專利名稱：赤坭熔煉回收鐵合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶煉方法，尤其是一種從赤坭中通過熔煉回收鐵合金的方法。
背景技術(shù)：
赤坭，亦稱紅泥，泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn) 1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0 2.0噸赤泥。中國作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬噸。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，由于赤坭中含有大量強(qiáng)堿性物質(zhì)，采用填埋處理方式對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。 全世界每年產(chǎn)生的赤泥約7000萬噸，我國每年產(chǎn)生的赤泥為3000萬噸以上。大量的赤泥的產(chǎn)生已經(jīng)對人類的生產(chǎn)、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產(chǎn)量和危害，實(shí)現(xiàn)多渠道、大數(shù)量的資源化已迫在眉睫。赤坭中一般含大量的鐵以及鈦等多種金屬微量元素，因此仍然具有較大的可利用價值及經(jīng)濟(jì)價值。為了從赤坭中回收上述金屬元素，可以通過物理分選、冶金、化學(xué)等方法進(jìn)行回收。物理分選首先需要對赤坭進(jìn)行磁性處理，然后再采用磁性選礦機(jī)將赤坭中的鐵質(zhì)物質(zhì)分離出來，工藝復(fù)雜，實(shí)用性差?，F(xiàn)有的冶金方法一般需要造渣，然后再將爐渣通過排渣口進(jìn)行拔渣處理，該法無法適用于赤坭的冶煉，是因?yàn)槌噗柙现幸呀?jīng)含有大量的渣料且呈粉末狀，在投料過程中赤坭的原料和爐渣會浮于熔體表面，從而造成膨料形成鼓包，因此無法進(jìn)行生產(chǎn)。采用化學(xué)的方法是加入酸液，與赤坭中的金屬氧化物反應(yīng)形成金屬溶液，該方法工藝方法復(fù)雜，由于赤坭中含有大量的其他礦物，因此也會浪費(fèi)大量的反應(yīng)液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種赤坭熔煉回收鐵合金的方法，以解決赤坭采用熔煉方法所導(dǎo)致的膨料問題，簡化工藝。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的 赤坭連續(xù)熔煉回收鐵合金的方法，包括以下工藝步驟
A.將赤坭與還原劑、造渣劑、粘合劑充分混合后制成球形爐料；
B.將球形爐料連續(xù)投加到料筒體中形成料柱，并連續(xù)向工頻感應(yīng)爐投料；
C.工頻感應(yīng)爐對爐料進(jìn)行加熱形成熔體，并在感應(yīng)爐內(nèi)形成還原氣氛；
D.爐料中的氧化態(tài)鐵被還原成金屬熔體；氧化態(tài)鋁仍以其氧化態(tài)形式與造渣劑形成熔渣；
E.工頻感應(yīng)爐對爐內(nèi)熔體產(chǎn)生電磁攪拌作用，使熔體與熔渣均勻混合，從一個澆注口連續(xù)澆注到前床；
F.被還原的金屬鐵熔體與熔渣在前床內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離；
G.金屬熔體冷卻后得到鐵合金錠和氧化鋁富集礦渣。其中，熔煉回收的貼合中的鐵元素按重量百分比大于80%，鋁元素按重量百分比小于1%。
其中，所述工頻感應(yīng)爐為正壓還原爐，爐的進(jìn)料口設(shè)有三段式進(jìn)料裝置，爐內(nèi)還設(shè)有用于回收一氧化碳?xì)怏w收集口，爐的澆注口設(shè)置低于熔體的液面。本發(fā)明的有益效果是采用工頻感應(yīng)爐對赤坭進(jìn)行熔煉，在熔煉過程中工頻感應(yīng)爐會在熔體中產(chǎn)生電磁場，從而使得熔體自身產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌，整個熔煉不需要在爐內(nèi)造渣，而是將赤坭中的金屬熔體及爐渣進(jìn)行充分的混合，一方面能夠促進(jìn)金屬氧化物的還原反應(yīng)能夠充分的進(jìn)行，另一方面能夠避免爐渣浮于熔體上方所導(dǎo)致的膨料問題，當(dāng)還原反應(yīng)充分完成后再將熔體澆注到前床進(jìn)行保溫，爐渣較輕上浮而金屬熔體下沉，從而實(shí)現(xiàn)兩者的分離。回收所獲的的金屬合金為含鋁量較低的鐵質(zhì)合金，可以直接作為鋼鐵冶煉的直接原材料，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。而且本工藝簡單能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)投料生產(chǎn)，生產(chǎn)效率很高且回收成本很低，能夠有效的解決現(xiàn)有赤坭的回收再利用的問題。
具體實(shí)施例方式赤坭連續(xù)熔煉回收鐵合金的方法，包括以下工藝步驟
A.將赤坭與還原劑、造渣劑、粘合劑充分混合后制成球形爐料；
B.將球形爐料連續(xù)投加到料筒體中形成料柱，并連續(xù)向工頻感應(yīng)爐投料；
C.工頻感應(yīng)爐對爐料進(jìn)行加熱形成熔體，并在感應(yīng)爐內(nèi)形成還原氣氛；
D.爐料中的氧化態(tài)鐵被還原成金屬熔體；氧化態(tài)鋁仍以其氧化態(tài)形式與造渣劑形成熔渣；
E.工頻感應(yīng)爐對爐內(nèi)熔體產(chǎn)生電磁攪拌作用，使熔體與熔渣均勻混合，從一個澆注口連續(xù)澆注到前床；
F.被還原的金屬鐵熔體與熔渣在前床內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離；
G.金屬熔體冷卻后得到鐵合金錠和氧化鋁富集礦渣。采用工頻感應(yīng)爐對赤坭進(jìn)行熔煉，在熔煉過程中工頻感應(yīng)爐會在熔體中產(chǎn)生電磁場，從而使得熔體自身產(chǎn)生強(qiáng)烈的攪拌，整個熔煉不需要在爐內(nèi)造渣，而是將赤坭中的金屬熔體及爐渣進(jìn)行充分的混合，一方面能夠促進(jìn)氧化態(tài)鐵的還原反應(yīng)能夠充分的進(jìn)行，另一方面能夠避免爐渣浮于熔體上方所導(dǎo)致的膨料問題，當(dāng)還原反應(yīng)充分完成后再將熔體澆注到前床進(jìn)行保溫，爐渣較輕上浮而金屬熔體下沉，從而實(shí)現(xiàn)兩者的分離?；厥账@的的金屬合金為含鋁量較低的鐵質(zhì)合金，可以直接作為鋼鐵冶煉的直接原材料，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。而且本工藝簡單能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)投料生產(chǎn)，生產(chǎn)效率很高且回收成本很低，能夠有效的解決現(xiàn)有赤坭的回收再利用的問題。采用上述工藝熔煉回收的金屬合金中的鐵元素按重量百分比大于80%，鋁元素按重量百分比小于1%。這是由于在赤坭中鋁元素主要是以氧化鋁形式存在，在熔煉過程中不可能被還原，因此鋁元素只會富集在爐渣中，而在合金中含量很少，也就是本熔煉工藝能夠?qū)崿F(xiàn)鋁鐵元素的分離，所獲得的是一種鐵合金，除鐵元素外，還有一些微量元素如鈦、鉛、 銅、鎳、銀、鎂、硅等元素，該合金是很適合煉鋼的原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。為確保金屬熔體的還原反應(yīng)能夠充分進(jìn)行，工頻感應(yīng)爐采用正壓還原爐，爐的進(jìn)料口設(shè)有三段式進(jìn)料裝置，能夠有效的防止空氣中的氧氣進(jìn)入到爐內(nèi)。由于原料中加入了過量的還原劑，一般是焦炭，因此爐內(nèi)充滿了大量的一氧化碳，以保證爐內(nèi)的還原氣氛，過量的一氧化碳需要排出，因此爐內(nèi)還設(shè)有用于回收一氧化碳?xì)怏w收集口，收集的一氧化碳可以作為燃?xì)馐褂?。爐的澆注口設(shè)置低于熔體的液面，反應(yīng)后的熔體會連續(xù)的由澆注口流出從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的澆注生產(chǎn)，也能防止空氣進(jìn)入到爐內(nèi)。
權(quán)利要求
1.赤坭連續(xù)熔煉回收鐵合金的方法，包括以下工藝步驟A.將赤坭與還原劑、造渣劑、粘合劑充分混合后制成球形爐料；B.將球形爐料連續(xù)投加到料筒體中形成料柱，并連續(xù)向工頻感應(yīng)爐投料；C.工頻感應(yīng)爐對爐料進(jìn)行加熱形成熔體，并在感應(yīng)爐內(nèi)形成還原氣氛；D.爐料中的氧化態(tài)鐵被還原成金屬熔體；氧化態(tài)鋁仍以其氧化態(tài)形式與造渣劑形成熔渣；E.工頻感應(yīng)爐對爐內(nèi)熔體產(chǎn)生電磁攪拌作用，使熔體與熔渣均勻混合，從一個澆注口連續(xù)澆注到前床；F.被還原的金屬鐵熔體與熔渣在前床內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離；G.金屬熔體冷卻后得到鐵合金錠和氧化鋁富集礦渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤坭連續(xù)熔煉回收鐵合金的方法，其特征在于熔煉回收的鐵合金中的鐵元素按重量百分比大于80%，鋁元素按重量百分比小于1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤坭連續(xù)熔煉回收鐵合金的方法，其特征在于所述工頻感應(yīng)爐為正壓還原爐，爐的進(jìn)料口設(shè)有三段式進(jìn)料裝置，爐內(nèi)還設(shè)有用于回收一氧化碳?xì)怏w收集口，爐的澆注口設(shè)置低于熔體的液面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種赤坭連續(xù)熔煉回收鐵合金的方法，包括以下工藝步驟首先將赤坭與還原劑、造渣劑、粘合劑充分混合后制成球形爐料；接著將球形爐料連續(xù)投加到料筒體中形成料柱，并連續(xù)向工頻感應(yīng)爐投料；再接著工頻感應(yīng)爐對爐料進(jìn)行加熱形成熔體，并在感應(yīng)爐內(nèi)形成還原氣氛；再接著爐料中的氧化態(tài)鐵被還原成金屬熔體；氧化態(tài)鋁仍以其氧化態(tài)形式與造渣劑形成熔渣；再接著工頻感應(yīng)爐對爐內(nèi)熔體產(chǎn)生電磁攪拌作用，使熔體與熔渣均勻混合，從一個澆注口連續(xù)澆注到前床；再接著被還原的金屬鐵熔體與熔渣在前床內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離；最后金屬熔體冷卻后得到鐵合金錠和氧化鋁富集礦渣。以此解決赤坭采用熔煉方法所導(dǎo)致的膨料問題，簡化工藝。
文檔編號C22C1/02GK102492850SQ20111041568
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者顏煉秋 申請人:顏煉秋, 顏煉紅