(jié)生產(chǎn)能力提高。雖然如此，由于鐵精礦屮配入赤泥量太少，即使技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，赤泥處理量也是非常有限的。前蘇聯(lián)還研究了將鋁土礦進(jìn)行磁化焙燒的試驗(yàn)。在鋁土礦中配入2%?3%的煤，在650?700°C的弱還原氣氛中焙燒，拜爾法溶出后利用磁性機(jī)分離出鐵礦物，磁性尾礦再返回用燒結(jié)法處理，半工業(yè)試驗(yàn)取得了良好效果。A.A.米沙耶夫等人采用天然氣作還原劑對(duì)基洛瓦巴徳氧化鋁廠的赤泥進(jìn)行了間接還原熔煉研究，赤泥含鐵42.04%。結(jié)果表明：可利用天然氣代替煤來(lái)述原赤泥屮的氧化鐵，而后在800?850°C下制得金屬鐵。此外還進(jìn)行了采

7、用水蒸汽作還原劑的試驗(yàn)。研究表明：改用水蒸汽作還原劑，可提高氧化鐵的還原率，進(jìn)而改善了還原物料的磁性過(guò)程，提高了金屈鐵的提純率。烏拉爾鋁廠和前蘇聯(lián)科學(xué)院烏拉爾分院合作研究了用高爐或電爐熔煉赤泥的大型試驗(yàn)。試驗(yàn)所用的是烏拉爾鋁廠存堆多年的赤泥，含鐵達(dá)31.0%。經(jīng)過(guò)制粒、脫硫、脫去附著水和結(jié)合水后，再加入5%?6%的焦炭作還原劑在電爐屮熔煉制得煉鋼生鐵。阿拉巴耶夫冶金聯(lián)合企業(yè)和斯維爾德洛夫冶金研究所采用串聯(lián)的2臺(tái)回轉(zhuǎn)帑對(duì)從烏拉爾氧化鋁廠赤泥屮回收鐵進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)。第1臺(tái)回轉(zhuǎn)窯的作用是烘干和還原，還原劑主要是焦煤和無(wú)煙煤；第2臺(tái)冋轉(zhuǎn)窯用于熔煉赤泥生產(chǎn)生鐵和自

8、碎渣。試驗(yàn)的主要特點(diǎn)是不需要制粒直接與石灰石和焦炭進(jìn)行熔煉。匈牙利