PDF《项目黼耩獬樱谳全铁》

20l第0 ql!期2 B M圳purp矿ose意za综tion合of M利ine,a用l Res.

叫.嚣FebN.O.20101 盛}}跨}}荆*}}羚懈 寨 利废工艺 圭 由科 洲 剞牛擀 硫铁矿烧渣综合利用试验研究 田锋 (西北矿冶研究院矿物工程研究所,甘肃 白银730900) 摘要:针对西北某硫铁矿烧渣的具体情况,试验研究了影响硫铁矿烧渣磁化焙烧一磁选的主要因素.结果表 明:采用挥发份较高的新疆哈密烟煤,当焙烧温度为700 (i、焙烧时间为30mln、煤粉配比为6%时,可获得铁精矿品 位为63.08%、回收率为75.78%的技术指标,试验取得了较为满意的结果. 关键词:硫铁矿烧渣;

磁化焙烧;

磁选 中图分类号:X781.3文献标识码:A文章编号:1000-6532(2010)01-0038-05 硫铁矿烧渣是硫铁矿精矿制备硫酸的过程中所 排放的废渣,每生产1t硫酸大约要排放0.8t左右硫 铁矿烧渣.目前,我国硫酸生产行业每年约产生 1000万t硫铁矿烧渣…,由于其含铁较高,因此具 有很大的综合回收利用价值.西北某企业的制酸工 业排出的硫铁矿烧渣,产量每年达几十万吨,平均铁 品位为43%左右,但无法直接在钢铁工业中使用, 从而限制了该企业产业链的延伸和循环经济的发 展.为此,本试验通过深入详细的研究,使该硫铁矿 烧渣中的铁矿物富集为铁精矿,以满足钢铁工业的 要求,对该企业的经济发展提供一定的技术支撑.

1 硫铁矿烧渣的基本性质 该硫铁矿烧渣取自西北某有色企业制酸尾渣堆 场,表观为玫瑰红色,结构疏松多孔,密度较同品位 的天然红铁矿小,烧渣多元索分析结果与铁物相分 析结果见表I和表2. 从表l和表2可以看出:该硫铁矿烧渣中的主 表1烧渣多元素分析结果 }单位为g/t. 表2铁物相分析结果 项目黼耩獬樱谳全铁 含量/%0.48 39.50 0.96 0.94 0.88 42.76 占有影%1.13 92.37 2.25 2,19 2.06 100.00 要有价金属元素为Fe,含量为42.76%.硫铁矿烧 渣中的铁矿物主要以弱磁性赤铁矿(1%o,)为主, 其含量占全铁的92.37%.并有少量磁铁矿 (Fe,O.)和未焙烧完全的硫铁矿.烧渣中含微量的 金、银,不具有回收价值,S含量为2.09%,这对于铁 精矿脱硫可能会产生不利影响. 在显微镜下可以明显看出:硫铁矿烧渣中铁的 氧化物(Fe:0,)一般不具有自然晶形,而是疏松多 孔结构的球状或其他各种形状的颗粒.铁矿物和脉 石矿物之间的界限模湖不清,相互掺合形成以铁矿 物为主、夹杂脉石矿物的矿物集合体,脉石矿物不同 程度地被铁矿物所污染,形成铁矿物包体.因此,在 铁矿物和脉石矿物相互掺合包裹的情况下,铁矿物 和脉石矿物的密度及磁性差别都很小,这些都使得 该硫铁矿烧渣的选矿回收较为困难. 收稿日期:2009舶-3l 作者简介:田锋(1981一),男,工学硕士,工程师,主要从事有色金属资源综合利用技术及装备的研究. 万方数据 第1期 田锋:硫铁矿烧渣综合利用试验研究 '

39・ 2试验结果及讨论 2.1 常规物理选矿方法探索试验 由于该硫铁矿烧渣中所含的主要铁矿物为赤铁 矿,因此针对该渣的具体情况进行了摇床重选试验 和强磁选试验.试验流程见图I、图2,试验结果见 表3. 烧渣 摇殊 蘑选 P '

铁辑l精矿 中矿 尾矿 图1摇床重选试验流程 丐矿 霜表3摇床重选、强磁选试验结果 重、磁选试验结果表明:由于硫铁矿烧渣呈疏松 多孑L结构,烧渣中的铁矿物较天然赤铁矿密度小,其 中所含的铁矿物与脉石矿物多以连生体形式存在, 部分呈浸染状、蜂窝状被脉石充填以及呈皮壳状包 裹着脉石,致使铁矿物与脉石矿物之间的密度差较 小,使得摇床重选分选效果很差.即使在细磨的情 况下,采用强磁选工艺选铁时,由于烧渣中大部分赤 铁矿与脉石矿物以连生体的形式存在,且磁性都很 弱,使得强磁选时脉石夹杂现象严重,大量脉石矿物 进人磁选精矿中,这种复杂的连生体结构严重影响 了铁精矿品位的提高. 重选和强磁选探索试验结果可以看出,常规物 理选矿方法难以从该硫铁矿烧渣中选出合格的铁精 矿.因此,试验探索了先采用还原磁化焙烧改变硫 铁矿烧渣中铁的赋存状态,然后再进行磨矿一磁选 的方法来提高选矿指标的可能性. 2.2磁化焙烧―磁选试验研究 磁化焙烧试验采用马弗炉,间歇式操作.试验 用的坩埚为普通的陶瓷坩埚,试料粒度为2―0mm. 采用不同产地的煤粉作还原剂,并按一定比例与烧 渣混合好,人工定时加入马弗炉内. 2.2.1磁化焙烧原理 磁化焙烧的原理是利用硫铁矿烧渣在马弗炉中 加热至一定温度后,并与还原剂反应,使烧渣中弱磁 性的Fe:O,转变成强磁性的Fe,O.,然后采用磁选 选出高品位的铁精矿. 由热力学计算可知口J,Fe:O,是易还原的铁氧 化物,在一定温度下极易被C、CO或H:还原成强磁 性的Fe,O.,在试验温度范围内的平衡常数很大. 事实上,炉内只要保持着一定的还原性气氛,还原磁 化焙烧就可以实现. 反应原理: 3Fe203+C卅Fe304+CO (1) 3Fe203+CO―――吧Fe304+C02 (2) 3Fe203+H2卅Fe304+H20 (3) 2.2.2磁化焙烧条件试验 通常,采用磁化率或焙烧矿的磁选效果作为判 断磁化焙烧效果的依据,但是磁化率一般只能作为 判断磁化焙烧效果的初步判据.因此,本试验中还 原磁化焙烧效果采用磁选管的磁选效果判断. (1)冷却方式对焙烧效果的影响 硫铁矿烧渣经过还原磁化焙烧后出炉时的温度 大约在700℃左右,由于出炉温度较高,与空气接触 后会出现再氧化现象,使还原焙烧矿的磁性降低,直 接影响了磁选效果.因此,为了控制焙烧效果,在焙 烧后冷却过程中一定要防止出炉再氧化现象.为此,考察了两种冷却方法对焙烧效果的影响,即隔绝 空气冷却和水冷.结果表明:两种冷却方式效果均 较好,但考虑到过程复杂性和可实施性,水冷方式较 万方数据 ・40. 矿产综合利用 2010年 隔绝空气冷却方式具有一定的优势,因此以下试验 均选择水冷冷却方式. (2)焙烧温度对焙烧磁选效果的影响 磁化焙烧温度对硫铁矿焙烧磁化焙烧效果的影 响如图3所示.试验结果表明:随着焙烧温度从 500%升高到700℃,烟煤中的挥发份分解挥发和炭 质物的气化反应逐步加速,使硫铁矿烧渣与还原剂 之间得到了充分的接触,增加了还原磁化焙烧反应 接触面和还原反应速度,使得赤铁矿还原成磁铁矿 的热力学及动力学条件得到明显改善.当焙烧温度 >