一種綜合處理赤泥與銅渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物處理領(lǐng)域，具體涉及一種赤泥和銅渣的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，世界銅產(chǎn)量迅速增長，我國的銅產(chǎn)量躍居世界第一。在我國，銅產(chǎn)量的97 %以上由火法冶煉生產(chǎn)，火法冶煉占據(jù)主導(dǎo)地位。銅火法冶煉過程產(chǎn)出大量的高鐵銅渣，堆存這些銅渣占用大量的土地，同時還對周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。銅渣含鐵在30%?40%之間，高于目前國內(nèi)工業(yè)選礦用鐵礦的品位，由于銅礦來源不同，銅渣中還含有鈷、鎳、鋅等有價金屬元素。富含鐵、銅的銅渣大量堆存，不僅造成資源的極大浪費，且占用土地、污染環(huán)境，阻礙銅冶煉企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在目前國內(nèi)外鐵礦石供應(yīng)緊張、價格不斷攀升的形勢下，開發(fā)利用這部分銅渣，提取其中的鐵、鋅等有價金屬，降低銅冶煉企業(yè)的環(huán)境負荷，對實現(xiàn)銅渣的綜合利用、拓寬鐵礦資源、促進銅冶煉行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
[0003]銅渣中鐵的主要物相是鐵橄欖石(Fe2S14)，難以還原。通過分析還原熱力學(xué)可知，銅渣的還原溫度比普通鐵礦還原溫度要高，對還原氣氛的要求更高。除此以外，鐵橄欖石的熔點低導(dǎo)致銅渣熔點約為1200°C。當(dāng)含碳球團在大于1200°C還原時，銅渣熔化使還原劑與爐渣分層，惡化了反應(yīng)動力學(xué)條件；當(dāng)反應(yīng)溫度更高，如1450°C以上，則屬于熔融還原，雖然能夠還原，但是能耗太高；如果還原溫度低于銅渣熔點，雖然球團不熔化，銅渣與還原劑充分接觸，但是鐵橄欖石又難還原，還原速度慢，還原不徹底。
[0004]赤泥，是鋁土礦提煉氧化鋁過程中產(chǎn)生的廢棄物，因其為赤紅色泥漿而得名。赤泥中含有大量的鐵、鋁、鈉、鈣等金屬，赤泥的堆存不僅占用大量的土地和農(nóng)田，耗費較多的堆場建設(shè)及維護費用，造成嚴(yán)重的水質(zhì)污染，且浪費了大量的金屬資源。赤泥中所含有價金屬組分如Fe304、A1203、Na2O, T12,多為經(jīng)濟價值較低的賤金屬，單獨就某一種元素進行回收利用不能很好的解決工藝經(jīng)濟性和赤泥堆存量巨大的問題，必須采用多種金屬聯(lián)合回收技術(shù)才能真正的實現(xiàn)赤泥的綜合利用和減量化。因此，赤泥的綜合治理及其金屬資源的有效回收成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種赤泥和銅渣綜合處理方法，解決赤泥和銅渣單獨進行造球都成球困難，球團強度不高的問題，赤泥單獨還原過程中鐵顆粒較細無法聚集的問題，以及銅渣單獨還原過程中銅渣中鐵橄欖石還原難的問題。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0007]一種綜合處理赤泥與銅渣的方法，包括步驟:
[0008]I)將赤泥與銅渣混合得到赤泥與銅渣的混合原料，再加入還原劑進行混勻，得到混合料；
[0009]2)焙燒；
[0010]3)冷卻后破碎磨細，磁選，最終得到金屬鐵粉和尾渣。
[0011 ] 本發(fā)明所述方法可進一步包括:在所述焙燒處理前，對所述混合料進行造球處理，以便得到球團。
[0012]本發(fā)明所述方法可以包括以下具體步驟:
[0013]SlOO:首先根據(jù)赤泥和銅渣的成分計算混合的比例，得到赤泥與銅渣的混合原料；
[0014]S200:將混合原料與還原劑進行混合，得到混合料；
[0015]S300:混合均勻進行造球，得到球團；
[0016]S400:造好的球團烘干處理，得到干球；
[0017]S500:烘干后的球團進行還原焙燒，得到金屬化球團；
[0018]S600:焙燒得到的金屬化球團水淬冷卻后破碎磨選，最終得到金屬鐵粉和尾渣。
[0019]發(fā)明人通過試驗比較，發(fā)現(xiàn)赤泥與銅渣的混合原料中鐵品位太低，在還原過程中由于雜質(zhì)含量高，不利于鐵顆粒的聚集，因此要求混合料全鐵品位大于35%。Na2O含量過低，沒有足夠的鈉鹽與銅渣中鐵橄欖石反應(yīng)，則需要添加額外的添加劑來促進鐵橄欖石還原，因此混合料要保證鈉含量大于4%。同時要求銅渣的配入量不能高于赤泥配入量，因為銅渣為浮選后的尾渣，銅渣屬于疏松粉料，屬于疏水物質(zhì)，單獨進行造球需要加入10%的左右的粘結(jié)劑才能有較好的強度，而赤泥單獨進行造球時，由于其粘度大，造球過程中易形成大量小顆粒母球，而不易長大成合格粒度的球團，將赤泥和銅渣混合且銅渣配入量不大于赤泥配入量時，不用添加粘結(jié)劑，混合料進行造球能有很好的球團強度。如果銅渣配入量大于赤泥配入量，則成球率及球團強度會降低。
[0020]其中，所述銅渣和赤泥混合的比例為控制混合后的混合原料中全鐵品位> 35 %，Na2O質(zhì)量含量> 4%。
[0021]進一步地，所述步驟I)中，銅渣的配入量不大于赤泥配入量。
[0022]其中，所述步驟I)中赤泥與銅渣的混合原料與還原劑混合的質(zhì)量比例為赤泥與銅渣的混合原料:還原劑=100:10?50，優(yōu)選為100:15?35，進一步優(yōu)選為100:20?25。
[0023]如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的一種綜合處理赤泥與銅渣的方法可以具有選自下列的優(yōu)點至少之一:
[0024](I)根據(jù)本發(fā)明實施例的一種綜合處理赤泥與銅渣的方法可以解決銅冶煉過程中大量產(chǎn)生的銅渣固廢和鋁生產(chǎn)過程中大量赤泥固廢所造成的占用土地和污染環(huán)境等問題，很好的將銅渣和赤泥中的鐵元素綜合回收，拓寬了鐵礦產(chǎn)資源的來源，減少了對原始礦產(chǎn)資源的消耗，提高了資源利用率，實現(xiàn)了銅冶煉和鋁生產(chǎn)的清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展；
[0025](2)本發(fā)明提出的方法，解決了銅渣和赤泥單獨進行造球都有成球困難的問題，將銅渣和赤泥進行混合進行造球，造球過程中不用添加粘結(jié)劑，很好成球，成球率高，且得到的球團強度高，干球和濕球的落下強度均> 8次以上。
[0026](3)本發(fā)明的方法解決了赤泥單獨進行還原過程中由于鐵顆粒細而無法聚集的問題，同時也可以解決銅渣由于其獨特的鐵橄欖石難還原問題，通過將二者按照一定比例混合，赤泥中的鋁酸鈉在高溫下可以分解成氧化鈉，氧化鈉可以促進銅渣中鐵橄欖石的還原，同時銅渣中鐵還原后起到聚核作用，可以富集赤泥中的鐵，二者混合僅加入還原煤而不需要加入添加劑就可以使銅渣和赤泥中的鐵還原富集，還原后球團金屬化率>90%。
【附圖說明】
[0027]圖1為綜合處理赤泥與銅渣方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]現(xiàn)以以下實施例來說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中使用的手段，如無特別說明，均使用本領(lǐng)域常規(guī)的手段。各實施例所述方法的流程圖如圖1所示。
[0029]實施例1:
[0030]某冶煉銅渣，化學(xué)分析其成分為:TFe40.12%, Na2O 0.46% ;某拜耳法生產(chǎn)的赤泥，其成分為:TFe35.92%, Na2O 6.89%。銅渣和赤泥按質(zhì)量比1:2混合后，赤泥與銅渣的混合原料中 TFe 37.32%, Na204.75%0
[0031]將混合原料潤磨3min后添加35%還原劑(含碳50%的褐煤)進行造球，球團干、濕球強度> 8次。將球團烘干后進行焙燒，焙燒溫度1250°C，得到的金屬化球團金屬化率90.2%，將球團進行磨礦磁選，最終得到純度92.12%的金屬鐵粉，鐵回收率85%。
[0032]實施例2
[0033]某冶煉銅渣，其成分為:TFe 40.12%, Na2O 0.46% ;某拜耳赤泥，其成分為:TFe
32.03%, Na2O 7.9%。銅渣和赤泥按質(zhì)量比1:1混合后，，赤泥與銅渣的混合原料中TFe36.08%, Na2O 4.18%。
[0034]將混合原料潤磨4min后添加25 %還原劑(含碳70 %的蘭炭)進行造球，球團干、濕球強度> 9次。將球團烘干后進行焙燒，焙燒溫度1250°C，得到的金屬化球團金屬化率90.88%，將球團進行磨礦磁選，最終得到純度91.05%的金屬鐵粉，鐵回收率87%。
[0035]實施例3
[0036]某冶煉銅渣，其成分為:TFe 39.21%, Na2O 0.41 % ;某拜耳赤泥，其成分為:TFe
33.51%, Na2O 7.20%。銅渣和赤泥按質(zhì)量比1:1.2混合后，，赤泥與銅渣的混合原料中TFe36.10%, Na2O 4.11%。
[0037]將混合原料潤磨4min后添加17%還原劑(含碳80%的無煙煤)進行造球，球團干、濕球強度> 10次。將球團烘干后進行焙燒，焙燒溫度1280°C，得到的金屬化球團金屬化率92.32%,將球團進行磨礦磁選，最終得到純度92.55%的金屬鐵粉，鐵回收率88%。
[0038]實施例4
[0039]某冶煉銅渣，其成分為:TFe 39.21%, Na2O 0.41 % ;某拜耳法赤泥，其成分為:TFe33.51%, Na2O 7.20%。銅渣和赤泥按質(zhì)量比1:1.2混合后，，赤泥與銅渣的混合原料中TFe36.10%, Na2O4- 11%。
[0040]將混合原料潤磨6min后添加22 %還原劑(含碳80%的無煙煤)進行造球，球團干、濕球強度> 12次。將球團烘干后進行焙燒，焙燒溫度1330°C，得到的金屬化球團金屬化率93.25 %，將球團進行磨礦磁選，最終得到純度93.19 %的金屬鐵粉，鐵回收率88.75 %。
[0041]以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種綜合處理赤泥與銅渣的方法，其特征在于，包括步驟: 1)將赤泥與銅渣混合得到赤泥與銅渣的混合原料，再加入還原劑進行混勻，得到混合料； 2)焙燒； 3)冷卻后破碎磨細，磁選，最終得到金屬鐵粉和尾渣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述銅渣和赤泥的混合原料中，Na2O質(zhì)量含量> 4%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中，所述赤泥與銅渣的混合原料與還原劑的質(zhì)量比例為赤泥與銅渣的混合原料:還原劑=100:10?50。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括:在所述焙燒處理前，對所述混合料進行造球處理，以便得到球團。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種綜合處理赤泥與銅渣的方法，包括步驟：1)將赤泥與銅渣混合得到赤泥與銅渣的混合原料，再加入還原劑進行混勻，得到混合料；2)焙燒；3)冷卻后破碎磨細，磁選，最終得到金屬鐵粉和尾渣。本發(fā)明提出的方法，解決了銅渣和赤泥單獨進行造球都有成球困難的問題，赤泥單獨還原過程中鐵顆粒細而無法聚集的問題，以及銅渣單獨還原過程中鐵橄欖石難還原的問題。
【IPC分類】C22B1/02, C22B7/00
【公開號】CN105177295
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王敏, 古明遠, 劉占華, 王欣, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月4日