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一种冷固赤泥球团增强剂及其使用方法与流程

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

一种冷固赤泥球团增强剂及其使用方法与流程

1.本发明属于铁及其合金冶炼技术领域,特别是赤泥的利用过程中增加球团强度的增强剂及其球团的制备方法。


背景技术:

2.拜耳法赤泥是氧化铝生产过程中中排放的一种固体废弃物。我国每年因氧化铝生产排放的赤泥量约5000~6000万吨。到目前为止,世界上大量的赤泥是采用海洋排放和陆地堆成的方法进行处置。
3.目前最有可能规模化无害利用赤泥的方法是将采用采用火法还原赤泥中的铁,生产金属铁及其合金,副产的水淬渣作为建材产品的生产原材料加以利用。
4.在利用赤泥还原生产铁的过程中,需要将赤泥粉制备成球团,由于赤泥中含有一定量的水分以及可塑性较差,加入的还原剂煤粉为瘠性物料。直接压制所得到的球团自身初始强度低、强度发展慢。在后续的生产运输和冶炼中加热过程中,极易破损而严重影响生产过程。因此,在赤泥球团的制备过程中需要加入各种粘结剂对赤泥球团进行增强。
5.当前采用的各种粘结物的增强机制主要源于物理的粘结作用,如加入各种有机或无机胶粘剂,将赤泥粉体胶结起来形成块体,这些常见的胶黏剂包括废糖蜜、淀粉、聚乙烯醇、膨润土、水泥、硅酸钠、消石灰等,通过单独使用或组合使用方式,用于球团的制备。
6.现有技术存在的主要问题是胶结能力不够,不能在短时间内获得较高的固化强度,造成球团在运输和加热过程容易破损。


技术实现要素:

7.为解决上述技术问题,本发明提出了一种用于冷固拜耳法赤泥冶炼球团的增强剂,用于迅速增加成型后球团的强度,减少球团在后期的运输和高温预热过程中的破损率。
8.为达到上述发明目的,本发明所述的一种用于冷固拜耳法赤泥冶炼球团的增强剂,由可溶性硅酸盐和赤泥冶炼水淬渣组成,其中赤泥冶炼水淬渣的占比为3:1~5:1之间,球团配料前可溶性硅酸盐与赤泥冶炼水淬渣不相互混合。
9.优选的,所述可溶性硅酸盐的模数控制在2.0~3.5之间,且固含量在20%~45%之间。
10.优选的,所述赤泥冶炼水淬渣经过研磨成粉状,细度在200~800

/kg之间。
11.一种拜耳法赤泥冶炼球团的制备方法,将含5%~8%naoh和1%~10%水份的拜耳法赤泥100重量份、焦粉8~15重量份、上述赤泥冶炼球团增强剂9.5~13重量份,经混合,搅拌均匀,在5mpa以上的压强下压制成球团,最后经过6小时以上的室温静置,制成。
12.优选的,所述球团的含水量控制在4%~35%之间。
13.优选的,所述球团经5mpa~40mpa的压强下压制而成。
14.本发明的有益效果:
15.本发明有效利用了赤泥中的碱组分和赤泥冶炼水淬渣,用作冷固赤泥球团增强
剂,开拓了一种充分利用球团原料特性和冶炼固废制备冷固赤泥球团增强剂的新方法。本方法相对于单独使用废糖蜜、淀粉、聚乙烯醇、膨润土、水泥、硅酸钠、消石灰等胶黏剂而言,减少了无机物的引入量,同时改善了球团的性能。本发明研究还发现拜耳法赤泥中的可溶性碱对加速球团的固化速度有较大的作用,固化后碱的溶出率大幅下降。
附图说明
16.图1为本发明增强剂的使用工艺流程图。
具体实施方式
17.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施例和附图予以说明。
18.实施例1
19.如图1,采用模数为2.5、固含量在30%硅酸钠溶液;细度在400

/kg的赤泥冶炼水淬渣粉。
20.球团的配料为:含5%naoh和10%水份的拜耳法赤泥100份、焦粉10份、赤泥冶炼水淬渣粉10份、硅酸钠溶液3份。
21.上述物料经强力搅拌,在20mpa压强下压制成40mm
×
40mm
×
40mm的立方体球团经过6小时的室温静置,获得常温球团抗压强度305n/个,900℃加热后抗压强度153n/个,落下强度6次/m的性能。
22.实施例2
23.如图1,采用模数为2.0、固含量在35%硅酸钾溶液;细度在500

/kg的赤泥冶炼水淬渣粉。
24.球团的配料为:含6%naoh和1%水份的拜耳法赤泥100份、焦粉8份、赤泥冶炼水淬渣粉7份、硅酸钾溶液2.5份,外加水5份。
25.上述物料经强力搅拌,在25mpa压强下压制成40mm
×
40mm
×
40mm的立方体球团经过6小时的室温静置,获得常温球团抗压强度381n/个,900℃加热后抗压强度187n/个,落下强度8次/m的性能。
26.实施例3
27.如图1,采用模数为3.0、固含量在33%硅酸钠溶液;细度在350

/kg的赤泥冶炼水淬渣粉。
28.球团的配料为:含8%naoh和5%水分的拜耳法赤泥100份、焦粉15份、赤泥冶炼水淬渣粉8份、硅酸钠溶液2份。
29.上述物料经强力搅拌,在30mpa压强下压制成40mm
×
40mm
×
40mm的立方体球团经过6小时的室温静置,获得常温球团抗压强度247n/个,900℃加热后抗压强度125n/个,落下强度5次/m的性能。球团成型后在水中浸泡24小时候,球团为解散,常温球团抗压强度保持247n/个,检测水中的ph值为11,naoh溶出0.1g/100g球团样。
30.对比例1
31.如图1,采用固含量在20%的糖蜜溶液;细度在350

/kg的赤泥冶炼水淬渣粉。
32.球团的配料为:含8%naoh和5%水分的拜耳法赤泥100份、焦粉15份、赤泥冶炼水
淬渣粉8份、糖蜜溶液15份。
33.上述物料经强力搅拌,在30mpa压强下压制成40mm
×
40mm
×
40mm的立方体球团经过6小时的室温静置,获得常温球团抗压强度147n/个,900℃加热后抗压强度25n/个,落下强度2次/m的性能。球团成型后在水中浸泡24小时候,球团解散成泥沙状,检测水中的ph值达14,naoh溶出2.5g/100g球团样。
34.对比例2
35.如图1,采用模数为3.0、固含量在33%硅酸钠溶液;细度在350

/kg的赤泥冶炼水淬渣粉;拜耳法赤泥经反复水洗,至0.5%naoh含量。
36.球团的配料为:含5%水分的拜耳法赤泥100份、焦粉15份、赤泥冶炼水淬渣粉8份、硅酸钠溶液2份、水8份。
37.上述物料经强力搅拌,在30mpa压强下压制成40mm
×
40mm
×
40mm的立方体球团经过6小时的室温静置,获得常温球团抗压强度159n/个,900℃加热后抗压强度105n/个,落下强度3次/m的性能。球团成型后在水中浸泡24小时候,球团解散成泥沙状,检测水中的ph值达13,naoh溶出0.5g/100g球团样。
38.虽然,上文中已经用具体实施方式,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。