摘要：本文主要概括了以赤泥为原料，采用回转窑装置，通过煤基直接还原技术生产海绵铁的技术研究。介绍了赤泥的原料特性、市场应用现状和煤基回转窑生产海绵铁的工艺过程。对还原炼铁的市场进行了简要的分析，重点详细地阐述了赤泥煤基直接还原炼铁工艺技术研究现状和回转窑煤基直接还原技术。总结了以上技术在赤泥还原炼铁领域的优势和不足以及在选择合适的工艺时需要考虑的因素。

关键词：#赤泥；#赤泥回转窑煤基直接还原；#炼铁；#美高梅4688集团am

一、概述

（一）赤泥原料特性和市场应用现状

①　赤泥的性质

赤泥为氧化铝生产产生的强碱性工业固废，总铁（TFe）含量稳定在50%以上，含铁资源价值突出，且年产生体量巨大，堆存场地日趋紧张，长期堆存环保风险突出。因铁矿物嵌布粒度细，无法直接入炉冶炼，需通过成型、焙烧、分选等工艺集中资源化处置，这样既能规模化资源化处置固废、规避环保隐患，又可高效回收高品位铁资源，实现固废循环再利用。

检测项目	含量范围	说明
总铁（TFe）	50.3～56.5	核心有价组分，铁品位高，回收价值优异
三氧化二铁（Fe₂O₃）	72.1～80.8	赤泥呈红褐色主要原因
氧化铝（Al₂O₃）	11.8～16.9	主要脉石组分，可协同回收利用
二氧化硅（SiO₂）	6.3～10.2	影响物料成型及冶炼工况的主要杂质
二氧化钛（TiO₂）	3.4～6.3	伴生有价金属组分
氧化钙（CaO）	1.5～5.6	可改善物料烧结性能
碱金属氧化物（Na₂O等）	2.2～4.7	物料强碱性主要来源，需管控防渗堆存

②　赤泥的市场应用现状

赤泥应用在建材行业、金属提取、矿山充填集料以及冶金行业，冶金行业的应用主要是经磁选重选富集后得到铁精粉，再冷压成球，进入电炉冶炼，代替废钢做造渣剂和降温剂。

（图片来源网络）

（二）煤基回转窑的主要生产工艺

回转窑煤基还原炼铁工艺是煤基直接炼铁最主要的工艺方法，占煤基直接还原总产量的95%以上，其它煤基法均未形成大型生产性工厂或尚无长期生产经验。多年来，国内对煤基回转窑工艺做过大量研究开发，具有较好的技术基础，因此回转窑法是我国目前发展直接还原铁的主导工艺。

目前国内已建成和正在建设的回转窑工艺有三种：一步法、二步法和冷固结球团法。

所谓“一步法”是指把细磨铁精矿造球，在链蓖机上经干燥、预热（900℃），直接送入回转窑进行固结和还原，所有工序在一条流水工艺线上连续完成。

“二步法”是将上述工艺过程分二步来完成，即先把铁精矿造球，经高温（1300℃）氧化焙烧，制成氧化球团；然后再将氧化球团送入回转窑进行还原，制成成品；两个工艺过程可分别在两地独立进行，故称“二步法”。

冷固结球团法是在磁铁矿精粉中加入少量特制的复合型粘合剂造球，在较低的温度（200℃左右）下干燥固结，然后送入回转窑进行还原，省略了高温焙烧氧化固结的过程。

二、赤泥回转窑煤基还原炼铁技术研究

煤基直接还原工艺以非焦煤、碳粉、焦炭、低灰煤、石墨粉、烟煤等作为还原剂，因此，煤矿资源丰富的国家多采用煤基直接还原提铁工艺处理赤泥。

（一）国内外赤泥煤基直接还原工艺研究

范艳青等^【8】用煤基还原剂对澳大利亚赤泥在1000～1200℃直接还原焙烧，使赤泥中氧化铁还原彻底，通过细磨磁选，铁的品位达60.22%。CONG等采用微波碳热直接还原磁选法回收赤泥中的铁，在碳氧比为1.5，微波功率为3000W，加热时间为45min，成渣率为5%的条件下得到铁的品位为64.58%，回收率达90.64%。

ZHU等^【8】先将赤泥与8%的Na2CO3混匀造粒，干燥后以烟煤作为还原剂，在1050℃下焙烧80min，随后将焙烧产物磨细、磁选，得到的铁精矿中铁的品位为90.87%，回收率为95.76%。

李爱民等^【8】对山西某大型氧化铝厂拜耳法低铁赤泥熔融态煤基直接还原焙烧-磁选处理，在加入添加剂CaF2的情况下获得的铁精矿全铁品位为80.83%，回收率达到93.44%。

高建阳等^【8】对印尼赤泥，配入添加剂，采用煤基直接还原焙烧－渣铁磁选分离－冷固成形的新工艺流程，其金属化率为92.9%，铁品位为93.7%，铁回收率为94.42%。（范艳青、ZHU、李爱民、高建阳等均来自参考文献【8】）

这些研究成果为赤泥煤基直接还原工艺提供了一个很好的发展研究方向。

（二）国内外赤泥回转窑煤基直接还原技术研究

目前应用最广的回转窑煤基直接还原工艺有德国鲁奇公司的SL-RN法和德国克虏伯法(Krupp-codir），SL-RN法其基本工艺流程是将80%的非焦煤、赤泥和辅助原料从窑尾送入回转窑，其余20%非焦煤自窑头喷入，通过沿窑壁布置的燃烧器燃烧供热使窑体温度控制在900～1000℃。原料在回转窑中焙烧10～20h后自窑头排出进入冷却桶冷却，进行筛分磁选后将磁性材料压块或送入电炉炼钢，从窑尾排出的废气用于余热锅炉或加热发电。

匈牙利采用改良的串联法将阿尔马什菲济特氧化铝厂的拜尔法赤泥^【5】，配加无烟煤作还原剂在捷克的耶依保维查厂60mm长的回转窑中还原焙烧，再磁选分离，铁的品位可达77%，铁回收率达81.5%～83.0%，这种铁精矿可作为电炉炼钢的原料。

张建华等^【8】利用赤泥、煤粉、钛磁铁矿造球，采用回转窑还原焙烧工艺对球颗粒进行还原，尾矿经磁选获得直接还原铁，其中铁的品位达92%以上，回收率大于85%。

王晓平等^【8】在分析比较了赤泥与低品位红土镍矿还原工艺的基础上，提出了利用回转窑对赤泥和低品位红土镍矿煤基共还原耦合工艺，在优化还原的条件下，得到镍品位5.58%，铁品位89.91%、镍回收率93.11%和总铁回收率为90.23%的粉状镍铁，实现了赤泥中的铁和低品位红土镍矿中的铁的综合回收。（张建华、王晓平等来自参考文献【8】）

总的来说，此工艺出窑产品经磁选后所得铁的品位相对较高，污染小，但也存在一定的缺点，料在窑内随窑体滚动，容易被粉碎，还原后的产品不易出窑，赤泥中含有一定的结合水容易与煤粉粘在一起形成“结圈”，损坏炉衬，影响还原效果。

三、赤泥冷压球团进回转窑还原炼铁

本工艺先对赤泥做预处理，将原料筛分烘干后，按配比掺入专用粘合剂、煤粉还原剂与适量助熔剂，充分搅拌混匀，经高压冷压设备制成规整致密的冷压球团。生球再通过低温烘干脱去游离水分，提升球团冷热态强度，避免回转窑内粉化塌料。

干燥合格的赤泥球团送入回转窑，依托煤基高温气氛开展直接还原，窑内控制1050℃-1250℃还原温度，煤粉热解产生一氧化碳、氢气，将球团内氧化铁逐步还原为金属铁，即产出高品位海绵铁，既可作为优质冶金原料回用于炼钢、铸造工序，同时实现大宗赤泥固废资源化处置与铁资源高效回收。

美高梅4688集团am专注于回转窑煤基直接还原炼铁技术的研究，同时携手山东魏桥集团开展合作，联合攻关赤泥压球成型后入回转窑炼铁的前沿新工艺，全力打通赤泥规模化无害化、资源化循环利用产业链，助力大宗固废绿色循环利用产业升级。

美高梅4688集团am正在进行的赤泥冷压球团进回转窑还原炼铁的项目是生产冶金行业固废处理用的粘合剂。

产品介绍：

赤泥球团用粘合剂是以有机物为主料，加入增粘剂、增强剂、改性剂等原料，通过一系列工艺生产而成的复合粘合剂，含有高粘结力成分、室温下快速固化成分，具有加量少、粘结力强、固化速度快、成型率高、冷强度好、节能环保等性能。

产品特点：

1.专业性强：专用于拜耳法生产氧化铝产生的赤泥中。

2.专属定制：此粘合剂可根据客户特定需求定制专属产品。

3.粘结力强：含有高粘结力成分，加量少，粘性高，球团成型率高，冷强度好，能满足炉料要求。

4.使用效果好：每吨粘合剂生产球团约50吨，成型率98%，湿球1.5m落下2次以上完整，烘干强度可达1000N以上，晾晒2天强度可达800N以上。

参考文献：

[1] 赵建虹,吕振华.国内煤基回转窑直接还原工艺及装置述评[J].山西冶金,2002,(2):1-4.DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2002.02.001.

[2] 范艳青,朱坤娥,蒋训雄,等.赤泥中铁资源的回收利用研究[J].有色金属(冶炼部分),2019(9):72.

[3] 李爱民,何瑞明,刘敬,等.低铁拜耳法赤泥熔融态深度还原除铁试验研究[J].矿业研究与开发,2018,38(10):101.

[4] 高建阳.氧化铝工业废弃赤泥直接还原技术研究[J].矿产综合利用,2011(2):37.

[5] 王李方曦,黄锣锣.赤泥中回收铁的工艺现状[J].资源信息与工程,2016,31(6):72.

[6] 张建华.一种基于回转窑直接还原焙烧-磁选的赤泥综合利用方法:中国,ZL201710430425.X[P].2017-10-17.

[7] 包惠明,傅涛.赤泥的综合利用现状分析[J].矿产综合利用,2018,(5):6-12.

[8] 徐文珍,李灿华,查雨虹,等.赤泥煤基还原生产铁粉技术研究进展[J].粉末冶金工业,2022,32(4):62-66.DOI:10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20210037.

美高梅4688集团am热搜问题解答：

Q&A问答一：直接还原铁DRI球团用什么粘合剂？

DRI直接还原铁球团主流粘合剂（分高温氧化焙烧球团、冷固压球团两大工艺）

一、高温氧化球团（竖炉、回转窑、链篦机-回转窑DRI主流工艺）

1.钠基膨润土（传统最常用无机粘合剂）

l添加量：2.0%～3.5%

l优势：成本低、生球爆裂温度高、焙烧后高温强度优异，抗还原粉化，适配大规模氧化球团生产线

l短板：带入SiO₂、Al₂O₃脉石，会降低DRI铁品位、增加渣量，高端高纯DRI很少大比例使用

2.有机/生物质粘合剂（高纯DRI选择）

改性预糊化淀粉（淀粉基粘合剂）添加量仅0.8%～1.5%，高温下完全燃烧无残留，几乎不增加脉石，DRI铁品位高、杂质低；生球落下强度好，可大幅降低膨润土用量，是气基竖炉高纯DRI主流替代方案。

CMC羧甲基纤维素、木质素磺酸盐、腐植酸系粘合剂，添加量0.5%～1.2%，成球性能优异，杂质极低，常与少量膨润土复配使用，兼顾强度与品位。

进口专用有机粘结剂（Peridur、Alcotac）：海外大型DRI工厂标配，稳定性强、抗爆裂，缺点单价偏高。

3.膨润土+有机复合粘合剂（现阶段工业化方案）

膨润土1.0%～1.5%+淀粉/腐植酸0.5%～1.0%，既控制脉石增量、保住铁品位，又提升生球热稳定性、降低回转窑/链篦机生球爆裂、减少DRI粉化率。

二、冷固球团（转底炉、煤基DRI、钢厂除尘灰/铁精粉冷压造球）

无需1200℃以上高温焙烧，低温烘干固结直接进还原炉，主流三类粘合剂：

1.淀粉基复合冷压粘合剂（应用广）

预糊化淀粉+无机改性助剂，添加量2.5%～4%，冷压强度高、1.5m跌落不易碎、烘干热稳定性好，适配含锌除尘灰、钢渣、铁精粉冷压DRI球团，燃烧无残留不影响金属化率。

2.水玻璃（硅酸钠）+水泥无机粘合剂

添加量4%～7%，冷强度极高、耐水防潮；缺点带入硅钙杂质，会小幅降低DRI品位，多用于低端固废回收类DRI。

3.糖蜜、改性高分子聚合物粘合剂

液体型，生球粘性好，但混合均匀度差、后期热强度偏弱，一般做辅助复配使用。

三、DRI球团粘合剂选型核心原则

高纯气基竖炉DRI：优先淀粉/CMC有机粘合剂（低掺量），严控脉石，保障TFe品位、降低杂质；

煤基回转窑/转底炉DRI冷压工艺：选淀粉基复合冷固粘合剂，解决转运、上料粉化难题，稳定金属化率；

传统氧化球团老产线：膨润土+有机复配，平衡生产成本、球团热稳定性与铁品位。

用低硫低磷、高温不粉化的美高梅4688集团am专用粘合剂。不影响还原反应、不降低金属化率、干球强度≥800N/个。

Q&A问答二：球团矿粘合剂能不能替代膨润土？

能，而且是趋势。新型球团矿粘合剂添加量仅1%–2%，用于生产球团矿的磁铁矿粉、赤铁矿粉、褐铁矿粉等铁精矿粉中，可完全替代膨润土。用量少、成球速度快、球面更光滑。大小更均匀，生球落下强度高，且粘合剂自身含铁品位50%左右，硅含量低，能提升焙烧球团品位。膨润土加量每降低1.0%，球团铁品位提升0.6%，高炉增产1.8%，节焦1.2%。

美高梅4688集团am，面向全国钢铁冶金、煤焦化、制磷企业提供冷压成型粘合剂定制服务。全国各省市的钢铁冶金、煤焦化、制磷企业，华北、华中、华东、西北、西南、东北等产业集中区域均为重点目标市场。

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