技术文献：转底炉处理赤泥工艺技术

　　摘 要：为了综合利用氧化铝冶炼产生的赤泥，探索在转底炉中直接还原赤泥、磨矿磁选获得高品位直接还原铁。通过实验室试验摸索了转底炉还原工艺参数，并在转底炉工业试验线进行了工业试验。实验室结果表明，赤泥还原后的直接还原铁(DRI)金属化率可达88.6%，磁选后的铁品位可达82.1%，磁选后的铁回收率可达88.9%。工业试验中，转底炉还原后，产品金属化率平均为69.2%，将还原后的 DRI磁选获得高品位的 DRI产品，磁选后 DRI的铁品位为72.8%，磁选后铁回收率达到了85.2%，初步打通了在转底炉中还原赤泥、磁选的工艺路径。

　　关键词：转底炉;赤泥;资源综合利用;直接还原;磁选

　　赤泥是铝冶炼生产过程中产生的固体废弃物，每生产1tAl2O3 要产生超过1t的赤泥，当前全球每年赤泥产量超过1亿t，累计产生量超过30亿t[1-4]。中国赤泥年产量超过4000万t，全国的赤泥存量超过4亿t。拜耳法赤泥铁质量分数约为25%～32%，具有一定的利用价值，但赤泥中的铁元素以 Fe2O3 形式存在，磁选较困难，加上颗粒细、含水高等，大量尾矿一般只能露天堆存，占用大量耕地，也存在环境危险。赤泥综合利用是国际性难题，中国铝业公司、东北大学、中南大学、中国有色集团、北京有色金属研究总院等国内很多研究机构探索了很多工艺处理铝业赤泥[5-15]，尝试了很多种赤泥处理工艺路径方法，但都没有找到成功的工艺处理方法，造成国内外赤泥大量堆存，形成了众多的人工赤泥山或赤泥池，随着国家相关环保政策越来越严，赤泥的综合利用也越来越迫切。

　　转底炉工艺通过高温固态还原反应，可以有效脱除尘泥中的锌、钾、钠、铅和氯等有害元素，是一种直接还原工艺。宝钢2015年在宝钢湛江开始建设转底炉生产线，2016年宝钢转底炉生产线投产，经过一系列的工艺改进，实现了转底炉工艺达产达标，宝钢转底炉工艺技术达到了国际一流水平。本文探索在转底炉中直接还原赤泥，通过实验室试验摸索了转底炉还原工艺参数，并在转底炉工业试验线进行了工业试验。将还原后的 DRI进行磁选，可获得高品位的 DRI产品。这 初 步 打 通 了 在 转 底 炉 中 还原赤泥、磁选的工艺路径。

　　1 试验原料

　　选取某氧化铝生产厂生产氧化铝过程产生的一种典型赤泥作为原料，配以焦粉作为还原剂，并添加一定量的石灰石作为熔剂，在实验室进行了直接还原工艺试验。赤泥的成分和光谱图如表1和图1所示，配入的焦粉和石灰石的具体成分见表2和表3。

　　2 转底炉还原赤泥实验室试验

　　取干基20kg的赤泥，配入11%焦粉、5%石灰，在混合机中混合约10min混合均匀，在对辊压球机(图2)中压球，取1kg完好的生球，烘干后放入高温试验炉(图3)中高温还原30min。将还原后的 DRI进行化学成分分析。在经过50mT 一级磁选强度、250mT 二级磁选后，获得高品位的 DRI粉，对其进行化学成分分析。

　　试验 所 用 的 磁 选 机 如 图4所 示。考 察 1200、1250、1280、1300、1320和1350 ℃温度条件下的试验结果，见表4。从试验结果可以看出，反应温度从1200升高到1350℃，赤泥还原后的金属化率从59.3% 提 高 到 88.6%，两 级 磁 选 后 的 铁 品 位 从60.9%提高到82.1%，磁选后的铁回收率从75.6%提高 到88.9%。 从 1200 到 1300 ℃ 升 温 过 程中，赤 泥 还 原 金 属 化 率 从59.3%提高 到80.2%，

磁选 后 的 铁 品 位 从 60.9% 提 高 到 76.2%，铁 回收 率 从75.6% 提 高 到 86.5%，这 些 主 要 参 数 在1200～1300 ℃ 温 度 段 上 升 速 度 较 快。 但 温 度超 过1300 ℃后，随着温度的上升，金 属 化 率、磁选 后 的 铁 品 位、铁回收率等指标提高速度明显下 降。

　　总体来说，反应温度的升高有利于提高赤泥还原后的 DRI金属 化 率、磁 选 后 的 铁 品 位 和 铁 回 收率，在1200～1300 ℃温度 段 上 升 速 度 较 快，但 温度上升到1300 ℃后，磁选后的铁品 位 和 铁 回 收 率提高幅度较小。

　　3 转底炉还原赤泥工业试验

　　根据实验室试验摸索的还原工艺条件，进行了转底炉工业试验，转底炉的工艺流程图如图5所示。在工业试验中，转底炉高温区反应温度为1300 ℃，加热区和低温区反应温度为1250 ℃，第二 段 反 应温度为1280 ℃，在转底炉中停留30min。将还原后的 DRI进行 化 学 成 分 分 析，并 取200kgDRI样品，在50mT 一级 磁 选、250mT 二级 磁 选 条 件 下，获得高品位的 DRI粉进行化学成分分析，具体工业试验结果见表5。