專利名稱：獲得有價(jià)值的產(chǎn)品的方法
獲得有價(jià)值的產(chǎn)品的方法
背景技術(shù)：
赤泥是在拜耳法生產(chǎn)鋁的過程中產(chǎn)生的。從化學(xué)角度考慮，赤泥是
一種主要由鐵(m)的氧化物或氫氧化物、鈦的氧化物、氧化鋁殘?jiān)?、石?砂、氧化鈣、氧化鈉和苛性蘇打堿液構(gòu)成的混合物。赤泥的名稱源自于 它的紅顏色，這是由鐵(m)的氧化物引起。赤泥的粒徑很小，取決于生產(chǎn)
工藝，其平均粒徑在O.l-lpm的范圍內(nèi)，這加重了赤泥處理的難度。特
別是從殘留的硅酸鹽、鋁酸鹽和氧化物中分離鐵(ni)的氧化物存在復(fù)雜的 技術(shù)問題，迄今為止仍沒有滿意的方式解決。
依據(jù)使用的鋁土礦的質(zhì)量，每生產(chǎn)i噸鋁，作為不可避免的伴隨物 將形成0.5-1.5噸的赤泥。每年由此產(chǎn)生的赤泥的量為幾百萬噸，加上已 經(jīng)存在的赤泥，呈現(xiàn)出嚴(yán)重的問題。由于之前赤泥基本上被認(rèn)為是一種 廢物，其大致上未被利用處理，只是存儲(chǔ)在密封的廢料堆場(chǎng)中。其中， 唯一得以利用的是回收沉降在堆場(chǎng)地面上的苛性蘇打堿液并將其循環(huán)使 用到拜耳法中。除了環(huán)保問題，這種處理形式也導(dǎo)致了事實(shí)上的經(jīng)濟(jì)問 題。因?yàn)樾枰蟮目臻g和設(shè)備，并且赤泥的運(yùn)輸成本高，在廢料堆場(chǎng)的 存儲(chǔ)成本高花費(fèi)大。另外，這種沉積導(dǎo)致的長(zhǎng)期開銷可能難以計(jì)算，其 又呈現(xiàn)出另外的經(jīng)濟(jì)問題。
因此，為了將至今被認(rèn)為是一種廢物的赤泥轉(zhuǎn)化為一種可用的有價(jià) 值產(chǎn)品，并提供經(jīng)濟(jì)的利用方式，人們進(jìn)行了大量的嘗試。其中，每種 有益的方法都盡可能地開發(fā)赤泥所含有的潛能，并提供其所含組分的廣
泛用途。 一種由Virotec國(guó)際有限責(zé)任公司保護(hù)的名為"Basecon Technology"的新方法通過使用海水轉(zhuǎn)化赤泥，使其pH值降低到大約9， 由此開啟了脫堿后赤泥的各種可能的應(yīng)用，例如用作絮凝劑或分別用作 酸性廢水或酸性土壤的處理劑的用途。
這種方法的處理范圍內(nèi)每年可使用大約1百萬噸赤泥，相應(yīng)占每年 生產(chǎn)量的不足2%，因此其不適于應(yīng)付每年上升的赤泥量，特別是對(duì)于己經(jīng)堆積的赤泥廢物不能給出任何解決的方法，這被認(rèn)為是這種方法的缺 點(diǎn)。此外，沒有廣泛利用包含在赤泥中的各種有價(jià)值的產(chǎn)品，因此僅開 發(fā)了赤泥所具有的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)潛力的一小部分也被認(rèn)為是其缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種盡可能廣泛利用赤泥的大規(guī)模技術(shù) 上可行的方法，該方法對(duì)于每年增加的和已經(jīng)堆積的赤泥均可以使用。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的可通過借助于具有權(quán)利要求1特征的赤泥而 獲得有價(jià)值產(chǎn)品的方法來解決。
本發(fā)明的便利的有利發(fā)展和重要的其它發(fā)展在其它的權(quán)利要求中進(jìn) 行了描述。
根據(jù)本發(fā)明，赤泥被用于一種獲得有價(jià)值產(chǎn)品的方法中，該方法包
括以下步驟a)使用包含至少一種烴的至少一種還原劑還原至少一部分包
含在赤泥中的鐵(m)的氧化物和/或鐵(m)的氫氧化物，和b)將反應(yīng)混合物 的至少一種固相與至少一種液相和/或氣相分離，其中固相和/或液相和/ 或氣相包含至少一種有價(jià)值的產(chǎn)品，該有價(jià)值的產(chǎn)品包括至少磁鐵礦， 并且其中還原劑包括甲烷和域天然氣和/或乙醇和域碳。這樣一種方法具 有多種優(yōu)點(diǎn)。除硅酸鹽、鈦的氧化物、殘留的苛性蘇打堿液和各種其它
化合物之外，赤泥含有重量分?jǐn)?shù)為30-60%的作為主要組分的鐵(111)的氧
化物或氫氧化物，其分別以赤鐵礦和針鐵礦的形式存在。因此，赤泥很 理想地適于自身通過還原所含有的鐵(ni)組分而獲得有價(jià)值的產(chǎn)品。其 中，還原劑自身被氧化成有價(jià)值的產(chǎn)品也被認(rèn)為是有利的。依據(jù)所選擇 的還原劑，合成氣、乙烯或乙醛與鐵(m)的氧化物或鐵(ni)的氫氧化物分 別發(fā)生反應(yīng)，這將依次產(chǎn)生重要的有價(jià)值的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品可以做為各 種化學(xué)反應(yīng)的主要原料組分。其中，甲烷提供的優(yōu)勢(shì)在于，其事實(shí)上在 世界范圍內(nèi)可以大量獲得，并且可以以一種非常廉價(jià)的方式進(jìn)行反應(yīng)。 使用天然氣所提供的優(yōu)勢(shì)在于，其使得這種方法也可以在例如阿拉斯加 這樣偏僻的天然氣存儲(chǔ)地經(jīng)濟(jì)地實(shí)施。有利的是在本方法中天然氣被另 外脫硫。使用醇作為還原劑也被認(rèn)為是有利的，特別是在環(huán)保方面，因 為借助一種可再生的原料使得一種迄今被分類為廢物的產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化得以實(shí)現(xiàn)，并且又提供了一種有價(jià)值的在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛用途的產(chǎn)品乙 醛。因?yàn)檠趸X工廠在處理鋁土礦獲得氧化鋁而生成赤泥時(shí)通常會(huì)使用 燃碳鍋爐來產(chǎn)生熱蒸汽，碳作為含烴的還原劑所提供的優(yōu)勢(shì)在于，僅需 相應(yīng)增加其運(yùn)輸量。在如澳大利亞或巴西這樣的國(guó)家，廉價(jià)的高質(zhì)量硬 煤基本上能夠無限地獲得，因此使用碳作為還原劑使得本方法的成本顯 著降低得以實(shí)現(xiàn)。
其中，例如，反應(yīng)可以在連續(xù)流反應(yīng)器中進(jìn)行。然而，其它適合的 反應(yīng)器設(shè)備也是可以使用的，例如回轉(zhuǎn)爐。完全反應(yīng)可以很容易通過紅
色(Fe203)向黑色(Fe304)的顏色轉(zhuǎn)變判斷，反應(yīng)結(jié)束后，依據(jù)選用的烴和
選用的還原條件，至少一種由反應(yīng)產(chǎn)物和剩余的赤泥構(gòu)成的固相以及液 相和/或氣相存在。其中，這些相的至少一相包含有通過還原反應(yīng)獲得的 有價(jià)值的產(chǎn)品。其中，最重要的是，作為被提及的有價(jià)值的產(chǎn)品鐵礦石 磁鐵礦，其與殘留的氧化物、鋁酸鹽和硅酸鹽一起存在于固相或液相中。 因此，赤泥在原料短缺日益嚴(yán)重的時(shí)代成為一種有價(jià)值的鐵礦石來源， 特別是用作生產(chǎn)鋼的煉鐵過程的原料。其中，純磁鐵礦的含量至少為
90%，大約是高等級(jí)天然礦含量的兩倍。如果不僅考慮每年增加的赤泥的
量，同時(shí)還考慮到數(shù)百萬噸巳經(jīng)堆積的赤泥，作為在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上有優(yōu) 勢(shì)的獲得鐵礦石的一種簡(jiǎn)單和廉價(jià)的可能，本方法的重要性已經(jīng)明確。 借助與反應(yīng)器連接的氣體分離器和/或固體分離器，固體得以以一種簡(jiǎn)單 的方式實(shí)施與液相和/或氣相分離。但是，其它分離法如浮選分離法也是 可以使用的。
在一種根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選方案中，所提供的在步驟b)中分離 出的氣相包含至少一氧化碳和/或氫。特別是結(jié)合已經(jīng)提到的使用甲烷禾口/ 或天然氣和/或碳作為還原劑，本方法除了提供磁鐵礦外，還提供合成氣
(CO+H2)作為氣相中的一種有價(jià)值的附加產(chǎn)品。與使用其它可能的離析物 形成的合成氣相比，甲烷轉(zhuǎn)化中生成的合成氣具有最高的氫與一氧化碳 的比例。因此，這使得其自身特別適于用作各種重要化學(xué)反應(yīng)的原料成 分，例如甲醇合成，或根據(jù)所謂的羰基合成通過亞甲基使烯烴轉(zhuǎn)化成醛。 在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選方案中，本方法在步驟b)后包括
附加的步驟c)，其包括將分離的固相分離為至少可磁化的第一組分和不可磁化的第二組分，其中第一組分包括至少磁鐵礦，第二組分包括至少 一種氧化物和/或硅酸鹽。其中在這種方式中，其使得可以將赤泥分解為 可磁化的鐵礦石和不可磁化的低鐵的殘留礦物料，因此各種赤泥組分可 廣泛得到應(yīng)用，這種情況是被認(rèn)為有利的。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案 中，附加步驟C)包括至少一個(gè)磁力分離器的使用。因?yàn)榇盆F礦具有尖晶
石結(jié)構(gòu)AB204，其中鐵(n)離子占據(jù)八面體位置，鐵(m)離子占據(jù)四面體 位置，故它是鐵磁性的，并且具有很強(qiáng)的可磁化性。因此，借助磁力分 離器可以提供一種技術(shù)上特別簡(jiǎn)單和廉價(jià)的可能，將赤泥基本上定量地 分離成可磁化的鐵礦石和不可磁化的低鐵組分。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選方案中，本方法在步驟b)和/或任
選的c)后包括以下的附加步驟d)，其中步驟d)由清潔氣相構(gòu)成，并且包 括清潔氣相、優(yōu)選為從氣相中脫除C02。該步驟有利保證了在步驟c)中
分離的合成氣能夠最優(yōu)滿足可能的進(jìn)一步處理方法的需求。其中，所述
清潔步驟優(yōu)選包括從氣相中除去co2，其涉及通過以下通用反應(yīng)式的一
氧化碳
C02 + C —— 2CO
但是，其它氣相清潔的方法，例如除水和干燥、煤煙分離、脫硫，
或調(diào)節(jié)期望的CO:H2比的方法也是可用的。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，步驟d)的清潔包括改進(jìn)的Benfiled 法(本菲爾德法)的使用。其中，通過循環(huán)過程中的溫?zé)岬奶妓徕浫芤?，?C02、 H2S和其它酸性組分釋放出分離的氣相。在本方法中，被認(rèn)為有利 的是在一個(gè)步驟中實(shí)施對(duì)氣相中不期望的C02進(jìn)行脫除和脫硫。另一個(gè) 優(yōu)點(diǎn)是在使用的碳酸鉀溶液中待清潔的合成氣的溶解度低。另外，改進(jìn) 的BenfiledTM法獨(dú)有地包括可以在世界范圍內(nèi)廉價(jià)獲得的原料混合物。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選方案中，本方法在步驟b)和/或任選 的步驟c)和/或任選的步驟d)之后包括以下的附加步驟e)，它包括實(shí)施烴 合成法，特別是一種費(fèi)-托(Fischer-Tropsch)法禾n/或一種氣轉(zhuǎn)液法，其中至 少一種合成的離析物包括至少一種在步驟b)中分離出的氣相組分和至少 一種包含至少一種烴的產(chǎn)品，其中的合成法包括至少一種催化活性組分 的使用。費(fèi)-托法是用于將合成氣(CO/H2)轉(zhuǎn)化成液態(tài)烴的一種大型技術(shù)方
7法。其一般機(jī)理可以用下面的反應(yīng)式描述
nCO + (2n+l)H2 — CnH2n+2 + nH20 通常，該反應(yīng)在20(TC至35(TC之間的溫度及在壓力下可催化加速進(jìn) 行，除石蠟、烯烴和醇類之外，其首先提供汽油和油。特別是考慮到原 油沉積物的減少，這就給出了獲得燃料的一條重要的可選合成路線。除 其中，通過分餾，用于柴油機(jī)的高等級(jí)燃料可以從得到的烴中獲得。它 具有無色無味、完全無硫和無芳香族化合物或有機(jī)氮化合物的優(yōu)點(diǎn)。另 外，它是可生物降解的和無毒的。如果通過還原鐵(III)部分得到的合成氣 中的氫的比例不能滿足實(shí)施費(fèi)-托法的要求，可以在之后進(jìn)行摻混。獲得 附加的有價(jià)值產(chǎn)品的另一優(yōu)點(diǎn)是與在步驟a)中使用天然氣作為還原劑的 同時(shí)實(shí)施gtl法(氣轉(zhuǎn)液)。其中，首先通過供氧將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣， 然后以上面描述的方式將其進(jìn)一步處理成液態(tài)烴。因此提到的費(fèi)-托法產(chǎn) 品的優(yōu)點(diǎn)也適用于gtl法的產(chǎn)品。其中，文獻(xiàn)中描述了各種鈷和鐵催化劑 適于作為費(fèi)-托法中的催化劑。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選方案中，赤泥的至少一種組分自 身可作為催化活性組分。磁鐵礦作為實(shí)施費(fèi)-托法的一種特別有效的催化 劑對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。因此，有利地是提供將通過在步驟a)
中還原的赤泥中的鐵(m)部分而產(chǎn)生的、以及在步驟b)和/或c)中分離的
磁鐵礦用作費(fèi)-托法的催化活性組分。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍 內(nèi)，對(duì)赤泥的轉(zhuǎn)化可以獲得各種更有價(jià)值的產(chǎn)品，并具有一種有益的、 廣泛的、在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上重要的，對(duì)迄今被認(rèn)為是廢物的赤泥的利用的 可能性。
本發(fā)明的另一方面涉及利用由權(quán)利要求3的步驟c)分離得到的不可 磁化的第二組分作為至少一種水泥添加材料。其中，在磁鐵礦分離后得 到的低鐵殘留礦物料可有利地使其自身作為一種水泥添加材料，否則由 于赤泥中高的鐵含量導(dǎo)致的被認(rèn)為是腐蝕物的復(fù)雜反應(yīng)，這種利用將是 不可能的。也可以考慮另外添加一定重量含量的碳酸鈣(石灰石)。在這種 方式下，促進(jìn)了礦物形成，并提供了一種水硬性水泥。另外，可能存在 的堿性組分大部分通過副反應(yīng)生成硅酸鹽，所以最終產(chǎn)品具有弱堿性， 其pH值在7至9的范圍內(nèi)。因此，已經(jīng)描述過的可能利用與對(duì)殘留礦物料的利用一起提供了對(duì)所有赤泥組分的完全利用。以這種方式，消除了 處理赤泥的需求，特別是消除了在廢料堆場(chǎng)存儲(chǔ)赤泥的需求。隨之，不 僅通過消除堆積成本而產(chǎn)生了巨大的成本節(jié)約，而且相反的通過產(chǎn)生的 有價(jià)值產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)上的利用而產(chǎn)生的特殊優(yōu)點(diǎn)也被結(jié)合起來。
本發(fā)明的另一方面涉及源自權(quán)利要求1的步驟b)中分離的氣相的至 少一種組分的利用，以將其作為實(shí)施烴合成法的一種離析物，特別是實(shí) 施費(fèi)-托法和/或氣轉(zhuǎn)液法，其中，至少一種產(chǎn)物中包含至少一種烴，并且 其中所述合成法包括至少一種催化活性組分的使用。由此所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn) 可以從前述的優(yōu)點(diǎn)中獲得。
在根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)優(yōu)選方案的應(yīng)用中，提供了將赤泥中的至少 一種組分本身作為催化活性組分。如前所述，磁鐵礦做為實(shí)施費(fèi)-托法的 一種特別有效的催化劑對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。因此，有利地提
供了將通過在步驟a)中還原赤泥中的鐵(III)部分而產(chǎn)生的、以及在步驟 b)和/或c)中分離的磁鐵礦用作費(fèi)-托法的催化活性組分。
通過下面的幾個(gè)實(shí)施方案的描述，本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)和細(xì) 節(jié)是顯而易見的。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
將水含量低于5%的干燥過的赤泥進(jìn)行從鐵(111)的鹽至磁鐵礦的還 原。其中，所述向磁鐵礦的還原在250。C至800。C之間的溫度下通過過量 的甲烷進(jìn)行。還原完成后借助固體分離器實(shí)施固相與氣相的分離。其中， 通過紅色(Fe203)向黑色(Fe304)的顏色轉(zhuǎn)變，反應(yīng)的終點(diǎn)可以以一種簡(jiǎn)單 的方式判斷。借助磁力分離器，以簡(jiǎn)單的方式實(shí)施隨后的將固相分離為 可磁化的相和不可磁化的相。其中，磁鐵礦與剩余的礦物混合物分離開， 并可以以已知的方式進(jìn)一步處理。剩余的礦物混合物與10%的碳酸鈣 (w/w)混合并被用作水泥填料。
實(shí)施例2
將水含量低于20%的赤泥進(jìn)行從含有的鐵(111)的氧化物和鐵(111)的氫
9氧化物向磁鐵礦的還原。其中，向磁鐵礦的還原在65(TC至IIO(TC之間 的溫度下通過過量的甲垸、天然氣或乙醇在亞化學(xué)計(jì)量的條件下在流化
床反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)反應(yīng)階段，非磁性的鐵(ni)的氧化物和鐵(m)的
氫氧化物基本上被全部還原成磁鐵礦。另外，碳顆粒由于氧氣的相對(duì)缺 乏而以還原態(tài)形成。氣相反應(yīng)產(chǎn)物除H20和c02之外還特別含有CO， 其中根據(jù)以下的吸熱Boudouard反應(yīng)
C02 + C —— 2 CO
出現(xiàn)的平衡可以按照Le Chatelier原理分別通過溫度升高或降低壓力 向產(chǎn)物方向移動(dòng)。因此，例如，在100(TC的溫度下和1()Spa的壓力下， 可以達(dá)到至少98%的CO收率。在溫度降低到65(TC至70(TC范圍內(nèi)時(shí)， CO的收率降低到低于50%。另外，在活潑的鐵氧化物的催化活化下，熱 解副反應(yīng)產(chǎn)生了氫。
隨后，將氣相與包含磁鐵礦的固相分離并對(duì)其進(jìn)行清潔，其中特別 是去除產(chǎn)生的c02。其中，借助改進(jìn)的BenfiledTM法實(shí)現(xiàn)所述清潔。清潔 后的富含CO和h2的氣體隨后又返回到還原過程中，并用于循環(huán)中的鐵
(m)氧化物和鐵(ni)氫氧化物的進(jìn)一步還原。
冷卻后借助磁力分離器，從非磁性殘留礦物料中分離得到包含磁性 鐵礦石磁鐵礦和次要的鈦鐵礦石組分的分離固相。首先，它包含有含氧 化鋁和石英砂(10%)的鋁硅酸鹽及少量石灰(3%)的混合物。例如可以將其 用作水泥添加材料、土壤改良劑或礦物肥料，因?yàn)檎惩恋V物對(duì)于土壤中 水的保持是至關(guān)緊要的。土壤中水的保持對(duì)于鋁土礦開采區(qū)是特別重要 的方面，因?yàn)闊釒У貐^(qū)的土壤破壞也恰是由于粘土礦物被沖刷走引起的。
實(shí)施例3
使用天然氣作為廉價(jià)的還原劑，在23(TC至650'C的溫度范圍內(nèi)按照 前述的在斷絕氧的情況下對(duì)脫水赤泥進(jìn)行轉(zhuǎn)化。其中，反應(yīng)包括在中等 溫度下的催化部分氧化，其中，在按照以下方程式的重整過程中， CH4 + Fe203/FeO(OH) — CO + 2H2 + Fe304
特別是鐵(in)的氧化物被還原，且甲垸被氧化為一氧化碳co和氫 h2。因此，在生成其它還原性氣體的工藝中，過量的還原性氣體可用作燃料氣體，或用在其它化學(xué)工藝中，并成為了一種有價(jià)值的副產(chǎn)品。同 時(shí)，在副反應(yīng)中形成了二氧化碳和水。由于主反應(yīng)是吸熱的，必須向反 應(yīng)提供熱量。
出于經(jīng)濟(jì)原因，這個(gè)過程在一個(gè)連續(xù)流反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)行。熱的礦 物混合物例如被通過一個(gè)螺桿擠出機(jī)排出，并且被導(dǎo)入熱交換器工段， 以回收熱量用于脫水。之后，將粘合在一起的礦物顆粒又在軋輥之間被 擠壓成最細(xì)粉碎的初始產(chǎn)物。在生成磁鐵礦時(shí)進(jìn)行礦化處理有助于提高 下一階段使用磁力分離器時(shí)的相分離，并防止磁性和非磁性礦物顆粒的 粘連。
最后，獲得了磁鐵礦和從磁鐵礦中分離出的含有石灰和石英砂的堿 性粘土礦物的混合物，它們可以進(jìn)一步按照已經(jīng)描述的方式被利用。磁
鐵礦的收率至少為75%，并且可以通過本領(lǐng)域常用的方法提高到95%。 實(shí)施例4
鋁土礦分解產(chǎn)生的赤泥含有以赤鐵礦Fe203和針鐵礦FeO(OH)的礦 物形式存在的鐵的氧化物/氫氧化物42-50%(w/w)，鋁硅酸鹽類的粘土礦
物〉30n/。(w/w)， Si02的量在5-10n/。(w/w)之間，由苛性蘇打堿液回收得到
的石灰占3-5。/。(w/w)。赤泥中的水含量通常在25-40。/。(v/w)之間。如果赤 泥中存在的金屬的氧化物/氫氧化物在最低75(TC至最高IIOO'C的溫度內(nèi) 在還原性條件下進(jìn)行熱處理，則可以以簡(jiǎn)單的方式獲得鐵氧化物和鈦鐵 礦形式的鈦。其中鈦鐵礦由金紅石型(Ti02)和鐵的化合物形成。鐵礦物被 轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)上最穩(wěn)定的化合物磁鐵礦。由于這兩種礦物的強(qiáng)磁特性， 利用公知技術(shù)可以容易地從非磁性殘?jiān)袑⑺鼈兎蛛x出來。公知的浮選 技術(shù)也可用于該分離。
在本實(shí)施例中，用碳粉作為還原劑來實(shí)施本方法。為了實(shí)施，將赤 泥在預(yù)混器中與3-20n/。(w/w)的碳粉混合，并通過使用廢熱預(yù)熱過的干燥 段而將其導(dǎo)入回轉(zhuǎn)爐中。在此爐子中，氧化還原反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，任選借 助或不借助輔助燃燒。目前氧化鋁工廠通常廢棄了具有日產(chǎn)能達(dá)8000噸 的煅燒爐。本技術(shù)可以在不用大改進(jìn)的情況下在此實(shí)施。
有利的是，本方法被設(shè)計(jì)成外熱式的(allothermic)，因?yàn)槿缣佳趸?0 +
ii02 — C02)的高放熱反應(yīng)和如根據(jù)Boudouard反應(yīng)(2CO — C + 0)2)形 成一氧化碳的吸熱反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的。在這些條件下，向磁鐵礦的還原 反應(yīng)進(jìn)行至少75%，但是通過使用本領(lǐng)域的常規(guī)方法很容易使其增至 90%或更高。
隨后，將被還原的細(xì)粉運(yùn)送到具有熱交換器的冷卻筒中，并在充分 冷卻后將其供應(yīng)到下一階段的磁力分離器中。由于磁鐵礦和鈦鐵礦(鐵鈦 礦石)的強(qiáng)磁特性，磁力分離器將它們與非磁性的殘留礦物料分離開，殘 留礦物料基本上包含非磁性的粘土礦物、石英、石灰以及少量的非磁性 鐵礦石。
由于粘土礦物的化學(xué)組成很大程度上與水泥中存在的材料相同，其 可以被作為水泥添加物，因此可以產(chǎn)生所謂的鐵水泥。通過添加更多的 生石灰，水泥添加物的水硬性就能夠滿足相應(yīng)的要求。此外，非磁性礦 物殘留物由于其中的粘土礦物而可以用作保水劑，或由于其中的石灰或 鐵成分而分別用作土壤改進(jìn)劑或礦物肥料。
權(quán)利要求
1、通過在拜耳法生產(chǎn)鋁的過程中產(chǎn)生的赤泥獲得有價(jià)值的產(chǎn)品的方法，其包括以下步驟a)用包含至少一種烴的至少一種還原劑還原至少一部分包含在所述赤泥中的鐵(III)的氧化物和/或鐵(III)的氫氧化物；和b)將反應(yīng)混合物的至少一種固相與至少一種液相和/或氣相分離，其中所述固相和/或液相和/或氣相包含至少一種有價(jià)值的產(chǎn)品，該有價(jià)值的產(chǎn)品包含至少磁鐵礦，其特征在于所述還原劑包含甲烷和/或天然氣和/或乙醇和/或碳。
2、 權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟b)中分離的氣相包含至少一氧化碳和/或氫。
3、 前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于 所述方法在步驟b)之后包括以下的附加步驟C)將分離的固相分離為至少可磁化的第一組分和不可磁化的第二組 分，其中所述第一組分包含至少磁鐵礦，所述第二組分包含至少一種氧 化物和/或硅酸鹽。
4、 權(quán)利要求3的方法，其特征在于 步驟C)包括使用至少一個(gè)磁力分離器。
5、 前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于 所述方法在步驟b)和/或任選的C)之后包括以下的附加步驟d)清潔所述氣相，其中所述清潔優(yōu)選包括從氣相中脫除C02。
6、 權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述清潔包括改進(jìn)的本菲爾德法。
7、 前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于所述方法在步驟b)和/或任選的步驟C)和/或d)之后包括以下的附加步驟-e)實(shí)施烴合成法，特別是費(fèi)-托法和/或氣轉(zhuǎn)液法，其中所述合成的至 少一種離析物包括源自步驟b)中分離的氣相的至少一種組分，至少一種 產(chǎn)物包含至少一種烴，并且其中所述合成法包括使用至少一種催化活性 組分。
8、 權(quán)利要求7的方法，其特征在于 所述赤泥的至少一種組分自身是所述催化活性組分。
9、 權(quán)利要求3的步驟c)中分離的不可磁化的第二組分作為至少一種 水泥添加材料的用途。
10、 權(quán)利要求1的步驟b)中分離的氣相的至少一種組分作為用于實(shí) 施烴合成法、特別是實(shí)施費(fèi)-托法和/或氣轉(zhuǎn)液法的離析物的用途，其中至 少一種產(chǎn)物包括至少一種經(jīng)，并且其中所述合成法包括使用至少一種催 化活性組分。
11、 權(quán)利要求10的用途，其特征在于 所述赤泥的至少一種組分自身是所述催化活性組分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用在通過拜耳法生產(chǎn)鋁的過程中積累的赤泥獲得有價(jià)值產(chǎn)品的方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟a)用包含至少一種烴的至少一種還原劑還原至少一部分的鐵(III)的氧化物和/或鐵(III)的氫氧化物；和b)從至少一種液相和/或氣相分離反應(yīng)混合物的至少一種固相，所述固相和/或液相和/或氣相中包含至少一種有價(jià)值的產(chǎn)品，該有價(jià)值的產(chǎn)品至少含有磁鐵礦，并且該還原劑包括甲烷和/或天然氣和/或乙醇和/或碳。
文檔編號(hào)C01B3/32GK101472836SQ200780016095
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月4日
發(fā)明者E·克勞澤, V·勒姆 申請(qǐng)人:克勞澤-勒姆-系統(tǒng)股份公司