回转窑深度还原磁选处理赤泥工艺
回转窑直接还原法
回转窑直接还原法(direct reduction process with rotary kiln)以连续转动的回转窑作反应器，以固体碳作还原剂，通过固相还原反应把铁矿石炼成铁的直接还原炼铁方法。
回转窑直接还原是在950～1100℃进行的固相碳还原反应，窑内料层薄，有相当大的自由空间，气流能不受阻碍的自由逸出，窑尾温度较高，有利于含铁多元共生矿实现选择性还原和气化温度低的元素和氧化物以气态排出，然后加以回收，实现资源综合利用。
由于还原温度较低，矿石中的脉石都保留在产品里，未能充分渗碳。
由于还原失氧形成大量微气孔，产品的微观类似海绵，故也称海绵铁。
高炉炼铁法有久远历史，已发展成高效、节能的冶金方法，是生产铁的基本方法，但它有一定局限性。
随着人类对钢铁需求的增长和技术进步，早在18世纪又提出开发直接还原技术的想法，直到20世纪初才出现了工业化生产。
20世纪60年代后，由于石油和天然气的大量开发，为钢铁工业提供了丰富和廉价的新能源；选矿技术进步，为直接还原生产提供了优质精矿原料；电力工业开发，电炉技术和能力的迅速发展，导致优质废钢供应紧张；而高新技术发展需要大量优质钢和纯净钢，这又需要纯净的优质炼钢炉料。
总之，诸方面均为直接还原的开发开创了有利条件。
70年代起，直接还原技术，工业规模，实际产量都取得重大进步和稳步发展。
1975年世界直接还原炼铁的生产能力为436万t，实际产量为281万t，占生铁产量的0.6％，到1995年分别跃增到4460万t，3075万t和5.7％。
至今气基直接还原炼铁法的生产能力和实际产量都占主导地位，约占总生产能力和总产量的90％，其中以米德莱克斯Midrex法和希尔(HYL)法占绝对优势。
煤基直接还原法仅占10％左右，其中主要为回转窑直接还原法。
回转窑直接还原法开发于50～60年代。
60年代末发展较快，世界各地建设了一批工业生产窑，但由于工艺不够成熟，技术和装备上遇到一系列困难。
铝业污染赤泥处理
赤泥综合利用中国是世界上最大的氧化铝生产国，赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物。
目前世界上大量的赤泥是采用海洋排放与陆地堆存的方法来进行处置的，因赤泥碱度高、产生量大，传统的处理方式将会对周边的水体、大气、土壤造成严重污染，而且堆场需要大量的金钱和大面积的农田。
下文介绍了一些在处理和利用赤泥方向卓有成效的研究，如制备建材，应用在环保材料和有价金属的提取等。
另外，随着自然资源的不断耗尽，从赤泥中回收有价元素有着良好的研究前景。
（1）利用赤泥作新型墙材山东铝业公司研究院和中国长城铝业公司研究所分别研究成功以赤泥和粉煤灰为原料生产免蒸免烧砖工艺。
烧结法赤泥具有水硬特性，其中含有制砖的有效成分二氧化硅和氧化钙等，成分总量占70%，粉煤灰中制砖有效成分占约80%，是生产免蒸免烧砖的理想成分。
把烧结法赤泥和热电厂粉煤灰混合，加入添加剂，进行轮碾、压制和养护，可制出符合国标的免蒸免烧砖。
这种空心砖质轻、保温、强度高，符合国家建材改革的方向。
（焦占忠，邢国，王华民.利用工业废渣赤泥和粉煤灰研制免蒸免烧砖.轻金属，1996，(6):16~19杨家宽等. 铝业赤泥免烧砖中试生产及产业化. 环境工程，2006（4）：52~55王梅, 杨家宽等. 赤泥粉煤灰免烧免蒸砖的原料与制备. 矿产综合利用，2005（4）：30～34）（2）利用赤泥作充填料山东铝业公司与长沙矿山研究院合作研究出了以赤泥、粉煤灰和石灰混合制得用于矿山开采的充填料，并在湖田铝矿进行了工业化试验。
充填工艺采用主副管道同时输送填充料，主管道输送拌和均匀的赤泥、粉煤灰浆体，副管道输送石灰浆。
压气助吹使两种物料充分混合，喷向工作面。
充填料喷出后，稠度大，无水脱出，半小时后初凝。
充填体强度完全满足采矿要求。
（杨明安.湖田铝矿赤泥充填料研究.轻金属，1995，(9):1~5）（3）利用赤泥作铺路材料将赤泥滤饼制粒并放入回转窑中烘干烧结，由此制成的粒料比重大、强度高、化学稳定性好，用来铺设公路，完全符合沥青路面表层、中层和底层的要求。
高磷鲕状赤铁矿还原焙烧—磁选新工艺及机理研究
高磷鲕状赤铁矿还原焙烧—磁选新工艺及机理研究一、高磷鲕状赤铁矿的“烦恼”与挑战大家好，今天咱们来聊聊一个让许多矿产工人和科研人员头疼的话题——高磷鲕状赤铁矿。
说到这个名字，可能很多朋友会觉得陌生，其实它就是一种富含磷的铁矿石。
别看它名字这么高大上，实际它的“脾气”可不小，处理起来真是让人头大。
这个高磷的家伙在传统的铁矿冶炼过程中可不讨喜，磷元素一旦留在铁矿石里，不仅让最终的铁品质量大打折扣，还会让钢铁的脆性大增，严重影响使用效果。
所以呢，这种矿石处理起来，简直比做饭还麻烦。
可怎么办呢？只好采用一些新工艺来搞定它了。
二、还原焙烧—磁选的新招数说到解决这个问题，咱们可不能光看热闹，不动脑子。
近几年，有一种叫做“还原焙烧—磁选”的新工艺开始被用来对付这种顽固的矿石，效果怎么样呢？真是挺让人刮目相看的。
这可不是单纯的“搞个焙烧”那么简单，整个过程就像做一道复杂的菜肴，需要精确的火候和材料。
咱们得把矿石加热到一定温度，这个温度得精准，不高不低。
要是温度没掌握好，矿石要么变成一团废物，要么就是磷还没被“摆脱”，还是没办法解决问题。
然后呢，这时候咱们就需要加入一些还原剂，常见的有煤粉或是其他含碳的物质。
这样一来，在高温下，磷元素就会被“解救”出来，形成一种新的化学形态，这样才能通过后续的磁选，把磷和铁分开。
磁选呢，大家也许听说过，就是用磁铁来“吸引”那些含铁的矿物，简单说就是铁磁性矿物被吸走，而非铁矿物就会被“抛弃”。
你看，整个过程好比大海捞针，既考验火候，也考验细致的操作，最后成功分离的矿石，就能大大提高铁的质量，磷呢，也基本被清理掉了。
至于工艺的好处，不说也能想象，至少不再担心磷带来的那些麻烦了。
三、还原焙烧—磁选的工作原理与前景大家可能会想，这么好的新工艺，为什么之前没有想到？其实啊，传统的处理方法不仅麻烦，而且成本高，效率也不咋地。
反倒是这个还原焙烧—磁选工艺，不仅能有效降低磷含量，还能让处理成本大大减少。
拜耳法赤泥中铁的强磁选预富集—深度还原—弱磁选试验
拜耳法赤泥中铁的强磁选预富集—深度还原—弱磁选试验王健月;崔卫华;张以河;倪文;刘轩【摘要】拜耳法生产Al2O3过程中产生的赤泥中含有大量的难回收铁矿物,有效地回收这些铁矿物既是对资源的高效利用,又有利于减少污染物排放.采用强磁选预富集—深度还原—弱磁选工艺对铁品位为39.42％的山东某拜尔法赤泥进行了选铁试验.结果表明:在磨矿细度为-0.074 mm占80.75％,强磁选背景磁感应场强为1.2T 情况下,可获得铁品位为52.89％、铁回收率为59.85％的强磁选预富集精矿;强磁选预富集精矿在烟煤用量为24.27％(烟煤与强磁选预富集精矿的质量比),深度还原温度为1 300℃、时间为45 min,还原焙烧产物磨矿细度为-0.074 mm占38％,弱磁选磁场强度为72.03 kA/m情况下,可得到铁品位为91.25％,铁作业回收率为96.90％、对赤泥回收率为57.99％的金属铁粉,较好地实现了赤泥中铁矿物的回收.试验确定的工艺简单、稳定、可靠,有较高的工业应用价值.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】5页(P64-68)【关键词】拜耳法赤泥;强磁选预富集;深度还原;弱磁选;金属铁粉【作者】王健月;崔卫华;张以河;倪文;刘轩【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京100083;中国地质大学(北京)材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD924.1;TD925.7赤泥是氧化铝生产过程中排出的工业固体废弃物，具有强碱性[1]。
赤泥的综合利用
赤泥的综合利用摘要：主要阐述了赤泥的化学成分、组成及其特性，以及赤泥的多种利用途径。
关键词：氧化铝废料赤泥综合利用Utilization of Red MudAbstract: Mainly introduces the chemical composition, composition and characteristics of red mud, and its various utilizationways.Key words: Al2O3 waste red mud utilization1、前言赤泥是铝土矿制取氧化铝后所剩余的红褐色、粉泥状强碱性固体废料，是氧化铝生产过程中必不可少的副产物。
一般每生产1 t氧化铝，可产出赤泥1．0～1．8 t。
随着铝工业的发展，目前，全世界每年产生的赤泥约5000万t。
2000年，我国赤泥排放量大约为400万t，排出的赤泥主要采取露天筑坝堆存处理。
由于缺乏既经济又可行的技术，赤泥的综合利用率一直处于较低水平，仅为4%左右，远低于中国工业固体废物65%的平均利用水平。
目前，中国赤泥累计堆存量约2×108 t，预计到2015 年将达3.5×108 t，由于大量的赤泥未得到充分利用，长期占用大量土地，造成土地碱化，地下水受到污染，同时又极易造成“二次扬尘”污染环境，危害人们的健康。
因此，必须加快赤泥的综合利用研究。
2、赤泥的化学成分及物理性质2.1、化学成分赤泥因含有较多氧化铁，其外观颜色与赤色泥土相似，因而得名。
赤泥的主要矿物成分为：硅酸二钙53％，方钠石11％，水化石10％，赤铁矿7．5％，钙钛矿石1l％，镁蔷薇辉石5％。
赤泥的化学成分取决于铝土矿的成分、生产氧化铝的方法和生产过程中添加剂的物质成分，以及新生成的化合物的成分等，通常赤泥的主要成分为AI2O3， SiO2，CaO，Na20等。
2.2、物理性质2.2.1、赤泥的物理性质指标。
拜耳法赤泥直接还原-磁选试验
关键词 拜耳 法赤 泥 直接还 原 磁选 粉 末铁
Ｔｅ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｒｅ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ－ －Ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ Ｓｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ａ Ｂａ ｙｅ ｒ Ｒｅ ｄ Ｍ ｕｄ
ห้องสมุดไป่ตู้
ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｏ ￣ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ：ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ １ ２ ０ ０ ℃ ，ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｆ
ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ，ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ，ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｄｏ ｓ ａ ｇ ｅ，ＣＣＯ ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ，ＮＣＣ
ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｄ ｅ ｒ ｏ ｆ ｉ ｔ ｓ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｙ ｒ ｗ ｅ ｒ ｅ ｅ ｘ ａ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｕ ｍ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｗａ ｓ
拜 耳法 赤泥 是用 拜耳 法生 产氧 化铝 过程 中铝 土 矿 经强 碱 浸 出时所 产 生 的残 渣 ， 拜 尔法 产 出 的赤 泥 铁 含量 较 高 ¨ 。拜 耳 法 赤 泥 中不 存 在 ２ Ｃ ａ Ｏ・ Ｓ ｉ Ｏ 等活 性 成 分 ， 耐腐 蚀 性差 ， 很 难 直 接 用 于 建 材 行 业 。采用 煤基 直 接 还 原一 磁选 分 离 处 理 赤 泥 ， 生
回转窑直接还原法
回转窑直接还原法(direct reduction process with rotary kiln)以连续转动的回转窑作反应器，以固体碳作还原剂，通过固相还原反应把铁矿石炼成铁的直接还原炼铁方法。
回转窑直接还原是在950〜1100C进行的固相碳还原反应，窑内料层薄，有相当大的自由空间，气流能不受阻碍的自由逸出，窑尾温度较高，有利于含铁多元共生矿实现选择性还原和气化温度低的元素和氧化物以气态排出，然后加以回收，实现资源综合利用。
由于还原温度较低，矿石中的脉石都保留在产品里，未能充分渗碳。
由于还原失氧形成大量微气孔，产品的微观类似海绵，故也称海绵铁。
高炉炼铁法有久远历史，已发展成高效、节能的冶金方法，是生产铁的基本方法，但它有一定局限性。
随着人类对钢铁需求的增长和技术进步，早在18世纪又提出开发直接还原技术的想法，直到20世纪初才出现了工业化生产。
20世纪60年代后，由于石油和天然气的大量开发，为钢铁工业提供了丰富和廉价的新能源；选矿技术进步，为直接还原生产提供了优质精矿原料；电力工业开发，电炉技术和能力的迅速发展，导致优质废钢供应紧张；而高新技术发展需要大量优质钢和纯净钢，这又需要纯净的优质炼钢炉料。
总之，诸方面均为直接还原的开发开创了有利条件。
70年代起，直接还原技术，工业规模，实际产量都取得重大进步和稳步发展。
1975年世界直接还原炼铁的生产能力为436万t，实际产量为281万t，占生铁产量的0.6 %, 到1995年分别跃增到4460万t ，3075万t 和5.7％。
至今气基直接还原炼铁法的生产能力和实际产量都占主导地位，约占总生产能力和总产量的90%，其中以米德莱克斯Midrex法和希尔（HYL）法占绝对优势。
煤基直接还原法仅占10%左右，其中主要为回转窑直接还原法。
回转窑直接还原法开发于50〜60年代。
60年代末发展较快，世界各地建设了一批工业生产窑，但由于工艺不够成熟，技术和装备上遇到一系列困难。
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淄博盈源赤泥项目
金属化深度还原——弱选磁分工艺
唐时拓
淄博盈源工业废渣综合利用有限公司
赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废渣。
它的基本物理性质是：粒度
D50-50微米，比重2.8-2.8，熔点1200-1250；化学成分如下表。
生产一吨氧化铝大约需要排出2.0吨左右的赤泥，烧结法赤泥钙含量高，本可以在建筑材料中掺加。
但由于国家对钠含量的限制，水泥掺加量也受到一定限制。
而拜耳法赤泥由于细度小、脱水难度大，铁和碱含量高，现在一直也没有很好的利用。
2013年全国氧化铝产量4400万吨，主要分布在河南（1210万吨）、山东（1180万吨）、山西（780万吨），赤泥排出量在9000万吨左右。
其中山东铝业公司赤泥排出量约600万吨。
淄博盈源工业废渣综合利用有限公司正是以山东铝业的赤泥为原料，提出赤泥直接还原铁项目,并进行了磁化焙烧和深度还原实验（金属化深度还原——弱选磁分工艺）。
常规拜耳赤泥成分：
马来拜耳法赤泥
1.赤泥在回转窑深度还原的工艺流程。
工艺过程：将生产氧化铝的尾矿（赤泥）、还原剂、添加剂按照一定比例配制均匀后送入回转窑，物料在回转窑内不断翻滚，在重力作用下向前移动，与窑内高温气流通过热交换，水分蒸发、物料继续前移，温度逐渐升高。
生料中过量的C与氧气发生反应，形成还原性气氛，在还原性气氛作用下，氧化铁等金属氧化物逐渐被还原成单质。
当温度达到1150时，还原出的铁颗粒开始聚合并逐渐增大。
物料在加热过程中钠被氧化，随气流进入余热锅炉或收尘系统，通过沉降、电极等进行钠的收集。
还原后的物料通过球磨机进行磨细，然后经过磁选工艺后进行渣铁分离。
流程图如下：
二、工艺条件的确立及实验
2.配料：由于赤泥的水分较大，粒度小，粘性大，能否和还原剂、添加剂充分混合是配料过程的关键，如果选用预烘干方式效果是最好的，但成本较高。
我公司现有的配料方式是通过用装载机将物料按一定比例打堆，然后采用断面取料的方式进行配制。
但这种方式配制的物料不均匀，在回转窑内进行磁化焙烧效果还可以，在进行深度还原时效果不理想。
下一步的改进思路是用混料机进行配料，即将一定量的赤泥送入混料机内先进行打散，然后在根据赤泥量配入一定比例的还原剂、添加剂。
赤泥经过打散后在进行配制，混合效果会更好。
常规赤泥配置好的物料成分：
SiO
2Fe
2
O
3
Al
2
O
3
CaO NaO H
2
O
9.16 42.31 14.2 2.8 13.2 5.78
2、还原：赤泥属于高铁、高铝复合伴生矿，硅、钛含量也较高，合适的还原时间和还原温
度决定了赤泥的还原效果，同时还原效果也影响着选分效果。
我们分别用几种不同配碳比的物料进行了不同时间和不同温度的还原。
主要反应：
2C+O2=2CO
3Fe2O3+ CO= 2Fe3O4+ CO2
Fe3O4+ 4CO=3 Fe+ 4CO2
CaO+ SiO2= CaO·SiO2
Na2O+ CO2= Na2CO3
实验结果
分析结果：
编号SiO
2Al
2
O
3
CaO C S TiO
2
TFe FeO
1 9.48 13.47 1.6 0.17 0.29
2 3.44 43.3
3 8.0
2 11.48 12.98 1.55 2.48 0.252 3.271 39.94 12.0
3 11.71 13.19 4.8 0.4
4 0.131 3.18 40.14 9.0
窑内还原图片窑内温度偏高图片
还原后物料图片
3、磁选
弱磁场磁选（一）
原样粉磨后过200目筛处理，选择磁场强度500（Oe）高斯的磁选机，进行定磁场磁选，将磁选出的样烘干进行全铁分析，见表1。
表 1 定磁场磁选
序号试样量磁选次数选出干重选出率% TFe
原样1＃－－－－39.10
原样2＃－－－－40.14 1＃1000 1 630.6 630.6 47.61 2＃1000 1 630.1 630.1 48.17
弱磁场磁选（二）
原样粉磨后过120目筛处理，选择磁场强度1600（Oe）高斯的磁选机，进行定磁场磁选，将磁选出的样烘干进行全铁分析，见表2。
表 2 定磁场磁选
序号试样量磁选次数选出干重选出率% TFe
原样1＃－－－－39.10
原样2＃－－－－40.14
铁铝钛分离情况
三、实验结论
通过试验，主要得出以下几点结论：
（1）利用回转窑烧结还原拜耳法赤泥中的氧化铁是可行的。
（2）拜耳法赤泥水分较大，配制均匀的物料是还原工作的基础。
（3）还原时间、还原气氛的控制是深度还原程度的关键。
（4）赤泥在烧结过程中，窑壁结圈问题仍然存在。
（5）对于赤泥还原后铁铝钛完全分离是我们今后的研究重点。
四．目前遇到的困难
上述实验在实验条件上并没有完全达到我们实验的要求，因此结果只作为参考。
我们目前在工艺上主要遇到的困难和疑惑如下：
3.配料环节。
赤泥水分大粘度大，配料存在不均匀，上料难的问题。
如果用烘干则投资太大，能否有更经济合理的配料方法？
4.深度还原从资料上有3-15个小时不等的还原时间，接合我们自身的回转窑条件（5*125米），以及赤泥中铁、钛、铝粒度细且互相嵌布，我们仍未摸索出有经济性的还原时间。
5.在做深度还原时水萃冷却和冷却筒冷却对产品品质的影响。
6.目前市场上对低于88%品味的还原铁接受程度如何。