CN111809041A - 一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，涉及矿物加工技术和冶金领域。一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：（1）将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末；（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，冷却至室温；（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末；（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿。该方法制备能够制备出高品位的铁精矿，操作简单，不需要添加还原剂，生产成本低，产率高。

Description

一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法
技术领域
本发明涉及矿物加工技术和冶金领域，具体涉及一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法。
背景技术
硫酸渣是化工厂在利用黄铁矿为原料生产硫酸时排出的废渣。其主要的成分为铁，另外含有硅、钙、镁、硫等其他元素。我国黄铁矿烧渣年排放量为1000万t,约占化工废渣的1/3。我国硫酸渣利用率不高，大多直接堆放或填埋，既占用了土地，有污染地下水。同时硫酸渣中富含铁等元素，是一种宝贵的二次资源，一般含铁30%~50%。充分利用硫酸渣不仅可以消除其对环境的污染，还会变废为宝，增加经济效益。
当前世界上硫酸渣综合利用的方法很多，我国绝大部分硫酸渣采用“分选铁精矿余渣制砖”的方法是可行的。作为炼铁原料，凡铁品位不低于25%的硫酸渣，从中分选铁精矿都有一定的经济价值，分选工艺与一般铁矿分选工艺差别不大，可根据渣中铁矿物比磁化系数的高低分别采用重力分选或磁选方法来进行经济分析如下：若每年硫酸渣入选量为2万吨，设从铁品位30的渣中分选出品位60的精矿(品位≥60%的铁精矿可直接用于炼铁)，按产率40计算，可年产铁精矿8000吨，品位60的精矿(硫含量≤0.5)每吨售价ll0元，每吨生产成本7O元．吨利润40元，年利润32万元建这样一座选铁车间的总投资50万元左右，生产不到两年．可全部收回投资。分选铁精矿后尚剩有12000吨余渣，可用于制砖，硫酸渣本身没有胶结能力，但其中含有活性物质。
若加入一定量的石灰压制成砖形，通过化学反应能生成水硬性胶凝物质．从而使砖获得高强度。试验证明．硫渣砖的单砖抗压强度可达l4.7～19.6MPB，抗折强度为3.43～3.92MPa。用150号硫渣砖与25号石灰水泥沙浆砌筑麓体，砌体强度为42kg/em，砖与砂浆的粘结性能单向剪切强度为较高，达到建筑结构上的要求。硫渣砖的碳化稳定性、耐腐蚀性、耐水性、综合耐久性均达到或接近粘土烧结砖的性能指标，能满足一般墙体材料要求。硫酸渣分选铁精矿余渣制砖，技术难度不大，投产后见效快，不仅有较好的经济效益，且对消除污染与保护环境起到友好作用，也为我国的冶金建材工业开辟了一条新的途径。
申请号为CN201410416247.1的中国专利公开了一种由高硫低品位硫酸渣制取高品位铁精粉的方法。该发明公开了一种由高硫低品位硫酸渣制取高品位铁精粉的方法，包括如下步骤：磨矿：将硫酸渣进行磨矿至硫酸渣的粒径在0.18mm以下；浸出药剂处理：将磨矿后的硫酸渣与浸出药剂混合均匀，反应30~120min后过滤；反浮选脱脉石：调节矿浆pH；粗选1次；初扫选1次；再扫选1至2次，得到扫选矿浆；干燥：将扫选矿浆浓缩、过滤并干燥，获得高品位铁精粉。该方法可去除硫酸渣中大部分有害元素，减少抑制剂和捕收剂的消耗，改善抑制剂和捕收剂与矿物表面的作用效果，获得高品位(铁的品位达62%以上)、低有害物质含量(S、P、As、Cu、Pb的含量低于0.1%)、高回收率(铁回收率达80%以上)的铁精粉。
已公开的申请号为CN201310057567.8的中国专利公开了一种硫酸渣回收铁精粉的方法。一种硫酸渣回收铁精粉的方法，涉及废硫酸渣的综合利用。提供工艺简单、铁精粉回收率较高、生产效率较高的一种硫酸渣回收铁精粉的方法。在硫酸渣中加入脱硫剂A进行反应，搅拌过滤，收集滤液和滤渣；在得到的滤渣中加入脱硫剂B进行反应，过滤，收集滤液和滤渣；在得到的滤渣中加入酸进行反应，过滤，收集滤液和滤渣；将得到的滤渣进行干燥，即回收得到铁精粉。通过两步脱硫，可明显降低铁精粉产品中硫的含量；所得铁精粉产品的全铁含量一般均可>60%，回收率较高；方法简单，可在常温、常压下操作；处理时间短，可间歇或连续操作，易形成工业化的规模生产；加入的脱硫剂具有针对性，消耗小，铁损失少。
现有技术中的针对硫酸渣中铁的提取，提取出来的铁品位低，产率低，杂质多，无法直接作为炼铁的原料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，该方法制备能够制备出高品位的铁精矿，操作简单，不需要添加还原剂，生产成本低，产率高。
本发明为一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.05～0.3；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为600-800℃，煅烧的时间为0.5-3.0h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为80-95%，如所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为90%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为68.5KA/m~151.2KA/m，如弱磁选机的磁场强度为100KA/m。
硫酸渣一般添加煤粉进行磁化焙烧，磁选回收利用其中的铁元素。而添加硫精矿进行焙烧与之相比，在节约经济成本和提高硫酸渣利用率的同时，达到与之相近的产率与品位。在硫酸渣中配加硫精矿焙烧后，再通过磁选回收铁，方法简易方便，实用性强，节约成本。
本发明通过在硫酸渣中配加硫精矿，在密闭环境中进行磁化焙烧，硫精矿焙烧后将产生SO2气体，该气体具有一定的还原性，可将硫酸渣中的氧化铁等非磁性和弱磁性矿物还原成四氧化三铁（Fe3O4）、磁黄铁矿（Fe1-xS）等强磁性矿物，然后通过湿式弱磁选回收其中的强磁性矿物，得到高品位的铁精矿，实现硫精矿和硫酸渣中铁的同时回收，提高硫酸渣的利用价值。该方法毋需利用传统磁化焙烧所用的C、CO等还原剂，降低了能源、资源的消耗。
已公开的专利所说的铁的品位（即含量），是最终进行提纯的铁的含量，是单纯针对单质铁中铁的含量的测定所以在铁的含量的测定上得到的数据很高，本申请中只是对硫酸渣进行提纯，得到的是铁精矿，是用于炼铁等矿产加工的原材料，所以铁的品位的数值和已公开的申请中的铁的含量指的并不是同一个概念。
本发明的方法用于硫酸渣制备高品位铁精矿，为炼铁企业提供原料，实现铁元素的回收，具有以下有益效果：
（1）将低品位含铁硫酸渣和硫精矿混合制备高品位钛精矿，实现了硫酸渣和硫精矿中铁的共同回收利用；
（2）制备的铁精矿含铁品位高，回收率高，获得铁精矿中铁的品位≥60%、产率≥70%，可作为炼铁的原料；
（3）该制备铁精矿的工艺毋需添加C、CO等其他还原剂，节约了资源；
（4）该工艺操作简单，易于操作控制，经济有效。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。
实施例1
一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）含硫精矿研磨后过筛，含铁品位约40.74%，然后在650℃的高温下氧化焙烧，所得的硫酸渣为含铁硫酸渣粉末，将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.3；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为600℃，煅烧的时间为1.0h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为80%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为68.5KA/m；
本实施例中的生产过程中铁精矿的产率为71.36%，铁品位为63.10%。得到的铁精矿中铁的含量很高，杂质较少。
实施例2
一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）含硫精矿研磨后过筛，含铁品位约40.74%，然后在650℃的高温下氧化焙烧，所得的硫酸渣为含铁硫酸渣粉末，将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.1；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为700℃，煅烧的时间为1.0h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为95%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为151.2KA/m。
本实施例中的生产过程中铁精矿的产率为91.21%，铁品位为62.91%。得到的铁精矿中铁的含量很高，杂质较少。
实施例3
一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）含硫精矿研磨后过筛，含铁品位约40.28%，然后在650℃的高温下氧化焙烧，所得的硫酸渣为含铁硫酸渣粉末，将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.2；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为700℃，煅烧的时间为1.0h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为90%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为100KA/m。
本实施例中的生产过程中铁精矿的产率为88.45%，铁品位为60.38%。得到的铁精矿中铁的含量很高，杂质较少。
实施例4
一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）含硫精矿研磨后过筛，含铁品位约40.28%，然后在650℃的高温下氧化焙烧，所得的硫酸渣为含铁硫酸渣粉末，将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.15；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为700℃，煅烧的时间为1.0h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为89%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为110KA/m。
本实施例中的生产过程中铁精矿的产率为88.24%，铁品位为60.11%。得到的铁精矿中铁的含量很高，杂质较少。
实施例5
一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）含硫精矿研磨后过筛，含铁品位约40.28%，然后在650℃的高温下氧化焙烧，所得的硫酸渣为含铁硫酸渣粉末，将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.05；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为750℃，煅烧的时间为2.0h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为90%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为101KA/m。
本实施例中的生产过程中铁精矿的产率为75.34%，铁品位为60.53%。得到的铁精矿中铁的含量很高，杂质较少。
实施例6
一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）含硫精矿研磨后过筛，然后在650℃的高温下氧化焙烧，所得的硫酸渣为含铁硫酸渣粉末，将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末，含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.2；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，所述煅烧的温度为800℃，煅烧的时间为0.5h，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为95%；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行多段磁选，得到高品位的铁精矿，弱磁选机的磁场强度为120KA/m。
本实施例中的生产过程中铁精矿的产率为78.7%，铁品位为61.75%。得到的铁精矿中铁的含量很高，杂质较少。
实施例1至实施例6中的制备方法制备的高品位的铁精矿的产率均在70%，铁品位60%以上，得到的铁精矿的品质好，纯度高，可以直接应用于铁制品的加工生产中。从实施例1至6中可以明显看出经过本申请的方法的处理，含硫精矿的含铁品位明显提高很多。
本发明通过在硫酸渣中配加硫精矿，硫精矿焙烧后将产生SO2气体，该气体具有一定的还原性，可将硫酸渣中的氧化铁等非磁性和弱磁性矿物还原成四氧化三铁（Fe3O4）、磁黄铁矿（Fe1-xS）等强磁性矿物，然后通过湿式弱磁选回收其中的强磁性矿物，得到高品位的铁精矿，实现硫精矿和硫酸渣中铁的同时回收，提高硫酸渣的利用价值。该方法毋需利用传统磁化焙烧所用的C、CO等还原剂，降低了能源、资源的消耗。
将低品位含铁硫酸渣和硫精矿混合制备高品位钛精矿，实现了硫酸渣和硫精矿中铁的共同回收利用；制备的铁精矿含铁品位高，回收率高，获得铁精矿中铁的品位≥60%、产率≥70%，可作为炼铁的原料；该制备铁精矿的工艺毋需添加C、CO等其他还原剂，节约了资源；该工艺操作简单，易于操作控制，经济有效，对于实际生产的过程中可重复性强，能够保证不同批次的产品的质量相同。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿混合，得到混合粉末；
（2）将混合粉末在密闭的环境下煅烧，冷却至室温；
（3）将经步骤（2）的混合粉末研磨，得到细化粉末；
（4）将所述细化粉末在湿式弱磁选机中进行磁选，得到高品位的铁精矿。
2.根据权利要求1所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为600-800℃。
3.根据权利要求2所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述煅烧的时间为0.5-3.0h。
4.根据权利要求3所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述含铁硫酸渣粉末、含铁硫精矿的质量比为1:0.05～0.3。
5.根据权利要求4所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为80-95%。
6.根据权利要求5所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述细化粉末中粒度为-0.074mm的颗粒占比为90%。
7.根据权利要求6所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述弱磁选机的磁场强度为68.5KA/m~151.2KA/m。
8.根据权利要求7所述的一种采用硫酸渣制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述弱磁选机的磁场强度为101.9KA/m。
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