CN114074025B - 一种铁尾矿综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁尾矿综合利用方法，属于铁尾矿选矿技术领域。将铁尾矿进行粗、中、细分级，粗粒级产品进行一次磁选富集，产出精矿1和尾矿1；精矿1经磨矿后和中粒级产品混合进行二次磁选，产出精矿2和尾矿2；细粒级产品与精矿2混合后进行深度还原，还原后产品经三次磁选产出金属铁和活性渣，活性渣进行超细磨矿制备胶凝材料；以尾矿1、尾矿2为骨料，加入胶凝材料制备高强度建筑材料。本发明以铁尾矿为原材料，得到金属铁与高强度建筑材料两个产品，所有中间产品均得到有效利用，为铁尾矿的综合利用寻找了一条新的途径。
Description
技术领域
本发明涉及铁尾矿选矿技术领域，尤其涉及一种铁尾矿综合利用方法。
背景技术
随着我国钢铁工业的不断发展，累计产出几十亿吨的铁尾矿，还以每年约1.8亿吨的数量持续排放，铁尾矿品位高达22-24%，具有回收利用的价值，而我国对铁尾矿的综合利用率仅有7%，同时铁尾矿的长期堆存还会对周围的土壤、空气、植被造成严重污染，因此对铁尾矿的综合利用势在必行。
申请号为CN201710043189.6的专利文件公开了一种铁尾矿的回收方法，具体为：将铁尾矿送入一级磁选机分选出铁品位47％以上的低品位铁粉a。将一级磁选机分选后剩余的矿浆送入二级磁选机中，分选出低品位铁粉b和剩余铁尾矿d。将低品位铁粉a和低品位铁粉b混合后进入球磨机进行细磨。将细磨后的铁粉矿浆送入三级磁选机分选出铁品位大于62％的铁精矿产品。将三级磁选机分选后剩余铁粉矿浆送入四级磁选机中，分选出低品位铁精粉c和剩余的铁尾矿e。将铁尾矿d和铁尾矿e放入捞砂机，将大于粒度0.035mm的砂捞出。通过提供一种铁尾矿的回收方法选出较高品位的铁矿，剩余的尾矿大于粒度0.035mm产品的做建筑用砂，粒度小于0.035mm的做水泥添加剂。
虽然这种方法能对铁尾矿进行有效的二次回收，但在剩余的尾矿应用说明方面不够具体，能否产生理想的效果还有待进一步讨论，而且这种剩余尾矿使用方式一般是与机制砂或者水泥混合使用，不宜单独使用、规格单一，对铁尾矿的利用率并没有显著提高，同样破坏环境、增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有铁尾矿利用率低、铁尾矿中有价元素得不到有效利用等问题，提供了一种铁尾矿综合利用方法。
为实现此技术目的，本发明采用如下方案：一种铁尾矿综合利用方法，包括如下步骤：
S1、将铁尾矿进行粗细分级，得到粗、中、细粒级三种产品；
S2、粗粒级产品进行一次磁选，得到精矿1和尾矿1；
S3、精矿1磨矿后与S1分级得到的中粒级产品混合，混合后产品进行二次磁选，得到精矿2和尾矿2；
S4、精矿2与S1分级得到的细粒级产品混合，混合后产品进行深度还原，还原后产品进行三次磁选，得到金属铁和活性渣，活性渣进行超细磨矿制备成胶凝材料；
S5、以尾矿1、尾矿2为骨料，加入S4得到的胶凝材料制备高强度建筑材料。
进一步地，S1中粗粒级产品的粒度为0.5~1mm，中粒级产品的粒度为0.1~0.5mm，细粒级产品的粒度为0~0.1mm。
进一步地，S3中精矿1的磨矿细度为-0.1mm占80%。
进一步地，S2中一次磁选、S3中二次磁选、S4中三次磁选的磁场强度均在48~800kA/m范围内。
进一步地，深度还原过程为：精矿2与细粒级产品混合，混合后产品加入还原剂和活性激发剂，还原剂占混合产品总质量的15~25%，活性激发剂占混合产品总质量20~40%，活性激发剂是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中任意一种，还原温度为1000~1600℃，还原时间为40~80min。
进一步地，S4中超细磨矿采用偏心振动磨，振动频率50Hz，磨矿质量浓度为70%，磨矿介质填充率为80%，磨矿时间为10~20min，活性渣进行超细磨矿至比表面积≥600m2/kg。
进一步地，S5中尾矿1占高强度建筑材料总质量的10~30%，尾矿2占高强度建筑材料总质量的10~30%，胶凝材料占高强度建筑材料总质量的40~80%。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本方法得到的金属铁品位≥95%，制得的高强度建筑材料抗压强度≥60MPa，抗折强度≥20MPa，使铁尾矿得到了充分地回收与直接利用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种铁尾矿综合利用方法工艺流程图。
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及效果，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅限于此。
如图1所示，本发明提供的一种铁尾矿综合利用方法，按如下步骤进行：
S1、将铁尾矿粗细分级为三个粒级产品：粗粒级产品粒度为0.5~1mm，中粒级产品粒度为0.1~0.5mm，细粒级产品粒度为0~0.1mm。
S2、将粗粒级产品进行一次磁选试验，磁场强度为48~800 kA/m，得到精矿1和尾矿1，尾矿1作为骨料用于制备高强度建筑材料。
S3、将S2中精矿1进行磨矿，磨矿细度为-0.1mm占80%，然后与中粒级产品混合后进行二次磁选试验，磁场强度为48~800 kA/m，得到精矿2和尾矿2，尾矿2作为骨料用于制备高强度建筑材料。
S4、精矿2与细粒级产品混合后进行深度还原试验，混合后产品加入还原剂煤和活性激发剂氢氧化钠，煤占混合产品总质量的15~25%，氢氧化钠占混合产品总质量20~40%，将产品混匀后置于温度1000~1600℃的还原炉中，保温40~80min，得到金属铁和活性渣。
活性渣进行超细磨矿，超细磨机采用偏心振动磨，振动频率为50Hz，磨矿质量浓度为70%，磨矿介质填充率为80%，磨矿时间为10~20min，磨矿至活性渣比表面积≥600m2/kg，制备成胶凝材料。
S5、将胶凝材料、尾矿1和尾矿2进行混合，其中混合料中胶凝材料占总质量的40~80%，尾矿1占总质量的10~30%，尾矿2占总质量的10~30%。
混合料先进行干混，随后将混合料加入胶砂搅拌机的搅拌槽中湿混，加水配成含水量20%的混合料，搅拌5min后，混合料加入到40mm×40mm×160mm的三联模具中，放置在水泥胶砂振实台上进行振动成型，振动频率60次/min，振动时间6min。
试件经常温养护一天后脱模，随后放置于标准恒温恒湿养护箱中养护28d，养护温度20℃，相对湿度95%，待试件养护完成后得到高强度建筑材料，根据GB/T50081-2002方法进行抗压抗折强度测定。
实施例1
某铁尾矿全铁品位18.57%，对其进行分级得粗粒级产品占15.63%，中粒级产品占28.89%，细粒级产品占55.48%；粗粒级产品进行一次磁选，磁场强度为240kA/m，得精矿1产率为1.52%，尾矿1产率为14.11%；精矿1经磨矿至-0.1mm含量占80%，然后与中粒级产品进行混合，混合后产品进行二次磁选，磁场强度为320kA/m，得精矿2产率为8.27%，尾矿2产率为22.14%；精矿2与细粒级产品进行混合，对混合后产品在还原炉中进行深度还原，还原温度为1200℃，保温时间为50min，还原剂煤占混合后产品质量的20%，氢氧化钠用量为混合后产品质量的25%，对还原后的产品进行三次磁选，磁场强度为48kA/m，得金属铁品位为95.16%，产率为15.25%，活性渣产率为48.50%；活性渣采用偏心振动磨进行超细磨矿，磨矿介质充填率为80%，磨矿质量浓度为70%，振动频率为50Hz，振动时间为15min，得到比表面积为700m2/kg的胶凝材料；以尾矿1、尾矿2、胶凝材料为主要原料制备高强度建筑材料，掺量分别为14.11%、22.14%、48.50%，将原料混合均匀后加入20%水进行胶砂搅拌机湿混5min，混合料加入40*40*160mm的模具中进行振动成型，振动频率为60次/min，振动时间为6min，常温养护一天后脱模，随后放置于标准恒温恒湿养护箱中养护28天，养护温度20℃，相对湿度95%，养护完成后得到高强度建筑材料，根据GB/T50081-2002进行测试，高强度建筑材料的抗压强度为62MPa，抗压强度为20MPa。
本发明将之前无法利用的铁尾矿分选出了品位≥95%的金属铁，并且将尾矿1和尾矿2与胶凝材料进一步利用，制备出抗压强度≥60MPa，抗折强度≥20MPa的高强度建筑材料，是一种符合节能减排标准的新型建筑材料。
Claims (6)
1.一种铁尾矿综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将铁尾矿进行粗细分级，得到粗、中、细粒级三种产品；
S2、粗粒级产品进行一次磁选，得到精矿1和尾矿1；
S3、精矿1磨矿后与S1分级得到的中粒级产品混合，混合后产品进行二次磁选，得到精矿2和尾矿2；
S4、精矿2与S1分级得到的细粒级产品混合，混合后产品进行深度还原，还原后产品进行三次磁选，得到金属铁和活性渣，活性渣进行超细磨矿制备成胶凝材料；
深度还原过程为：精矿2与细粒级产品混合，混合后产品加入还原剂煤和活性激发剂，还原剂煤占混合产品总质量的15~25%，活性激发剂占混合产品总质量20~40%，活性激发剂是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中任意一种，还原温度为1000~1600℃，还原时间为40~80min；
S5、以尾矿1、尾矿2为骨料，加入S4得到的胶凝材料制备高强度建筑材料。
2.根据权利要求1所述的一种铁尾矿综合利用方法，其特征在于，S1中粗粒级产品的粒度为0.5~1mm，中粒级产品的粒度为0.1~0.5mm，细粒级产品的粒度为0~0.1mm。
3.根据权利要求1所述的一种铁尾矿综合利用方法，其特征在于，S3中精矿1的磨矿细度为-0.1mm占80%。
4.根据权利要求1所述的一种铁尾矿综合利用方法，其特征在于，S2中一次磁选、S3中二次磁选、S4中三次磁选的磁场强度均在48~800 kA/m范围内。
5.根据权利要求1所述的一种铁尾矿综合利用方法，其特征在于，S4中超细磨矿采用偏心振动磨，振动频率50Hz，磨矿质量浓度为70%，磨矿介质填充率为80%，磨矿时间为10~20min，活性渣进行超细磨矿至比表面积≥600m2/kg。
6.根据权利要求1所述的一种铁尾矿综合利用方法，其特征在于，S5中尾矿1占高强度建筑材料总质量的10~30%，尾矿2占高强度建筑材料总质量的10~30%，胶凝材料占高强度建筑材料总质量的40~80%。
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