CN1057213A - 低品位硫铁矿烧渣选铁工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种以硫铁矿作原料，从生产硫酸废渣 中提取铁精矿粉的选矿工艺方法。其特征是采取多 段选别的重(螺旋)—磁选联合流程处理低品位硫铁 矿烧渣。硫铁矿烧渣经处理后，其中的铁矿物得到了 有效地回收和富集，从而获得含铁大于55％，含硫小 于0.4％的铁精矿，可用于炼铁的烧结原料；排出的 尾渣一般仍能作为水泥添加剂。从而实现了无废渣 硫酸生产，消除了污染，同时充分地利用了烧渣中的 铁矿物资源。

Description

这是一种以硫铁矿作原料，从生产硫酸废渣中提取铁精矿粉的选矿工艺方法。

国外硫酸生产一般均采用高品位含硫矿石（黄铁矿、磁黄铁矿等），其含硫品位通常为40～50%，因此，经焙烧后排出的烧渣含铁品位大于60%，其无需处理即可直接作为炼铁用的烧结原料。国内普遍采用低品位含硫矿石生产硫酸，仅少数厂对硫铁矿烧渣有一定程度的利用，但经济效益较差，大多数是作为一种废渣堆存或弃置。

国外处理硫铁矿烧渣采用下列方法：

1、氯化焙烧法：

此法适用于硫铁矿烧渣中含铁品位高且含有一定量的铜、铅、锌、金、银等有价金属。烧渣通过氯化焙烧后，使共生的铜、铅、锌、金、银等金属得到了相应回收，而铁没有得到富集，此法投资大、工艺复杂、生产成本高。西德都依斯堡炼铜厂（DKH）采用此法回收烧渣中的非铁有价金属，其原则流程如下：硫铁矿烧渣在鼓入空气、燃料气同时加入10%NaCl条件下以温度600℃进行焙烧，经焙烧后，排出含有HCl、SO₂的废气，排出的固体送往浸滤，浸滤所得的是非铁金属溶液和红紫色的铁矿物，前者经进一步处理将其中各种金属进行有效分离，后者经烧结后送往高炉炼铁。

2、氯化挥发法：

此法又称光和法，适用于硫铁硫烧渣中，含铁品位高且含有一定量的铜、铅、锌、金、银等有价金属。烧渣通过焙烧使共生的铜、铅、锌、金、银等金属在挥发气体中予以回收，渣中的铁没有得到富集。此法投资大、工艺复杂、生产成本高。日本户烟工厂采用此法回收含铜70%的沉积铜、含铅50～60%的PbS和PbSO₄，同时还回收含铋的氯氧化铋和锌、金、银等有价非铁元素，收到较好的经济效益，其原则流程如下：硫铁矿烧渣经造球后，在通入空气、燃料气、Cl₂条件下，以1250℃温度进行焙烧，排出的固体即为铁矿物可作为炼铁用的烧结原料，排出的气体经净化生成非铁金属溶液，进一步处理回收各种金属，并排出含有SO₂废气。

3、磁化焙烧法：

此法又称DFI法，适用于含铁量低的硫铁矿烧渣，其要求硫铁矿在制酸过程中脱硫后生成赤铁矿，然后在沸腾床状态喷入裂变的油产生还原气氛，使之还原成磁铁矿，最后用磁选方法回收渣中的铁矿物。此法的优点是能够处理低品位烧渣，且能获得品位较高的铁精矿粉;其缺点是工艺流程复杂，油裂变还原赤铁矿较难控制，能耗大，生产成本高，投资大。意大利弗鲁尼卡厂采用此法回收烧渣中的铁矿物获得较好的技术指标：该厂排出铁品位48.4%的烧渣，经磁化焙烧后，可以得到铁品位大于66%的优质铁精矿粉，其原则流程如下：

小于6mm硫铁矿首先在沸腾床进行脱硫焙烧，排出的SO₂气体经催化氧化后用于制酸，排出的赤铁矿烧渣用直接喷油沸腾床磁化还原焙烧，排出的细粒磁铁矿经过湿式磁选获得磁精矿送往过滤脱水，排出的粗粒磁铁矿经干式磁选得中矿经细磨后送往湿式磁选再选，干式磁选精矿经磨细后与过滤后的细粒磁精矿合并经造球得球团矿送往高炉炼铁。

国内硫酸生产普遍采用低品位含硫矿石，通常含硫30%左右，经焙烧排出的烧渣铁品位为40～45%，由于含铁量低，不能作为炼铁用的烧结原料，目前除少数厂的烧渣供水泥厂用于添加剂外，大部分烧渣堆存造成严重污染。广州氮肥厂采用重选法，湛江化工厂采用磁化焙烧-磁选法处理低品位烧渣，收到一定的效果，由于此两厂工艺流程不完善，故技术指标较差，现分述如下：

1、磁化焙烧-磁选法

此法是含硫矿石在一定的还原气氛中进行焙烧，使排出的渣为黑色磁性渣（Fe₃O₄），然后采用磁选方法回收渣中的铁矿物。此法的缺点一是焙烧脱硫过程中还原气氛较难控制，当工艺操作变化排出弱磁性的红色渣，则磁选无法回收，故适应性较差;二是因焙烧过程中有还原气氛，硫不能充分氧化，使排出的硫酸渣残硫很高，含硫高达1～3%，经磁选所得的精矿含硫高，不符合炼铁的要求，与此同时，因硫烧出率低，一定程度影响了硫酸产量;三是焙烧中还原气氛会产生一部分升华硫，从而引起管道堵塞和腐蚀，直接影响硫酸生产。

七十年代南通磷肥厂，杭州硫酸厂，湛江化工厂相继采用此工艺，由于上述问题，相继停产，目前仅湛江化工厂维持生产，但因精矿产品含硫高达1%，销售困难。

2、重选法

此法为单一重选法，烧渣先经0.5mm筛子除渣，然后采用一段螺旋选矿。其优点是工艺流程简单，对磁性强弱不同类型的烧渣均能得到分选，可以得到含铁大于55%，含硫小于0.4%的合格铁精矿，能用于炼铁的烧结原料。其缺点是工艺流程不完善，烧渣中的铁矿物不能得到充分回收，技术指标差，经济效果差。

广州氮肥厂采用此流程于1984年建成一个日处理100吨工业试验厂，其选别指标为：当处理烧渣铁品位为48～50%时，可以获得产率30～33%，品位58～60%，回收率36～40%的精矿和铁品位43～45%的尾矿。因工艺流程不完善，选别指标差，生产成本高，经过一段时间试生产，于1988年停产。

3、氯化挥发法

南京钢铁厂于七十年代从日本引进一套“氯化挥发法”装置，1980年正式投产，设计能力为30万吨/年。

原设计对烧渣有如下要求：（1）化学成分：Fe  57～60%、FeO＜3%、Pb≥0.2%、Zn  0.10～0.60%、Au＞2g/t、Ag≥30g/t、Cu＞0.2%;（2）粒度：小于44μ＞37%。

由于含铁高的多金属硫铁矿烧渣原料一直未能解决，年处理量约10万吨左右，目前该厂主要原料是铜陵烧渣，因成分没有达到设计要求，有色金属回收率仅50%左右，生产成本很高，经济上基本持平。此外，该装置还存在着挥发回转窑后收尘部份腐蚀严重、流程较长、不容易控制等问题，且检修十分频繁，约2～3个月需停车检修一次。基于上述原因引进的“氯化挥发法”经济效益较差。

含硫矿经过流态化焙烧制造二氧化硫气体时，所生成的含铁烧渣，通常是从流态化焙烧炉及旋风除尘器等与气体分离回收得来的，这部分烧渣粒度范围较宽，一般为4～0mm，通常排出的烧渣呈干燥状态，有的厂采取湿法排出呈矿浆状态，当焙烧充分时排出的渣呈综红色具有弱磁性，当焙烧不充分时，渣呈综黑色具有强磁性。烧渣中以单体颗粒存在的铁矿物粒度较细呈综红色具有弱磁性，而烧渣中以铁矿物与脉石连生体存在的粒度较粗，呈综黑色具有强磁性。正常生产排出的烧渣含硫1%左右，含硫物质为硫酸盐和未被氧化的硫化物。

鉴于我国硫酸生产排出的烧渣含铁品位低难以综合利用，估计全国历年累计堆存烧渣已达数千万吨，每年仍以700万吨的数量不断排出，已构成较为严重的公害，如果这些废渣能得到很好的综合利用，则将是一笔很可观的财富，采用本发明建一个烧渣选矿厂与相同规模的铁矿山相比：投资为五十分之一，每吨精矿的单位电耗仅五分之一;每吨精矿的生产成本仅六分之一;所以采用本发明将收到较好的经济效益和社会效益。

本发明的目的在于：提供一种经济有效的方法回收烧渣中的铁矿物，以获得含铁量富集的铁精矿产品，用于炼铁的烧结原料;在投资小、技术可靠、生产成本低的条件下，最大限度地回收烧渣中的铁矿物资源，变废为利，使这部分国家资源得到综合利用。本发明另一个目的是力求减少环境污染，对某些硫酸厂家来说，提取铁精粉后的废渣仍能用作水泥添加剂，从而实现无废渣生产，消除污染。

根据硫铁矿烧渣的特性，本发明的特征是采取多段选别的重（螺旋）一磁选联合流程处理此种类型烧渣。

硫铁矿烧渣经筛孔为1～3mm除渣筛除去粗粒渣和异物，筛下细粒即为入选物料送往贮矿斗，而后经给料机连续给入搅拌槽，同时给入适量的水，经充分搅拌制成浓度15～30%的矿浆，用泵送往矿浆分配器均匀地分配到各台螺旋选矿机（或螺旋溜槽）选别，螺旋选矿机冲洗水量要求大于2M²/h，选别段数视烧渣和精矿的含铁量而定，在选别时密度大的以单体颗粒存在的铁矿物在螺旋的截取器中得到回收铁品位55～60%铁精矿，脉石、铁矿物与脉石的连生体等从螺旋尾矿槽排出作为尾矿。螺旋尾矿经球磨机细磨到小于200目占70～90%，此时渣中的铁矿物与脉石连生体得到了充分解离，解离出来的单体铁矿物颗粒具有较强的磁性，经过一次湿式磁选（磁场强度600～1100奥斯特）或一次粗磁选、一次精磁选（粗磁选磁场强度为800～1200奥斯特，精磁选磁场强度为400～800奥斯特），这部分磁性铁矿物得到了充分回收，从而可获得铁品位50～55%磁选精矿，磁选精矿和螺旋精矿合并即为含铁品位大于55%的最终铁精矿。烧渣中的硫酸盐经水选后溶于水随废水排走，不溶于水的硫化物大部分随尾矿排走，从而确保最终精矿含硫小于0.4%，最终精矿经浓缩过滤，水份小于10%，可作为炼铁用的烧结原料。磁选尾矿与除渣筛筛上粗粒合并为最终尾矿，当其铁品位大于30%时，可作为水泥添加剂;当其铁品位小于30%时，可作为养护公路的建筑材料。

本发明具有投资小、建设周期短、占地面积小、工作可靠、分选效率高、生产适应性强、操作维护方便、能耗低、生产费用低等特点，是一种处理烧渣经济而有效的选矿工艺。其优点：一是对不同类型的硫铁矿烧渣有较好的适应性，无论是弱磁性的红渣或强磁性的黑渣均能得到有效的选别;二是在不磨矿的条件下，首先用重选（螺旋）方法及时回收铁矿物单体颗粒，螺旋尾矿细磨后用磁选方法回收解离的磁铁矿颗粒，从而强化了选矿工艺，充分回收了烧渣中的不同类型的铁矿物资源，且降低了生产成本。

附图说明：附图为低品位硫铁矿烧渣选铁工艺流程图。1-贮矿斗;2-给料机;3-30立升搅拌槽;4-φ635～1000园筒除渣筛;5-φ25mm立式砂泵;6-φ600铸铁螺旋选矿机;7-φ420×450球磨分级机组;8-φ400×240湿式磁选机。

为了更好地理解本发明，现通过附图的例子来叙述一个依照本发明的一个半工业实施例，附图为本发明低品位硫铁矿烧渣选铁工艺流程图，其处理能力为每小时150kg烧渣。

实施生产过程如下：由流态化焙烧炉排出的含铁品位42.50%的干状烧渣，经贮矿斗1，给料机2，以150kg/h的能力均匀地给入30立升搅拌槽3，同时加入适量的水，经充分搅拌后，调制成重量浓度为25%矿浆，给入筛孔为2mm的φ635×1000园筒除渣筛4，除去粗粒渣和异物，而后由φ25mm立式砂泵5，送往φ600铸铁螺旋选矿机6粗选，得粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿给入相同规格的螺旋选矿机精选，得52kg/h铁品位59.10%螺旋精矿，粗、精选尾矿合并给入φ420×450球磨分级机组7，细磨到小于200目占87%，然后经磁场强度为1000奥斯特φ400×240湿式磁选机8粗选，粗磁选精矿给入磁场强度为800奥斯特相同规格磁选机精选得33kg/h铁品位51.31%磁选精矿，粗、精磁选尾矿合并得65kg/h铁品位25.02%最终尾矿，磁选精矿和螺旋精矿合并得85kg/h，铁品位56.09%最终铁精矿，产率为56.25%，回收率为74.24%。

Claims (8)

1、一种适合于低品位硫铁矿烧渣选铁工艺方法，其特征是采取多段选别的重(螺旋)-磁选联合流程，其包括：

1.1、烧渣连续给入搅拌槽造浆；

1.2、连续用除渣筛除渣；

1.3、除渣后的矿浆给入螺旋选矿机(或螺旋溜槽)分选；

1.4、螺旋尾矿给入球磨机组细磨；

1.5、球磨机组细磨后矿浆给入磁选机分选。

2、按权利要求1所述方法其特征是除渣筛筛孔使用1～3mm。

3、按权利要求1所述方法，其特征是重选使用螺旋选矿机或相似类型的螺旋溜槽。

4、按权利要求3所述方法，其特征是螺旋选矿机冲洗水量大于2M³/h。

5、按权利要求3所述方法其特征是螺旋选矿机给矿矿浆重量浓度为15～30%。

6、按权利要求1所述方法其特征是螺旋尾矿磨矿细度为小于200网目占70～90%。

7、根据权利要求1或6所述的方法其特征是磨细后的螺旋尾矿进入湿式磁选机经一次磁选或一次粗磁选、一次精磁选。

8、按权利要求1或7所述方法其特征是一次磁选磁场强度为600～1100奥斯特;二次磁选，粗磁选磁场强度为800～1200奥斯特，精磁选磁场强度为400～800奥斯特。

Images