基于碳热还原的拜耳法赤泥资源化利用研究

发布时间：2020-10-24 17:25

　　 赤泥是氧化铝工业排放的废弃物,每年有数千万吨排放,大量赤泥弃置堆积不仅占用了大量的土地,如果处理不当还会对环境造成污染。国内外针对赤泥的资源化综合利用进行了大量研究,但至今尚缺乏可大规模消纳赤泥的综合利用技术。论文根据拜耳法赤泥的成分和物相特征,开展了赤泥含碳球团还原焙烧过程及金属化球团熔分过程的实验研究,并进行熔分渣的改质设计及脱硫性能评价。在此基础上,提出了一种赤泥资源化利用新工艺。研究工作可为赤泥在钢铁工业中的资源化利用提供理论指导。在本实验条件下,得到如下主要结论:(1)赤泥含碳球团经还原焙烧后金属化率可达83.5%以上,且金属化率随还原温度的升高显著增大,1200℃下还原12min后金属化率可达91.3%,还原效果良好。(2)向赤泥金属化球团中添加24.9%～57.6%的CaO及9.4%～42.4%的A1203进行改质,在1450℃下进行终还原和熔分,可实现渣铁的有效分离,金属铁收得率可达到92%以上,所得铁水质量符合炼钢要求;熔分渣中w(T.Fe)可降至0.5%以下,利用调质设计后的熔分渣进行钢液脱硫实验,脱硫率可达76.6%。(3)利用新工艺处理拜耳法赤泥,可实现赤泥资源的综合回收利用,得到生铁和精炼脱硫渣两种产品。
【学位单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：X758
【部分图文】：

２．１氧化铝生产发展概述??国际铝业协会（ＩＡＩ）数据显示，２０１５年全球氧化铝产量为１１５２４．７万吨，中国氧??化铝产量为５８９７．９万吨，占世界氧化铝产量的一半以上。图２．１所示为２００６？２０１５年我??国氧化铝产量统计数据，氧化铝产量的平均增速为１７．１％。２０１５年氧化铝产量排在全球??前十位的厂商为：中错（Ｃｈａｌｅｏ）、美错（Ａｌｃｏａ）、力拓集团（ＲｉｏＴｉｎｔｏ）、俄错（Ａｕｇｈｉｎｉｓｈ??Ａｌｕｍｉｎａ）、澳大利亚氧化错公司（Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ?Ａｌｕｍｉｎａ?Ｌｔｄ）、山东信发错电集团（ＸｉｎＦａ??Ｇｒｏｕｐ）、山东魏桥错电集团（Ｗｅｉｑｉａｏ?Ｇｒｏｕｐ）、必和必拓（ＢＨＰＢｉｌｌｉｔｏ）、海德鲁锅业公??司（Ｈｙｄｒｏ）、杭州锦江集团（Ｊｉｎｊｉａｎｇ?Ｇｒｏｕｐ）。??６０００?－????．?圓??ｆ?國１??ｒ：?＾ｉｐｌ??ｉ３０００?■?＿＿＿＿＿＿??．ｏｏｏＬｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ??２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??Ｔｉｍｅ，Ｙｅａｒ??图２．１２００６￣２０１５年我国氧化铝产量变化??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎａ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?２００６?ｔｏ?２０１５??目前氧化铝的生产方法可以分为：酸法、碱法、酸碱联合法和电热法。目前在工业??上得到广泛应用的是碱法［５］，根据铝土矿类型和铝土矿中的铝硅比的不同，可将碱法氧??化铝的生产工艺分为：拜耳法、烧结法、联合法［６＿８］。数据统计

２．１氧化铝生产发展概述??国际铝业协会（ＩＡＩ）数据显示，２０１５年全球氧化铝产量为１１５２４．７万吨，中国氧??化铝产量为５８９７．９万吨，占世界氧化铝产量的一半以上。图２．１所示为２００６？２０１５年我??国氧化铝产量统计数据，氧化铝产量的平均增速为１７．１％。２０１５年氧化铝产量排在全球??前十位的厂商为：中错（Ｃｈａｌｅｏ）、美错（Ａｌｃｏａ）、力拓集团（ＲｉｏＴｉｎｔｏ）、俄错（Ａｕｇｈｉｎｉｓｈ??Ａｌｕｍｉｎａ）、澳大利亚氧化错公司（Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ?Ａｌｕｍｉｎａ?Ｌｔｄ）、山东信发错电集团（ＸｉｎＦａ??Ｇｒｏｕｐ）、山东魏桥错电集团（Ｗｅｉｑｉａｏ?Ｇｒｏｕｐ）、必和必拓（ＢＨＰＢｉｌｌｉｔｏ）、海德鲁锅业公??司（Ｈｙｄｒｏ）、杭州锦江集团（Ｊｉｎｊｉａｎｇ?Ｇｒｏｕｐ）。??６０００?－????．?圓??ｆ?國１??ｒ：?＾ｉｐｌ??ｉ３０００?■?＿＿＿＿＿＿??．ｏｏｏＬｉｉｉｉｉｉｉｉｉｉ??２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??Ｔｉｍｅ，Ｙｅａｒ??图２．１２００６￣２０１５年我国氧化铝产量变化??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎａ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｒｏｍ?２００６?ｔｏ?２０１５??目前氧化铝的生产方法可以分为：酸法、碱法、酸碱联合法和电热法。目前在工业??上得到广泛应用的是碱法［５］，根据铝土矿类型和铝土矿中的铝硅比的不同，可将碱法氧??化铝的生产工艺分为：拜耳法、烧结法、联合法［６＿８］。数据统计

图３．２赤泥的ＸＲＤ图谱分析??Ｆｉｇ．?３．２?ＸＲＤ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｒｅｄ?ｍｕｄ??图３．２?ＸＲＤ分析结果表明，赤泥中铁以针铁矿和铁铝复合氧化物的形式赋存，铝主??要赋存于铁铝复合氧化物中，赤泥中还具有一定量的石英，此外还有大量结晶程度较差??的非晶质矿物。??还原剂的好坏直接影响还原效果和球团的金属化率，通常还原所用的还原剂的性能??必须满足以下条件［７Ｇ］：来源广泛、价格便宜，能满足大规模生产需要；热值大，污染少。??兰炭来源广泛，是价格低廉的碳素原料，目前市场上售价为５００元／吨，煤粉为６８０??元／吨，无烟煤为８００元／吨，石墨粉为３６００元／吨，活性炭为５８００元／吨；上述几种碳素??原料热值相差很小；兰炭的特性可以简单归纳为“三高四低”，“三高”是指其固定碳??含量、比电阻和化学活性较高，“四低”是指其灰分、硫、磷和铝含量较低；因此本实??验选用神木地区兰炭作还原剂
【参考文献】

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本文编号：2854763