【摘 要】本文介紹了高品位赤泥冷固壓球后在煉鋼、煉鐵過程及赤泥還原鐵在煉鋼過程的應(yīng)用實踐，拓展了赤泥的應(yīng)用的領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】赤泥,冶金,循環(huán)利用

1 引言

赤泥是以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體廢渣，每生產(chǎn)1噸氧化鋁，大約產(chǎn)生赤泥0.8～2.0噸，預(yù)計到2015年，世界累計堆存量將達(dá)3.5億噸。目前，我國赤泥的綜合利用率只有約4%。赤泥陸地堆放，占用農(nóng)田，污染水系，干燥后隨風(fēng)飄揚(yáng)，又污染大氣。赤泥的綜合利用是一項世界性難題，隨著全球環(huán)保意識的增強(qiáng)，已經(jīng)成為嚴(yán)重制約著氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的問題。隨著赤泥存量不斷增長，對其作為二次資源在冶金領(lǐng)域循環(huán)利用，突破了赤泥在冶金行業(yè)的應(yīng)用瓶頸，減少了赤泥儲存耕地的占用和對環(huán)境的污染。

2 赤泥冷固壓球

2.1 對原料的要求

原料選用經(jīng)磁選后含鐵品位較高的赤泥，成分范圍見表1

表1 高品位赤泥成分（%）

TFe SiO2 P S 水分

≥50 ≤9.0 ≤0.07 ≤0.05 ≤15

2.2 赤泥冷固壓球工藝流程

赤泥晾曬：在干燥通風(fēng)的環(huán)境中晾曬1～3天，至赤泥含水量小于等于5%,

配料時加入1～4%的N型粘結(jié)劑，混料時加入2～6%的P型粘結(jié)劑。

赤泥煉鐵用冷固球配料時加入10～30%的氧化鐵皮提高品位，以滿足煉鐵的需要。

赤泥冷固球生產(chǎn)還原鐵，球配料時加入10～30%的氧化鐵粉、還原煤及添加劑。

2.3赤泥冷固球壓制

壓制采用中壓壓制煤球用壓球機(jī)，針對壓制赤泥的特殊性，對其混料、布料、液壓等系統(tǒng)進(jìn)行改造，以適用壓制赤泥氧化鐵球。新壓制的赤泥氧化鐵球水分為6～12%，要保證在運(yùn)輸過程中不能摔碎，經(jīng)過200℃，1.5小時的烘干后，赤泥冷固球的水分降為2～4%，強(qiáng)度可達(dá)到每個球1500牛。

2.4赤泥煉鋼冷卻劑成分

表2煉鋼冷卻劑成分要求（%RcRq7i5vo6zq1L9fF1xd2g==）

TFe SiO2 P S 水分

≥45 ≤9.0 ≤0.07 ≤0.05 ≤4

2.5煉鐵赤泥冷固球成分

表3 煉鐵赤泥冷固球成分要求（%）

TFe SiO2 P S 水分

≥55 ≤9.0 ≤0.10 ≤0.08 ≤4

3 赤泥冷固球冷卻劑在煉鋼中的應(yīng)用

赤泥氧化鐵球在鋼廠作為冷卻劑使用，赤泥冷固球取代礦石作為轉(zhuǎn)爐冷卻調(diào)渣劑具有外觀質(zhì)量好，水分少，夾雜低，加入轉(zhuǎn)爐反應(yīng)平穩(wěn)，調(diào)渣迅速，不產(chǎn)生劇烈反應(yīng)造成飛濺，有利于提高金屬的收得率。每爐出鋼42t，加入100kg礦石和赤泥氧化鐵球作為冷卻調(diào)渣劑，礦石溫降11℃、吹損8.9%、渣堿度3.3，赤泥氧化鐵冷卻劑溫降9℃、吹損8.3%、渣堿度3.7。在加入量相同的情況下，赤泥氧化鐵球作為冷卻調(diào)渣劑溫降小，操作平穩(wěn)，減少吹損0.6%，提高鋼鐵料所得率，渣堿度的提高降低了螢石的消耗。鋼鐵料所得率的提高及螢石消耗的降低，帶來了較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

4 赤泥冷固球在煉鐵的應(yīng)用

高爐煉鐵料層厚、爐料下降過程沖擊力大、受熱時間長，為此，要求赤泥冷固球有較高的強(qiáng)度，其單個球的強(qiáng)度應(yīng)大于1200N以上，且在受熱過程不破損。

赤泥冷固球中含鐵量較高，可代替礦石，在高爐中還原煉鐵，高爐配料加入5%的赤泥冷固球，可降低焦耗1.9kg，提高產(chǎn)能0.6%。

5 赤泥直接還原鐵用于煉鋼金屬爐料

用固體碳作為還原劑對鐵的氧化物進(jìn)行還原，生成的氣相產(chǎn)物是CO，稱為直接還原。赤泥在軟化和熔化之前，直接與還原劑接觸的面積很小，反應(yīng)速度慢，還原過程受到限制。在高溫區(qū)的還原主要有兩個過程：

（1）CO 間接還原過程，F(xiàn)e3O4 + CO=3FeO + CO2，F(xiàn)eO+CO=Fe+CO（放熱13 600 kJ）,（2）間接還原產(chǎn)生的CO2與固體還原劑發(fā)生反應(yīng)（貝-波反應(yīng)），CO2+C=2CO（吸熱165 800 kJ）。

上述反應(yīng)的最終結(jié)果即FeO+C=Fe+CO（吸熱152 200 kJ）。兩個反應(yīng)中，實際上還是CO 起還原作用，但是就整個過程來說，還原劑消耗的還是固體碳，所以稱這個過程為直接還原。

為提高赤泥還原鐵的品位，在配料時含鐵物料按赤泥∶氧化鐵粉=67∶33的質(zhì)量配比進(jìn)行配料。赤泥配加碳作為還原劑，配加CaO、Na2CO3 和CaF2作助劑促進(jìn)赤泥的還原，選擇赤泥∶氧化鐵粉∶還原煤∶添加劑質(zhì)量配比為56∶27∶13∶4配料，混合均勻后壓制成球，送入隧道窯進(jìn)行還原。還原焙燒溫度為1100～1200℃，還原焙燒時間為1.5～2h，得到赤泥還原鐵，還原鐵含鐵品位達(dá)到88%，鐵回收率為91.42%。

赤泥還原鐵可作為煉鋼過程的金屬爐料加入鐵水中進(jìn)行煉鋼，實現(xiàn)了赤泥的短流程、較大量的利用，具有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語

對含鐵較高的赤泥加入一定比例的添加劑，采用改造過的壓球機(jī)可壓制成赤泥冷固球，作為煉鋼冷卻劑、煉鐵爐料、生產(chǎn)還原鐵在冶煉過程應(yīng)用，代替部分礦石、減少資源消耗，煉鋼、煉鐵指標(biāo)也得到提高，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

把赤泥作為二次資源循環(huán)利用，降低了耕地的占用、減少了對環(huán)境的污染，同時也具有較為明顯的社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]南相莉，張廷安，劉燕，豆志河.我國赤泥綜合利用分析[J].過程工程學(xué)報，2010（4）.