一种含中药渣的赤泥球团矿及其制备方法与流程

本发明涉及球团矿，具体公开一种含中药渣的赤泥球团矿及其制备方法。

背景技术：

1、球团是粉矿造块的重要方法之一，先将粉矿加适量的水分和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球结团，制成球团矿。球团矿具有较好的冷态强度、还原性和粒度组成，在钢铁工业中球团矿与烧结矿同样成为重要的高炉炉料，可一起构成较好的炉料结构，也应用于有色金属冶炼。

2、中药的有效成分含量较低，经提取、煎煮后会产生大量药渣。随着中医药行业的快速发展，我国中药渣的排放量日益增加。据统计，我国每年排放的中药渣超过3000万吨。如果简单地将这些药渣堆放在外，日久霉烂发酵后便臭不可闻，不仅污染环境，也给周边群众的生产和生活造成危害。目前，大多数中药加工企业对中药渣的处理主要是将其作为固体废物填埋，因中药渣产生量大、填埋堆放孔隙率高，不仅占用大片土地资源，还会对地下水、大气环境造成污染。中药渣中包含多种植物组织成分，通常具有较高的纤维含量。然而从目前对药渣的处理来看，除有效成分再提取和用于吸附净化外，很少有处理途径能够对其中大量的植物纤维进行有效利用。因此，探索中药渣的再利用技术十分必要。

3、赤泥是烧结法、拜耳法和联合法生产氧化铝过程中最主要的副产物。我国赤泥累积堆存量达到2亿吨以上，赤泥的处置和综合利用一直被广泛研究，国内外先后提出了几十种关于赤泥综合利用的途径与方法，主要集中于建筑材料的生产、环保领域的应用、赤泥中有价金属元素的提取等，使用量不大，且应用效果不太理想。目前尚缺乏大量消耗赤泥且具有产业竞争力的处理方式。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种含中药渣的赤泥球团矿及其制备方法，成功将中药渣作为添加剂，使赤泥成功造球形成球团矿，在钢铁冶炼中可大规模资源化利用中药渣和赤泥，并回收赤泥中的金属，同时提高了球团矿的生球和熟球的综合性能，满足高炉对优质球团矿的要求。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种含中药渣的赤泥球团矿，其原料包括质量比为100:(0.6~1):(0.4~1)的赤泥、膨润土和预处理中药渣。

4、相对于现有技术，本发明提供的含中药渣的赤泥球团矿，主原料赤泥的粘结性较差，配加膨润土和预处理中药渣后，膨润土可提高混合料的粘结性，预处理中药渣含有微小的纤维状聚合物（纤维素、半纤维素、木质素等），能够稳定混合料小球系统，在预处理中药渣的纤维状聚合物和膨润土的交互作用下，形成一个多元稳定体系，能提高主原料赤泥的成球率。本发明将中药渣作为添加剂，使赤泥成功造球形成球团矿，在钢铁冶炼中可大规模资源化利用中药渣和赤泥，并回收赤泥中的金属，同时提高了球团矿的生球和熟球的综合性能，满足高炉对优质球团矿的要求，本发明合理有效地将中药渣和赤泥变废为宝，对中药渣和赤泥固体废弃物的再利用具有极大意义。

5、本发明中，预处理中药渣为具有一定粘结性的有机物料，具有生物质特性且富含纤维，可以提高赤泥在造球过程中的成球率，并显著增加生球的冷强度和热强度；在后续生球的焙烧过程中，预处理中药渣逐渐热解碳化，金属氧化物与其接触会发生还原反应，随着温度的进一步升高，产生的co与金属氧化物还会发生二次还原反应产生co2，同时co2还能与预处理中药渣中多余的碳发生反应生成co，促进金属氧化物的还原反应，进而提高熟球的还原性指数。

6、实施例结果表明，生球落下强度可达6.7次/0.5m以上，生球抗压强度可达17n/p以上，爆裂温度为556℃~568℃，熟球抗压强度可达2600n/p以上，铁的还原度指数可达70%以上，还原膨胀指数为5.95%~6.45%。

7、优选的，所述预处理中药渣的制备方法包括以下步骤：

8、将中药渣于320℃~390℃进行烘烤，研磨，筛选，得预处理中药渣。

9、中国是世界上最大的中药生产国，这些药渣的综合利用是一个世界性问题，目前的处理方式以填埋、直接或经发酵的饲料或肥料等，因气味和污水处理不当造成的环境污染问题很严重。本发明利用废弃的中药渣进行循环再利用，通过特殊固体废料处理方式，将中药渣的大分子量的聚合物（如纤维素、半纤维素、木质素等）研磨呈细小的稳定连带物，合理有效地利用其生物质特性，提高了主原料赤泥的成球率，并提供了生球的落下强度及抗压强度；同时可以使药厂节约成本，还保护环境。本发明将中药渣在特定的温度进行烘烤，可以最大程度地提高烘干效率，同时又避免了温度过高导致纤维碳化，进而无法起到粘结作用。

10、需要说明的是，中药渣是指中药经提取活性成分后剩余的药渣。

11、进一步优选的，所述中药渣选自板蓝根药渣、玄参药渣、金银花药渣、当归药渣、芦荟药渣、薄荷药渣、决明子药渣、连翘药渣、槟榔药渣、茯苓药渣、车前草药渣或黄芪药渣中的至少一种。

12、进一步优选的，采用梯度升温的方式升温至320℃~390℃，升温速率为100℃/h~150℃/h。

13、进一步优选的，所述烘烤的保温时间为0.5h~1.5h。

14、本发明通过对烘烤条件的限定，可以进一步提高对中药渣的烘干效率，使预处理中药渣起到更好的粘结作用。

15、优选的，所述预处理中药渣的长度为0.3mm~1mm，所述预处理中药渣的直径为0.05mm~0.5mm。

16、优选的，所述赤泥的ph=10~13，所述赤泥的粒径≤100μm（进一步优选为50μm~100μm），所述赤泥的密度为2.7g/cm3~2.9g/cm3，所述赤泥中铁元素含量≥40wt%。

17、优选的，所述膨润土中蒙脱石含量≥70wt%，所述膨润土的含水量≤10%，所述膨润土的粒径为200目筛余量≤5%。

18、第二方面，本发明提供一种上述含中药渣的赤泥球团矿的制备方法，包括以下步骤：

19、s1，按设计配比称量各原料，将赤泥、膨润土和预处理中药渣混合均匀，加入水进行造球，得生球；

20、s2，将所述生球依次进行烘干、预热和焙烧，得含中药渣的赤泥球团矿。

21、本发明提供的含中药渣的赤泥球团矿的制备方法，操作简单易行，在生球的预热和焙烧过程中，预处理中药渣逐渐热解碳化，金属氧化物与预处理中药渣接触会发生还原反应，随着温度的进一步升高，产生的co与金属氧化物还会发生二次还原反应产生co2，同时co2还能与预处理中药渣中多余的碳发生反应生成co，促进金属氧化物的还原反应，进而提高熟球的还原性指数。

22、优选的，s1中，所述水的质量为所述赤泥、所述膨润土和所述预处理中药渣的质量之和的1%~2%。

23、优选的，s1中，所述生球的直径为8mm~16mm。

24、优选的，s2中，所述烘干的温度为250℃~350℃，烘干时间为30min~60min。

25、优选的，s2中，所述预热的温度为400℃~600℃，预热时间为45min~60min。

26、优选的，s2中，所述焙烧的温度为1100℃~1250℃，焙烧时间为60min~90min。

27、示例的，s2中，焙烧结束后，还包括冷却至室温。

28、本发明中，焙烧和冷却中的热废气，可用于中药渣的烘烤阶段的热源，以节约能量消耗。