一.氧化铝赤泥分布情况 :
氧化铝赤泥是以铝土矿为原料,在生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物,每生产一吨氧化铝,大约产生赤泥0.8~1.5吨。我国是氧化铝生产大国,2009年生产氧化铝2378万吨,约占世界总产量的30%,产生的赤泥近3000万吨。目前我国赤泥综合利用率仅为4%,累积堆存量达到2亿吨。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低,赤泥的年产生量还将不断增加,预计到2015年,赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨。赤泥大量堆存,既占用土地,浪费资源,又易造成环境污染和安全隐患。
随着铝工业的不断发展,目前全世界每年产生约8000万吨赤泥。大量的赤泥未得到充分的利用和处理。赤泥堆放占用大量土地,造成土地碱化、地下水污染。综合利用赤泥是铝工业生产一项亟待解决的课题。
赤泥是在从铝土矿中提炼氧化铝的过程中形成的,主要成分为SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、TiO2、Na2O、K2O等,各组分含量又因铝土矿的产地和氧化铝的生产工艺不同而异。
我国氧化铝资源储量丰富,目前已探明的储量已超过23亿吨,远景储量可达40亿吨,居世界第四位。近几年来,随着铝工业的迅猛发展,每年我国的赤泥排放量已达500万t。开展赤泥的综合利用研究对充分利用我国铝土矿资源的优势,加快我国现代化建设进程,推动铝工业循环经济战略的实施,具有十分重大的意义。
二.氧化铝赤泥的特点:
赤泥是一种不溶性残渣,可分为烧结法、拜尔法和联合法赤泥,主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等。
采用拜尔法冶炼氧化铝,1t氧化铝的赤泥外排量平均为1~1.1t。
赤泥中含有可再生利用的氧化物和多种有用金属元素,成为其再生利用的基础,同时具有矿物含量较高、颗粒分散性好、比表面积大、在溶液中稳定性好等特点,在环境修复领域具有广阔的应用前景。对赤泥的综合处理,一是提取其中有用成分,回收有价金属;二是将赤泥作为矿物原料,整体利用。
我国氧化铝厂具有代表性的赤泥物理性质:颗粒直径0.088~0.25 mm,比重2.7~2.9g/cm3 ,容重0.8~1.0g/cm3,熔点1 200~1250℃。X射线衍射物相分析结果表明,赤泥中含有赤铁矿和针铁矿、一水硬铝石、水化石榴石、含水硅铝酸钠、钙铁矿、氢氧化钙、方解石等物相,其中赤铁矿和水化石榴石含量较高。山东铝厂赤泥区别于国外赤泥的特点赤泥是Al2O3、Fe2O3含量低,成分为CaO、SiO2 ,其X射线衍射物相分析显示,构成赤泥的主要矿物为硅酸钙、铝酸钙及碳酸钙,此外还伴存少量水合硅铝酸钠、水合氧化铁及铁铝酸四钙等矿物。
赤泥主要特点归纳为:
1.铁品位低,TFe一般在7.54%~39.7% 。
2.持水、析水特性。赤泥持水量在79.03%~93.20%。
3.收缩与膨胀性。赤泥虽然高孔隙、高含水,但干燥后不发生收缩。这说明高含水不是亲水矿物存在的结果。同时,也无膨胀性。
4.崩解性。试样加蒸馏水,几乎不发生变化。
5.液化势。新堆积的赤泥在振动下有发生液化的可能。
赤泥具有碱性强、比表面积大、各种组分互相包裹、嵌布等特征,使其综合利用难以借鉴其他领域一些成熟的工艺、技术和设备,在我国尚未形成高效利用和适于大规模推广的技术支撑体系。
三.氧化铝赤泥回收铁的传统工艺 :
1.赤泥中有价金属的回收:
Fe2O3是赤泥的主要化学成分,大量的赤泥物相表明,铁主要是赤铁矿和针铁矿,前者占到90%以上。同时各矿物多以Fe、Al、Si 矿物胶结体形式存在,晶粒微细,结晶极不完善。
目前Fe 的回收方法主要有还原焙烧法、冶金法、硫酸亚铁法和直接磁选法等,其中磁选法是回收Fe的重点方法。
近几年,又对赤泥还原炼铁工艺作了进一步的研究:赤泥中的铁采用碳热还原,铁的金属化率超过94%,进一步熔分可制得生铁。但此法要求赤泥中铁含量高。
据统计,国外赤泥的化学成分中, Fe2O3含量一般都在30%~52.6%,国内的一般在7.54%~39.7%,因含铁量低而不能直接利用。因此,绝大部分研究都是先将赤泥预焙烧、还原,使赤泥中的Fe2O3变Fe3O4,再冷却、粉碎、磁选,最后获得含铁63%~81%的铁精矿作为炼铁原料。
四.博联特公司对氧化铝赤泥提铁的技术:
1.富集铁、脱硫、脱碱金属:
由于我国氧化铝赤泥TFe一般在7.54%~39.7%,品位较低,但赤泥中S和K2O、Na2O含量很高,直接应用于炼铁,生产运行成本较高,而且会影响炉况顺行。
山东魏桥集团赤泥主要指标
经磁化焙烧、磨选后进行水选:
赤泥磁化焙烧,磨选后获得较高的铁矿粉和较高的回收率,但Na2O得含量几乎没有改变。
2.还原分离金属铁:
一)BLT-短流程直接还原金属化球团(DRI)+熔分法的 非高炉炼铁法(熔融还原法)
见主页《BLT-短流程直接还原DRI工艺》和《BLT-电煤熔分熔融还原工艺》的介绍。
二)BLT-短流程渣铁分离冶选联合工艺生产金属冷压球团(MBI)法
见主页《渣铁分离还原冶选工艺》介绍。
五.产品指标及产品图片:
1.赤泥还原分离砾铁和金属铁主要指标:
2.赤泥还原分离砾铁和金属铁产品图片:
氧化铝赤泥渣铁分离还原的砾铁产品
氧化铝赤泥渣铁分离还原的金属铁粉产品