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1、赤泥中金属元素的资源化利用1 .赤泥的成分与性质22 .赤泥中铳的回收32.1.火法42.2.湿法42.2.1.酸浸工艺42.2.2.溶剂萃取工艺42.2.3.沉淀工艺53.赤泥中铝的回收53.1.火法53. 2.湿法54.赤泥中钛的回收64. 1.湿法64. 2.火法65.赤泥中铁的回收75. 1.物理分选法75. 2.还原磁选法75. 3.湿法工艺86.转底炉直接还原一一磁选法96. 1.工艺流程97. 2.转底炉系统98. 3.深还原炉129. 4.转底炉烟气与热工系统1210. 5.直接还原铁的冷却及其余热余能利用1311. 6.直接还原铁的磁选1312. 7.工艺设施166.7.1.
2、主要工艺设施描述166.7.2.原料处理系统176.7.2.1.配料室176.7.2.2.混合机186.7.2.3.压球室186.7.2.4.链篦机烘干室196.7.3.转底炉系统216.7.3.1.转底炉本体216.7.3.2.供热燃烧系统236.7.3.3.炉底机械246.7.4.深还原炉266.7.5.冷矿炉277.结语271 .赤泥的成分与性质氧化铝生产主要采用拜耳法、烧结法和联合法，生产过程有一定量的工业废物一一赤泥产生。赤泥的主要化学成分有氧化铝，氧化铁，氧化钛，氧化钙,二氧化硅和氧化钠等，除此之外，还含有珍贵的铳、钱、帆等稀散金属元素。拜耳法生产的赤泥中铁、铝含量较高，氧化铁在2
3、060%之间，氧化铝在1020%之间；烧结法和联合法产生的赤泥中氧化钙和二氧化硅含量高。表1某公司赤泥化学成分检验结果赤泥种类检测项目计量单位检测结果检测方法国产水硬铝石矿拜耳法工艺生产氧化铝产生的赤泥A12O3%21.44X射线荧光光谱法SiO2%20.86X射线荧光光谱法F23%21.89X射线荧光光谱法TiO2%4.85X射线荧光光谱法K2O%0.9X射线荧光光谱法Na2O%10.09X射线荧光光谱法CaO%7.49X射线荧光光谱法MgO%0.86X射线荧光光谱法灼减%6.46重量法使用国产一水硬铝石矿拜耳法生产氧化铝产生的赤泥作主要原料，采用烧结法工艺生产氧化铝产生的赤泥AI2O3%4
4、.59X射线荧光光谱法SiO2%19.98X射线荧光光谱法F23%21.28X射线荧光光谱法TiO2%3.87X射线荧光光谱法K2O%0.2X射线荧光光谱法Na2O%1.37X射线荧光光谱法CaO%39.29X射线荧光光谱法MgO%1.55X射线荧光光谱法灼减%3.65重量法使用进口几内亚三水铝石低温拜耳法工艺生产氧化铝产生的赤泥AI2O3%15.37X射线荧光光谱法SiO2%5.48X射线荧光光谱法F23%58.29X射线荧光光谱法TiO2%6.03X射线荧光光谱法K2O%0.22X射线荧光光谱法Na2O%2.02X射线荧光光谱法CaO%0.92X射线荧光光谱法MgO%0.021X射线荧光光
5、谱法灼减%10.13重量法表2某公司赤泥化学矿相检验结果工程-期二期低温二期高温烧结法检测项目检测结果检测结果检测结果检测结果AI2O321.4415.3711.474.59SiO220.865.485.9219.98F2321.8958.2961.6621.28TiO24.856.0363.87K2O0.90.220.240.2Na2O10.092.023.831.37CaO7.490.920.9639.29MgO0.860.0210.0441.55灼减6.4610.138.13.65Li0.0250.00070.0010.024有机碳0.170.260.30.086铝针铁矿38.540.5
6、水化石榴石103伊利石8.5钙钛矿8.2赤铁矿16.52930磁铁矿22.5绿泥石12Ca(OH)21.21.2钙钛矿6.9一水软铝石6.52CaOAl2O3SiO213.2金红石3.93.82Na2OCaO3SiO24.12CaOSiO250锐钛矿22石英2.2钠硅渣1018.7钙霞石42.6氧化铝生产过程需要用碳酸钠和氢氧化钠处理铝土矿，由此导致所产生的赤泥呈强碱性，碱含量通常在25%之间。赤泥中赤铁矿含量的差异使其呈现不同的颜色，赤铁矿含量低的赤泥外观呈灰白色，赤铁矿含量高的赤泥外观呈红褐色。2 .赤泥中铳的回收铳是一种贵重的稀散元素，在发光材料、航天、合金及电池等领域有着广泛应用。铳广
7、泛分布于铝土矿中，在氧化铝生产过程铳被带入到工业废渣赤泥中，赤泥铳含量通常在0.02%上下，个别高达0.05%以上，含铳赤泥是生产铳制品重要的原料来源。2.1.火法由于赤泥中铁含量较高，同时又呈强碱性，直接用酸处理必将增加酸的消耗量，同时由于赤泥中的其它金属杂质也进入到酸浸出液中，因此增加了后续溶液中杂质离子分离的负担与难度。火法工艺通过向赤泥中添加碳还原剂进行还原焙烧，使铁、铝和铳分离，铳进入分离铁、铝后残渣，然后再将含铳残渣中的抗浸出，不仅能降低回收铳的难度，还可以明显减少化学试剂的消耗。实验结果证明，以焦炭和石灰与赤泥混合均匀后置于电弧炉中焙烧，经还原铁和铝从赤泥中得到分离，铳进入到残渣
8、中，经酸浸后将铳回收，回收率95%。该方法在回收铳的同时，有效回收了铁和铝，提高了资源利用率，但存在的问题是焙烧过程能耗较大，且焙烧过程释放大量二氧化碳气体，存在环境隐患。有研究者将赤泥与NaKCO3Na2B4O7(Ll)混合均匀后在Ilo(TC条件下焙烧20min,再以1.5mo卜L-I盐酸浸出，借助吸附树脂DOWeX50W-X8有效脱除杂质离子(Fe,Al,Ca,Si,Ti和Na),再调节洗脱液脱氟液盐酸的浓度，将稀土元素(Sc,Y,La)洗脱进溶液中，通过HDEHP萃取剂选择性分离铳。还有研究者将赤泥与浓硫酸混合后在200C条件下熟化Ih,再以硫酸浸出，最终能回收赤泥中90%的铳。2.2
9、.湿法2.2.1.酸浸工艺湿法工艺回收赤泥中铳的原理是用无机酸对赤泥浸出，使赤泥中以氧化物形式存在的金属被浸出而进入液相，然后再采用溶剂萃取或离子交换的方法选择性提取浸出液中金属离子。常用的无机酸为盐酸，硝酸和硫酸，其中盐酸和硫酸较为常用。2.2.2.溶剂萃取工艺溶剂萃取是选择性提取浸出液中铳的重要方法，其中，HDEHP,TBP,P507等有机瞬类萃取剂被广泛应用。研究发现P204与TBP在体积比1：1组成的萃取体系效果最佳，在相比0A=L5,溶液PH=O.25,反应温度40的条件下铳的萃取率99%。还有以P507+异辛醇萃取H2S04浸出液中的铳，在异辛醉体积分数15%,P507浓度0.15
10、7molLl,相比O/A=l：l条件下对铳的萃取率达到95.3%。虽然有机溶剂对浸出液中铳的提取效果明显，选择性强，但浸出液中除铳外还含有大量其他金属离子，如AI3+,Fe3+等，这些杂质离子容易使萃取剂乳化，增加后续处理难度。为此有研究者提出了离子交换法溶剂萃取相结合的方法。研究结果证明，利用DOWeX50W-X8离子交换树脂提前去除盐酸浸出液中杂质离子，经过树脂吸附后以1.75mo卜L-I盐酸优先解吸，可以有效去除Fe3+,A13+,Ca2+,Ti4+等，再以6molL-l盐酸解吸树脂上的铳O进一步以HDEHP为萃取剂，在溶液PH=0,液固比510：1条件下萃取铳，赤泥中铳的回收率达到93
11、%,同时防止了萃取剂乳化现象的发生。2. 2.3.沉淀工艺该工艺由南阳东方应用化工研究所研发，是将硫酸浸出赤泥所获得的含有铁、铝、钛、铳、钱等硫酸盐的酸浸出液送分级沉淀工序，通过控制不同的工艺条件依次将溶液中的钛、铝、铁、铳、钱等有价元素沉淀分离，制得相应的前驱物，在处理前驱物生产钛白粉、阻燃用氢氧化铝、氧化铁（颜料用、软磁铁氧体用、铁氧体用、电池用）、氧化铳、氧化钱等，生产过程无三废排放，环境友好，具有资源利用水平高，经济与环境效益显著等优势。3.赤泥中铝的回收拜耳法赤泥中含有一定量的铝资源，按氧化铝计在15%左右。从赤泥中回收铝主要有火法和湿法。3. 1.火法火法回收赤泥中的铝，以纯碱、石
12、灰与赤泥混合，在高温下焙烧，使赤泥中氧化铝转变成易溶于水的偏铝酸钠，然后将偏铝酸钠用水溶出，所得偏铝酸钠溶液净化后用于生产氧化铝。火法工艺虽然能够选择性的回收铝，但反应过程所需温度高，能耗大，且会产生大量温室气体CO2,对环境造成影响，因此很少采用。3. 2.湿法湿法工艺具有反应条件温和，能耗低等优势。用无机酸将赤泥中A12O3分解，以硫酸盐的形式进入溶液中，再选择性分离溶液中铝用于生产氢氧化铝、氧化铝等铝化合物产品。常用的无机酸有盐酸、硝酸和硫酸等。酸浸法回收赤泥中铝无机酸的消耗量较大，同时伴随产生大量高酸度废液,给环保带来一定压力，同时对生产设备的耐腐蚀性要求较高，从而使该法的应用存在一定
13、的局限性。4.赤泥中钛的回收赤泥中钛主要以钙钛矿（CaTiO3）的形式存在，在赤泥中钛的占比在2.5%22.6%之间。4. 1.湿法湿法处理赤泥回收钛，先用无机酸在助浸剂存在的条件下将赤泥中钛浸出，然后控制工艺条件使溶液中的钛水解转化为偏钛酸沉淀，再经过滤收得偏钛酸,煨烧偏钛酸得钛白粉。本工艺常用浸出剂为硫酸，盐酸，硝酸，磷酸及草酸等。其中硫酸作浸出剂时硫酸与赤泥中的Ti,Fe,Na等反应生成可溶性盐进入浸出液，所含钙，硅酸盐等与硫酸作用生成难溶的沉淀物，从而达到钛与钙、硅等杂质的初步分离。分离钛后再分离溶液中的铁、铝分别制备氧化铁（颜料氧化铁或电池用氧化铁或软磁铁氧体用氧化铁）和铝化合物（氢
14、氧化铝、氧化铝或冰晶石、氟化铝等）。由于赤泥成分复杂，直接浸出不仅杂质含量高，化学试剂消耗大，还会降低赤泥中其他有价金属利用率。因此需根据赤泥化学组成，采用分段、选择性浸出与分离工艺，在回收钛的同时，提高铁、铝及其它稀散金属元素回收率，提高赤泥综合利用的经济效益。4. 2.火法火法焙烧处理赤泥是采用还原焙烧工艺，以焦炭或煤为还原剂，经还原焙烧使赤泥中的铁转化为金属铁，再经研磨、磁选制得还原铁粉。赤泥中的钛赋存于残渣中，以硫酸为浸出剂将其浸出，再采用水解工艺分离浸出液中的钛制得偏钛酸，煨烧偏钛酸得钛白粉，钛回收率达到84.7%。也可以钠盐为添加剂对赤泥进行还原焙烧，在6%碳酸钠和6%硫酸钠存在条
15、件下，将煤与赤泥混合制成球团，在1050温度下还原焙烧60111也后，研磨后焙烧过程硅和铝分别与钠盐反应生成易溶的偏铝酸钠和偏硅酸钠，再以水为浸出剂浸出烧成物，经过滤得偏铝酸钠和偏硅酸钠的混合溶液，将溶液中的铝、硅分离后分别用于制备铝化合物和硅化合物。水浸渣经磁选回收还原铁粉，硫酸处理磁选尾渣，再经水浸、分离、煨烧制得钛白粉。铁回收率90%,铝回收率96%,硅回收率97%,钛回收率90%.5.赤泥中铁的回收赤泥中铁含量在1045%之间，物相主要为赤铁矿、磁铁矿和针铁矿。分离赤泥中铁的主要方法为物理分选法、还原-磁选法和湿法。5. 1.物理分选法赤泥中的铁物相以赤铁矿为主，具弱磁性，我们可以采用
16、磁选的办法进行分选将铁回收。SLOn立环脉动高梯度磁选机由于能结合磁场、重力场和脉动流体力场对细粒级和弱磁性的矿物有较好选别能力，用于回收赤泥磁性较弱的赤铁矿具有较好效果，在优化工艺条件下可以获得品位为4152%的铁精粉，赤泥中铁回收率达到5168.85%.梯度磁选对较粗粒级的赤铁矿回收效果较好，但对嵌布粒度细的往往难以有效回收。采用物理分选法回收赤泥中的铁，操作简单、消耗化学试剂少、流程短，但所得铁精矿品位低，无法满足冶炼要求，同时还存在着回收率较低的问题，因此工业上应用受限。5. 2.还原一一磁选法通过向赤泥中添加还原剂，将磁性较弱的赤铁矿还原成磁性较强的磁铁矿或单质铁，再经磁选分离，不仅
17、能显著提高铁的回收率，而且可以大幅度提高铁产物（磁铁矿或单质铁）的附加值，提高赤泥综合利用经济效益。在还原磁选工艺中常用的还原剂有煤、焦炭、氢气和一氧化碳等。由于焙烧还原过程所需温度较高，焙烧时间长，且部分铁矿存在被包裹现象，因此，为了提高还原效率，往往在焙烧过程需要以钠盐、钙盐、镁盐等为添加剂。相同条件下，以焦炭为还原剂焙烧回收赤泥中的铁，使用添加剂的工艺所得铁精矿品位和回收率分别高于不使用添加剂工艺。实验结果证明，以碳粉直接还原焙烧赤泥，再结合磁选回收铁，在添加剂（碳酸钠碳粉:赤泥=6:18:100的条件下，经1300C温度下焙烧IIOmin,最终经磁选后的铁精矿品位达到88.77%,铁的
18、回收率超过80%o实验结果还证明，采用碳酸钠还原焙烧磁选工艺，以8%碳酸钠做还原剂,在1050的温度下焙烧8001也，然后在0.08T的磁场强度下分选铁，铁的总回收率为95.76%,SRD分析检测表明，铁氧化物被转化为铁单质。由于煤、碳为不可再生资源，同时焙烧还会产生大量的温室气体，对环境产生影响。因此以氢气和一氧化碳等做还原剂处理赤泥具有广泛应用前景。研究结果表明，以浓度30%的一氧化碳为还原剂，控制气流速度为500mLmin-l,在温度540C的条件下焙烧15min,赤泥中铁的回收率达到88.45%,同时结合Mdssbauer光谱分析，经过焙烧后的赤泥中赤铁矿和针铁矿完全被还原为磁铁矿。实
19、践证明，常见的还原剂煤、焦炭、氢气及一氧化碳等均能有效还原赤泥中铁，此外部分生物质材料如甘蔗渣、锯末等也可以用作赤泥处理的还原剂，在工业生产中具有成本优势。5. 3.湿法工艺还原焙烧回收赤泥中铁的工艺已在工业实践中得到应用，但由于焙烧过程有大量的废气产生，而且能耗较高，因此湿法工艺逐渐受到人们的关注。湿法工艺以成本较低的无机酸（盐酸和硫酸）为浸出剂浸出赤泥中的铁、铝和其它金属。在以盐酸为浸出剂时，浸出温度通常控制在6080；以硫酸做浸出剂时,浸出温度一般在50110,赤泥中铁的浸出率能够达到90%左右。实验证明，以盐酸为浸出剂综合回收利用赤泥中铁和其它有价金属，在盐酸浓度为9.36mobL-l
20、,液固比4：l（mL：g）,浸出反应温度75的条件下，浸出3h,最终铁的浸出率为93%。进入浸出液中的铁和其它有价金属，通过后续分级萃取经分离合成分别得到相应的单一产品。酸法浸出并回收赤泥中的铁，除了需要较高反应温度外，还需要在较高酸度条件下浸出。对设备材质要求较高。从最终的产品制备方面看，湿法工艺将铁浸出后获得含铁溶液，经过净化（与铝及其它金属元素分离）、还原，控制不同的工艺条件，不仅可以制得铁精矿,而且可以制得附加值较高的、不同用途的氧化铁（颜料氧化铁、软磁铁氧体用氧化铁、铁氧体用氧化铁、电池用氧化铁等）和磷酸铁等。较之于生产铁精矿和直接还原铁，可以创造更为可观的经济效益。南阳东方应用化工
21、研究所成功研发的湿法处理赤泥生产氧化铁、干法氟化铝/阻燃用氢氧化铝、钛白粉及氧化铳、氧化钱等新工艺，已获工业应用。具有资源化利用水平高，产品附加值高，经济效益显著，生产过程无污染等优势，和干法工艺及其它湿法工艺相比具有明显的技术优势，成品优势，经济效益和环境效益优势，具有十分可观的推广价值。综上所述，赤泥中铁资源的回收利用可以采用还原焙烧磁选法，生产技术较为成熟，但存在能耗高、二次废渣排量大、对环境存在污染等弊端。湿法工艺虽然存在化学试剂消耗量大等不足，但其优势在于资源化水平高，铁产品调控空间大，而且可以同步实现对铝、钛及其它稀散金属资源的资源化利用，处理成本低，经济效益可观，从资源化利用角度
22、看较干法工艺具有明显优势。6.转底炉直接还原一一磁选法6. 1.工艺流程转底炉直接还原一磁选分离主要工程或费用表6-1转底炉系统处理处理山西铝业的赤泥，回收赤泥中的铁元素生产直接还原铁块，和氧化铝生产原料。两套转底炉公用一套配料烘干系统、和磁选系统，从低温链篦机开始到冷矿炉两套转底炉分别配置。7. 2.转底炉系统工艺流程程见图6-1,简述如下：1）配料仓进料：本工程参与配料的原料有赤泥、兰炭粉还原剂；7.1） 赤泥入场水分18%,用汽车送到受料仓，然后通过胶带机送到配料室。7.2） 兰炭粉用专门的水泥罐车，气力输送到对应的配料仓；7.3） 返料通过胶带机运输至返料配料仓。2）配料：配料仓中的赤
23、泥、兰炭粉以及返料等经定量给料按比例配料：2.1） 兰炭粉采用定量螺旋配料机配料；2.2） 赤泥和返料采用定量圆盘配料机配料。3）系统设置混合烘干机，配好的混合料送至混合烘干机、混匀，物料均化,成为满足压球需要的混合料，进入压球缓冲仓。4）压球缓冲仓的物料，经过定量胶带给料机送到压球机压球。5）物料在压球机内制成符合技术标准的潮湿生球。6）来自压球室的生球，先进行筛分，符合工艺要求部分进入链篦机烘干至含水vl%的干生球，送入转底炉；干燥机下部设置粉料回收装置，筛下物及粉料，通过胶带机送回返料仓。7）生球干燥用350C直接还原铁热废气，用回热风机送至链篦机用于生球干燥。8）生球经链篦机干燥后进入
24、转底炉振动给料机前进行再次筛分，粒度5mm的干球返回返料仓，合格干球输送至振动给料机后均匀地布到转底炉的炉床上,料层厚度1-2层。9）转底炉内通入天然气燃烧，以及还原气体的燃烧，通过调节各种调节阀控制炉内的温度分布及炉内气氛。生球经过20min30min的焙烧还原，金属化率大约65%,通过螺旋出料机将还原的球团排出。在球团排出的同时，炉内产生一定的废烟气，温度约为1050C,废烟气随后进入烟气回收系统。10）随着转底炉的转动，物料在出料区成为海绵铁，在螺旋排料机的作用下排出转底炉进入中间储仓，然后经过转运系统送到深还原炉。11）（转底炉与深还原炉）的（供热与烟气系统）11.1） 转底炉按照工艺
25、要求分为：还原1区还原4区，每个区段分别配置燃气烧嘴和还原气体补风烧嘴。+11.2） 转底炉采用低氮燃烧技术，满足当地政府需求。当政府有新的更严要求，烟气NOX超过当地政府要求时，烟气脱硝可采用SNCR脱硝工艺，脱硝剂为液氨或者尿素溶液，在现有余热回收系统预留SCR催化剂安装空间及支撑结构，后期可直接将催化剂安装于预留框架上，实现烟气脱硝的功能。11.3） 转底炉生产的烟气含硫浓度可以满足当地政府需求。当政府有新的更严要求，脱硫拟采用的工艺为增强活性石灰脱硫工艺，脱硫的脱硫剂为石灰，脱硫设备为脱硫塔，脱硫塔配备雾化脱硫喷嘴和高效除雾器，脱硫水循环系统设置在脱硫塔外面，脱硫石膏混同烧结机的脱硫石
26、膏一并处理，或者混入高炉水渣。增强活性石灰脱硫工艺的显著优点是：液气比只有2.0Lm32.5Lm3,普通活性石灰脱硫液气比S.OL/n?7.0Lm3,因而电耗低；系统不发生堵塞现象。11.4） 从转底炉排出来的烟气，温度1050C,先进入沉降室沉降部分粉尘，然后进入热风炉系统回收热能。11.5） 通过热风炉系统换热以后净化处理后，转底炉烟气温度150,然后经过布袋除尘器处理以后进入大气。12）物料进入料车，提到深还原炉，海绵铁在深还原炉内，在火焰加热下，剩余的氧化铁继续与碳元素反应生成金属铁，进过处理，铁元素99%被还原成金属铁。13）物料进入料车，提到冷矿炉叫海绵铁在冷矿炉内，固体物料与氮气
27、进行热交换，固体物料得到冷却，氮气所含热能经过热交换，循环回到冷矿炉内继续与固体物料进行热交换。模仿焦化生产的干熄焦炉进行设计。FLG烟气AIR空气图6-1转底炉工艺流程图6.3.深还原炉1)深还原车间的主要任务是将来自转底炉的DRI球团进行深度的还原，实现渣铁分离，产品为铁块和氧化铝原料。2)深还原炉为一个矩形竖炉，火焰从竖炉中部偏下位置喷入炉内，在火焰的加热下，物料残留的FeXo与碳素发生反应：Fex0+C=JtFe+CO(1)还原生成的CO与烟气中的。2反应：2CO+O2=2CO2(2)6.4.转底炉烟气与热工系统转底炉烟气与热工部分工艺流程见图6-2,设备清单见。1)转底炉供热部分：转
28、底炉供热的主要来自含碳球团还原反应产生的CO的燃烧，不足部分需要燃烧天然气燃烧作补充。2）深还原竖炉烟气会同转底炉烟气一起处理。来自转底炉和深还原炉的高温烟气，经过三座热风炉交替地经过“蓄热（排烟）烟炉T送风T蓄热（排烟）.,的不断循环，把烟气的余热用于加热助燃风。3）经过热风炉换热后的烟气，通过布袋除尘器处理后排放，以及送到压块铁料仓加热烘干压块铁。模仿焦化厂的干熄焦系统，用氮气循环冷却直接还原铁，现成的热氮气通过换热器，加热转底炉排放的热烟气，用于链篦机湿球的烘干。通过此技术措施,链篦机和压铁块无需要燃烧天然气，可以节约天然气4l06n3a6.6.直接还原铁的磁选直接还原铁磁选工艺流程图见
29、图6-3o对于本工艺来说，直接还原铁DRl的有价成分是Ah3和Fe。通过转底炉直接还原以后，Fe成为金属铁，具有了磁性，因而可以进行磁选分离。1）按照水泥矿山行业“多破少磨”的原则，DRI进入破碎机进行破碎。2）DRI进入湿式球磨机进行细磨。3）细磨的矿浆，经过水力旋流分离器分离，粒度粗的矿浆返回湿式球磨机进行细磨。4）粒度细的矿浆进入弱电磁选机进行磁选：4.1） 磁性物质用浆液泵送入板框压滤机压滤；4.2） 另一部分物料进入强电磁选机进行磁选。5）强电磁选机磁选产生的物质去向：5.1） 磁性物质汇同弱电磁选机工序产生的磁性物料一起送入板框压滤机压滤；5.2） 非磁性的物料含Al203-48%
30、,返回送到工厂“国产一水硬铝石矿拜耳法工艺生产氧化铝产生的赤泥”或“使用国产一水硬铝石矿拜耳法生产氧化铝产生的赤泥”作原料，生产川2。3。6）板框压滤机压滤出来的金属铁矿粉浆，进入圆筒烘干机烘干，使其水分达到高压压块机所能压块的最高水分。7）金属铁粉进入高压压块机压块，形成40Og铁块。8）铁块过筛，不合格部分返回高压压块机继续压块。9）过筛合格部分进入铁块储仓，然后用“直接还原铁的冷却”后产生的热法求出在储仓内烘干。10）烘干后的铁块卖给钢铁厂作为钢铁生产的原料外销。图6-3直接还原铁磁选工艺流程图表6-1转底炉直接还原一磁选分离主要工程或费用N2工程或费用名称规格性能材质数量1地下受料仓5
31、0m3普碳钢座12赤泥配料仓200m3普碳钢座53兰炭配料仓200m3普碳钢座44定量圆盘给料机2000成品台105定量胶带给料机B500xL5000成品台46圆筒烘干混合机Q=200th成品台17缓冲仓30m3Q235座48中压压球机ZY1400-360,6070thQ235台49辑式筛分机B1400L3400,Q=70th成品台410定量胶带给料机B650成品台411低温链篦机B4L45,Q=100th（干基）成品台212环保筛分机THBS-1850,Q=90th成品台213振动布料机B2000L10000,Q=90th成品台214蓄热式转底炉45B7.5m成品台215螺旋排料机1000L
32、8000成品台216深还原炉Q=40th,20m3成品座217冷矿炉Q=40th,50m3成品座218磁选料仓V=200m3普碳钢座419特种热风炉Q=55000Nm3h高铝砖座620高温侧烟气阀DN1500,IlOOoC水冷蝶阀件6N。工程或费用名称规格性能材质单位数量21布袋除尘器Q=100000m3h成品件222低温侧空气阀DNlOOO,常温三偏心蝶阀件323转底炉助燃风机9-26-14D,IlOkW,960rpm成品台224转底炉主风机Y4-73-12D,90kW,1450rpm成品台225B型热电偶800-1400C,400mm的卷钳支426K型热电偶8001200C,400mm银铭
33、-锲铝热电偶支227E型热电偶0400C,400mm银铭-康铜热电偶支228压力变送器0800OPa成品支229差压变送器-250+250Pa成品支230高温侧空气阀DN1400,1000C水冷蝶阀件631重力沉降室50-90th高温台232PX1200l200破碎机130-160th成品台233湿式球磨机成品台234旋流分离器3505成品台235弱电磁选机CTB1024成品台236强电磁选机CTB1024成品台237氧化铝原料水池200m3碎座138真空盘式压滤机GZP-60-5成品台139高压压球机GY1000-500成品台140冷压块烘干系统套141DRl冷却系统套242定量胶带给料机B
34、800L5000成品台46.7.工艺设施6.7.1.主要工艺设施描述1）赤泥通过地下受料槽运输至对应的配料仓，然后由胶带机送到配料室。2）还原煤粉采用水泥罐车输送到配料室。3）转底炉返料通过胶带机输送到配料室。4）上述原料经过配料，进入烘干混合机，烘干混匀后物料进入成型缓冲仓,经仓下定量给料设备给至压球机成球。5）成型的生球经过筛分，筛下物料重新返回配料系统。6）合格生球进入链篦机脱水至1%。7）干燥后的生球送至转底炉振动布料器，将烘干生球均匀布到转底炉环形炉床上。8）还原的高温DRI通过高温出料螺旋从转底炉内排出，经出料溜槽和耐热箕斗提升机送到深还原炉。9）DRl在深还原炉内，在火焰加热作用
35、下，残余的FeXO与C素继续反应，形成金属铁，金属化率可以达到95%以上。10）铁块出深还原后，排出深还原炉，经出料溜槽和耐热箕斗提升机送到冷矿炉。11）在冷矿炉里面，DRl与氮气发生热交换，得到冷却，氮气在与干燥链篦机的烟气进行热交换后循环回到冷矿炉与DRI进行热交换。6.7.2,原料处理系统转底炉原料处理系统承担本项目的原料接受、配料混合、压球、烘干。包括配料室、压球室、链篦机烘干室。6.7.2.1.配料室为了保证含碳球团各组分精确配料和稳定DRI成分，各种物料均集中在配料室采用重量法配料。其中：还原煤采用托料皮带秤配料，含碳球团返料和赤泥采用定量圆盘给料机配料。整个配料过程由人工设定各种
36、原料配料比后，由电子计算机自动控制各定量给料装置的给料量，各种原料的换槽也由设置在中央操作室的计算机自动控制。为了稳定配料，实行矿槽料位管理，各个配料槽均装设了称重式料位计，可连续在线测量各个料槽的料位，以保证料位稳定。配料仓配置如表6-2：表6-2配料系统料仓配置N5物料名称数量t/a堆积密度/tm3配料量h（T基）配料仓有效体积m配料仓数量/个1赤泥10000001.4812620052山西兰炭1862400.552420045返料2000001.48252001表6-2配料系统料仓配置（续）N9存储时间/h配料形式配料能力t/h防堵措施料仓形式进料方式111.7定量圆盘给料机1545振动
37、器圆柱+圆锥胶带机218.7定量螺旋给料机515振动器圆柱+圆锥水泥罐车364.8定量螺旋配料与消化机1.64.8振动器一进二出水泥罐车460.4定量胶带给料机2.47.2振动器圆柱+圆锥胶带机511.7定量圆盘给料机1545振动器圆柱+圆锥胶带机定量给料机要求D功能描述：用于将配料仓内的物料（除返料外）按比例配至混合料胶带机。1. 技术要求1.1） 定量给料机系统动态误差：0.5%o1.2） 秤体框架结构稳固，具备足够的刚度和强度。6. 7.2.2.混合机卧式混合烘干机1台。1）功能描述用于将转底炉生产线的原料进行加湿、混合。2）规格参数呦量：1台锂式：卧式，连续A品牌：国产品牌3）设备构成
38、卧式混合烘干机由筒体、搅拌铲装配、衬板、驱动装置及喷头组成。电机减速机通过联轴器带动混合转子以一定速度转动混合转子上固定特殊几何形状的混合工具当混合工具转动时使物料在固定容器内进行混合并可连续出料物料在容器内湍流混合，混合强度高。搅拌铲呈一定角度排列在主轴上，螺栓连接，便于更换，搅拌铲刮刀部位材料为硬质合金焊接，铲臂有坚固的金属加强件。在搅拌主轴两端装配有自动校正的滚柱轴承，轴承使用润滑脂润滑，安装在被密封圈分隔的轴承室内。搅拌桶身有双门，用手轮关闭，每扇门有1个联锁单元以安全防范。整个圆筒内部、端盖及检验门都有橡胶衬板以防止磨损。橡胶衬板是可抽取的螺栓固定的分割块，容易更换。7. 7.2.3
39、.压球室混合好的物料通过胶带机运输至压球机室，压球室设置缓冲仓，仓下设置拖料秤，根据生产需要，定量加料至中压压球机进行压球。中压压球机5台，型号ZY1400-360,6070th,4用一备。湿球进行筛分，筛上物进入链篦机干燥间后,8. 7.2.4.链篦机烘干室来自压球室的生球，进入链篦机烘干至含水2%,送入转底炉；干燥机下部设置粉料回收装置，筛下物及粉料，通过胶带机送回返料仓。生球干燥使用转底炉过来的400C的热烟气。生球干燥热风炉用于系统开工，错误!未找到引用源。主要设备配置：链篦机2台，处理能力IOot/h。（1）链篦机1）功能描述链篦机用于生球的干燥。生产时，生球由均匀布在链篦机尾部篦床
40、上，向机头运行，依次经布料段、干燥I段、干燥H段，利用来自烟气炉的热烟气穿过料层对生球中的水份进行干燥，干燥后的球团经溜板卸料，运往转底炉。生球初始水分约11%,烘干后水分2%设计。2）规格参数A设备数量：2台E格：B4L45m3）设备构成及性能链篦机由传动装置、运转部件、机架、风箱、灰箱、落灰管、溜料板等主要部件构成。a,传动装置链篦机采用全悬挂式柔性传动驱动装置，为双驱动配置（变频调速），即链篦机两侧每侧设有一套驱动装置，采用减速机输出轴用胀套直接装在主轴的两端,由两组弹性支撑，可随主轴在各方向作有限的位移，能够适应驱动装置整体随主轴热位移的工况，两台电机与减速机用法兰直接联结，传动机构采
41、用变频调速，在电机上装有编码器便于监控及信号连接，并设有过载保护，防止事故造成的篦床反转。b运转部件运行部分是设备的核心，它由头轮、尾轮、上托轮、下托轮、链篦床、尾部拉紧及尾部调整装置等组成。主轴装配的链轮带动运行链（篦床）运行，运行链由链节、定距管、篦板、小轴、挡料侧板、卡环等组成。为保证在冷热交变的工况下正常运行，各配件间均留有一定的膨胀间隙。运行链由上托轮及侧密封上的滑轨支撑，托轮组由与头轮对应的牙轮和光轮或槽轮组成，为防止运行链跑偏，将牙轮对中前后交错排列，为检修方便，轮盘采用两半结构，托轮轴由骨架处支梁上轴承座支承。下托轮、轴的合理间距，减少篦床的起伏，减少动应力。运行链尾部链轮采用
42、牙轮结构，减少篦床的跑偏，在尾部还设有压辑装置,以使篦板在受料前，能将篦板复位，避免篦板上翘产生漏料，尾轮的下侧设有重锤式自动张紧装置，用来调整运行链的张力。风箱下部的回程运行链由下托轮支承，每组下托轮由光轮支托链节，随运行链的移动而转动，托轮轴由机架上的轴承座支承。篦床侧面由侧密封箱封闭，侧板上部用压板减少烟气外溢，下部用耐热合金滑轨自润滑密封。由于链篦机头部烟气温度高，运行链在高温情况下工作，故其构件链节、篦板、侧板、链轮等均采用相应的耐热材料。C.机架机架是链篦机的支撑主体，为装配式结构，便于运输、安装、调整，采用Q235B型钢焊接而成。d.风箱（2）生球烘干热风炉1）功能描述生球干燥热
43、风炉是通过400转底炉烟气烘干。在开工阶段使用热风炉。2）设备构成热风炉本体由钢结构和耐材组成，以天然气作为燃料。生球干燥热风炉系统配套助燃风机、低温烟气引风机、高温烟气引风机各1台以及相应的管道、阀门及自动控制设备。热风炉燃气供应管道设气动调节阀，远程控制，热风炉所需的助燃空气量、混入低温烟气量自动调节，以保证热风炉各个节点的温度、压力稳定。热风炉本体采用炉膛火焰检测，开关量输出，确保燃烧的稳定性和安全性。6. 7.3.转底炉系统生球经链篦机干燥后进入转底炉振动给料机前进行再次筛分，粒度6mm的干球返回返料仓，合格干球输送至振动给料机后均匀地布到转底炉的炉床上,料层厚度1-2层。转底炉内通入天然气，经过预热的助燃风、二次风，通过调节各种调节阀控制炉内的温度分布及炉内气氛。生球经过20-3Omin的焙烧还原，通过螺旋出料机将还原的球团排出。在球团排出的同时，炉内产生一定的废烟气，进入烟气回收系统。转底炉主要规格参数：炉子中心直径：45000mm炉膛宽度：7500mm布料宽度：7200mm炉膛高度：1200mm7. 7.3.1.转底炉本体转底炉本体由环形炉床、内
