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硫铁矿烧渣磁选-重选联合工艺回收铁精矿研究
2006-07-15
介绍了从硫铁矿烧渣中回收铁精矿的工艺流程。试验研究表明,硫铁矿烧渣经预先分级、磨矿后,在 120kA/m条件下磁选,磁选尾矿用螺旋溜槽重选,获得混合精矿产率72.86%、品位61.32%、回收率83.28%的较 好指标。硫铁矿烧渣不经磨矿直接磁选得不到高品位精矿;全部磨矿后分选,精矿品位略有提高,但回收率下降较 多。
SeJruileysꢀ N2o0.03661ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 20总06第年 3第617期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE 硫铁矿烧渣磁选 - 重选联合工艺回收铁精矿研究 董 风 芝 ꢀ 孙 永 峰 ( 山 东 理 工 大 学 ) 摘 ꢀ 要 ꢀ 介 绍 了 从 硫 铁 矿 烧 渣 中 回 收 铁 精 矿 的 工 艺 流 程 。 试 验 研 究 表 明 , 硫 铁 矿 烧 渣 经 预 先 分 级 、 磨 矿 后 , 在 20 kA/ m 条 件 下 磁 选 , 磁 选 尾 矿 用 螺 旋 溜 槽 重 选 , 获 得 混 合 精 矿 产 率 72. 86% 、 品 位 61. 32% 、 回 收 率 83. 28% 的 较 1 好 指 标 。 硫 铁 矿 烧 渣 不 经 磨 矿 直 接 磁 选 得 不 到 高 品 位 精 矿 ; 全 部 磨 矿 后 分 选 , 精 矿 品 位 略 有 提 高 , 但 回 收 率 下 降 较 多 。 关 键 词 ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 ꢀ 铁 精 矿 ꢀ 磁 选 ꢀ 重 选 ꢀ 工 艺 流 程 Investigation on Recovering Iron Concentrate from Pyrite Cinder by Magnetic and Gravity SeparationCombined Technology Dong Fengzhiꢀ Sun Yongfeng ( Shandong University of Technology) Abstractꢀ The technological flowsheet for recovering iron concentrate from pyrite cinder was investigated. The tests showed that a flowsheet consisting of preclassification, grinding, magnetic separation at 120 kA/ m and gravity separation of the tailings from magnetic separation by spiral sluice could obtain a mixed concentrate having an iron grade of 61. 32% , re covery of 83. 28% and yield of 72. 86% , indicating good performances. High grade concentrate couldn't be achieved by magnetic separation without grinding while a slight increase in the concentrate grade could be obtained when the separation was carried out after the grinding of total ore, but the recovery would decrease greatly. Keywordsꢀ Pyrite cinder, Iron concentrate, Magnetic separation, Gravity separation, Technological flowsheet ꢀ ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 是 利 用 硫 铁 矿 制 备 硫 酸 的 过 程 中 所 作 者 对 从 硫 铁 矿 烧 渣 中 回 收 铁 精 矿 的 工 艺 进 行 了 大 量 研 究 , 取 得 了 一 些 成 果 , 但 由 于 硫 铁 矿 烧 渣 性 质 的 复 杂 性 及 不 确 定 性 , 实 际 投 入 生 产 应 用 的 并 不 多 。 本 研 究 介 绍 的 磁 选 - 重 选 联 合 工 艺 , 既 有 较 好 的 工 艺 指 标 , 又 对 硫 铁 矿 烧 渣 性 质 的 变 化 有 一 定 适 应 性 , 具 有 良 好 的 应 用 前 景 。 排 放 的 废 渣 , 每 生 产 1 t 硫 酸 大 约 要 排 放 0. 8 t 左 右 硫 铁 矿 烧 渣 。 我 国 硫 酸 生 产 行 业 目 前 每 年 约 产 生 [ 1 000 万 t 硫 铁 矿 烧 渣 1] , 大 都 采 用 堆 填 处 理 , 不 仅 大 量 占 用 土 地 , 增 加 企 业 费 用 , 而 且 还 严 重 污 染 环 境 。 硫 铁 矿 烧 渣 的 综 合 利 用 程 度 及 技 术 水 平 , 将 是 影 响 硫 铁 矿 制 酸 企 业 社 会 、 经 济 效 益 及 可 持 续 发 展 的 重 要 因 素 。 1ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 性 质 研 究 本 次 试 验 研 究 所 用 硫 铁 矿 烧 渣 样 品 取 自 湖 南 某 化 工 厂 , 呈 棕 黑 色 , 粒 度 微 细 , 粒 度 分 析 结 果 见 表 1, 化 学 分 析 结 果 见 表 2。 近 年 来 我 国 钢 铁 产 量 大 幅 增 长 , 国 产 铁 矿 石 供 应 缺 口 越 来 越 大 , 进 口 铁 矿 石 连 年 大 幅 度 增 加 , 并 将 超 过 国 产 铁 矿 石 , 预 示 着 我 国 钢 铁 工 业 开 始 步 入 以 进 口 铁 矿 石 为 主 的 时 代 , 同 时 也 成 为 我 国 钢 铁 工 业 经 济 安 全 的 隐 患 。 硫 铁 矿 烧 渣 中 全 铁 含 量 一 般 在 从 表 1 可 见 , 硫 铁 矿 烧 渣 中 - 200 目 含 量 为 77. 70% , - 23 μm 的 含 量 达 35. 4% , 这 部 分 微 细 粒 级 将 会 给 铁 矿 物 的 富 集 带 来 极 大 的 不 利 影 响 。 从 表 2 可 知 , 主 要 矿 物 为 磁 铁 矿 、 赤 铁 矿 和 石 5 0% 左 右 , 比 我 国 铁 矿 平 均 品 位 ( 仅 32. 67% ) 要 高 得 多 。 从 硫 铁 矿 烧 渣 中 回 收 铁 精 矿 用 于 炼 铁 , 可 以 弥 补 我 国 铁 资 源 的 不 足 , 同 时 消 除 了 硫 铁 矿 烧 渣 对 生 态 环 境 的 污 染 , 更 可 创 造 出 良 好 的 经 济 效 益 与 社 会 效 益 , 其 应 用 前 景 极 为 广 阔 。 国 内 外 众 多 科 研 工  山 东 理 工 大 学 科 研 基 金 资 助 项 目 ( 编 号 : 2004KJM19) 。 董 风 芝 ( 1965 - ) , 男 , 山 东 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 , 副 教 授 , 2 55049 山 东 省 淄 博 市 。 · 80· ꢀ ꢀ ꢀ 董 风 芝 等 : 硫 铁 矿 烧 渣 磁 选 - 重 选 联 合 工 艺 回 收 铁 精 矿 研 究 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2006 年 第 7 期 英 。 根 据 显 微 镜 下 的 观 察 , 细 颗 粒 中 铁 矿 物 与 石 英 颗 粒 的 单 体 解 离 度 均 很 高 , 连 生 体 极 少 , 较 大 颗 粒 中 则 依 然 存 在 较 多 连 生 体 颗 粒 。 部 分 细 粒 级 , 只 对 筛 上 较 粗 粒 级 进 行 磨 矿 , 可 以 降 低 能 耗 , 减 少 过 磨 , 提 高 工 艺 指 标 。 本 研 究 所 采 用 的 选 别 工 艺 流 程 如 图 1 所 示 。 表 1ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 粒 度 分 析 结 果 部 分 产 率 正 累 积 产 率 负 累 积 产 率 粒 ꢀ 级 / mm / % / % / % + 0. 096 8. 30 14. 00 20. 80 21. 50 14. 60 20. 80 100. 00 8. 30 100. 00 91. 70 77. 70 56. 90 35. 40 20. 80 - - - - 0. 096 + 0. 075 0. 075 + 0. 048 0. 048 + 0. 023 0. 023 + 0. 010 22. 30 43. 10 64. 60 79. 20 100. 00 - 0. 010 合 ꢀ 计 图 1ꢀ 预 先 分 级 试 验 选 别 流 程 ( 1) 磨 矿 磁 选 试 验 。 采 用 200 目 标 准 筛 对 硫 铁 矿 烧 渣 原 样 进 行 筛 分 。 筛 上 物 用 辊 筒 棒 磨 机 磨 矿 5 min 后 , 与 筛 下 物 合 并 , 采 用 CYG -  200 鼓 形 永 磁 磁 选 机 选 2 次 , 筒 表 磁 场 强 度 为 120 kA/ m。 试 验 结 果 见 表 4。 表 2ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 化 学 分 析 结 果 ꢀ ꢀ ꢀ % 成 ꢀ 含 ꢀ 分 量 TFe FeO SiO 2 Al 2 O 3 CaO MgO S 53. 65 16. 77 14. 76 2. 44 2. 26 1. 83 0. 84 ꢀ ꢀ 2 ꢀ 试 验 研 究 表 4ꢀ 磁 选 试 验 选 别 指 标 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ % 硫 铁 矿 烧 渣 中 铁 矿 物 主 要 为 磁 铁 矿 , 其 磁 性 率 指 ꢀ ꢀ 磁 选 精 矿 标 产 ꢀ 率 品 ꢀ 位 回 收 率 为 31. 26% , 具 有 较 强 的 磁 性 。 可 考 虑 采 用 弱 磁 选 回 收 磁 铁 矿 , 磁 选 尾 矿 中 的 赤 铁 矿 可 考 虑 用 重 选 方 法 回 收 2] 。 而 是 否 需 要 进 行 磨 矿 , 则 通 过 试 验 确 定 。 60. 28 61. 64 69. 26 30. 74 磁 选 尾 矿 39. 72 41. 52 [ ꢀ ꢀ ( 2) 螺 旋 溜 槽 回 收 弱 磁 性 铁 矿 物 。 将 磁 选 后 的 尾 矿 浓 缩 至 矿 浆 浓 度 为 30% ~ 35% 后 , 送 入 LL400 螺 旋 溜 槽 分 选 。 选 别 指 标 见 表 5。 2 . 1ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 直 接 进 行 磁 选 硫 铁 矿 烧 渣 不 经 磨 矿 , 采 用 XCGS 型  50 磁 选 表 5ꢀ 螺 旋 溜 槽 选 别 指 标 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ % 管 , 在 激 磁 电 流 为 1. 6 A 的 条 件 下 磁 选 4 次 , 试 验 结 果 见 表 3。 指 ꢀ ꢀ 溜 槽 精 矿 标 产 ꢀ 率 品 ꢀ 位 回 收 率 12. 58 59. 81 14. 02 16. 72 表 3ꢀ 直 接 磁 选 试 验 指 标 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ % 溜 槽 尾 矿 27. 14 33. 05 指 ꢀ 标 产 ꢀ 率 品 ꢀ 位 回 收 率 ꢀ ꢀ 从 表 5 可 看 出 , 螺 旋 溜 槽 重 选 精 矿 品 位 要 低 于 原 ꢀ 精 ꢀ 尾 ꢀ 渣 矿 矿 100. 00 69. 30 30. 70 53. 65 59. 21 41. 10 100. 00 76. 48 23. 52 磁 选 精 矿 品 位 , 磁 选 精 矿 与 螺 旋 溜 槽 精 矿 的 混 合 精 矿 , 其 品 位 为 61. 32% , 回 收 率 为 83. 28% , 产 率 为 7 2 2. 86% 。 ꢀ ꢀ 从 表 3 可 看 出 , 分 选 效 果 不 够 理 想 , 精 矿 品 位 尚  3ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 全 部 磨 矿 分 选 试 验 按 前 一 流 程 分 选 后 的 磁 选 精 矿 品 位 为 61. 64% , 不 到 60% , 且 回 收 率 也 不 够 高 。 分 析 其 原 因 , 主 要 是 由 于 硫 铁 矿 烧 渣 中 的 粗 粒 连 生 体 大 多 回 收 到 精 矿 产 品 中 , 导 致 品 位 低 ; 硫 铁 矿 烧 渣 中 的 赤 铁 矿 物 磁 性 弱 , 大 多 随 尾 矿 跑 掉 , 降 低 了 回 收 率 。 混 合 铁 精 矿 品 位 为 61. 32% , 比 天 然 铁 矿 物 分 选 出 的 铁 精 矿 品 位 有 较 大 差 距 。 为 探 索 进 一 步 提 高 铁 精 矿 品 位 的 可 能 性 , 我 们 将 入 选 的 硫 铁 矿 烧 渣 原 料 全 部 进 行 磨 矿 处 理 , 以 期 提 高 铁 矿 物 解 离 度 , 从 而 提 高 精 矿 品 位 。 硫 铁 矿 烧 渣 分 选 流 程 中 取 消 了 预 先 筛 分 , 其 他 的 工 艺 条 件 不 变 , 分 选 结 果 见 表 6。 磁 选 精 矿 与 螺 旋 溜 槽 精 矿 混 合 到 一 起 , 作 为 最 终 精 矿 , 其 品 位 为 62. 11% , 回 收 率 为 73. 82% , 产 率 为 63. 76% 。 2 . 2ꢀ 硫 铁 矿 烧 渣 预 先 分 级 磨 矿 分 选 试 验 为 提 高 精 矿 品 位 , 应 对 硫 铁 矿 烧 渣 进 行 磨 矿 , 解 离 粗 粒 连 生 体 , 以 进 一 步 提 高 精 矿 品 位 ; 对 损 失 于 尾 矿 中 的 弱 磁 性 铁 矿 物 , 可 考 虑 用 重 选 设 备 ——— 螺 旋 溜 槽 回 收 3] 。 [ 硫 铁 矿 烧 渣 中 - 200 目 含 量 为 77. 7% , 这 部 分 微 细 粒 已 基 本 达 到 单 体 解 离 , 在 球 磨 前 预 先 分 出 这 · 81· 总 第 361 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2006 年 第 7 期 表 6ꢀ 全 部 磨 矿 选 别 指 标 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ % 比 较 , 精 矿 品 位 提 高 了 0. 42 个 百 分 点 , 回 收 率 较 低 了 4. 31 个 百 分 点 。 作 业 回 收 率 降 低 了 18. 56 个 百 分 点 , 仅 为 27. 05% 。 回 收 率 下 降 较 大 的 原 因 主 要 是 硫 铁 矿 烧 渣 中 铁 矿 物 硬 度 较 低 , 经 磨 矿 后 粒 度 太 细 , 超 过 了 螺 旋 溜 槽 分 选 的 粒 度 下 限 , 难 以 回 收 。 两 种 分 选 工 艺 相 比 较 , 全 部 磨 矿 分 选 工 艺 混 合 最 终 精 矿 品 位 由 61. 32% 提 高 到 62. 11% , 但 回 收 率 则 由 83. 28% 下 降 为 73. 82% 。 综 合 考 虑 , 以 预 先 分 级 分 选 工 艺 为 佳 。 指 ꢀ ꢀ 标 产 ꢀ 率 品 ꢀ 位 回 收 率 磁 选 精 矿 磁 选 尾 矿 溜 槽 精 矿 溜 槽 尾 矿 55. 11 44. 89 8. 65 62. 41 42. 89 60. 23 38. 76 64. 11 35. 89 9. 71 36. 24 26. 18 2  4ꢀ 分 选 效 果 讨 论 ( 1) 预 先 分 级 分 选 工 艺 。 硫 铁 矿 烧 渣 中 FeO 3 4 含 量 为 16. 77% , 可 相 应 计 算 出 铁 矿 物 中 Fe O 占 [ 2] 7 3% 左 右 。 磁 选 的 回 收 率 为 69. 26% , 表 明 硫 铁 3 ꢀ 结 ꢀ 论 1) 硫 铁 矿 烧 渣 中 - 200 目 含 量 为 77. 7% , 但 矿 烧 渣 中 强 磁 性 矿 物 通 过 弱 磁 选 可 回 收 90% 以 上 , 效 果 较 为 理 想 , 磁 选 工 艺 条 件 设 置 合 理 。 螺 旋 溜 槽 分 选 的 作 业 回 收 率 为 45. 61% , 富 矿 比 为 1. 44, 。 考 虑 到 实 际 生 产 中 使 用 螺 旋 溜 槽 的 生 产 成 本 较 低 , 能 提 高 回 收 率 14. 02 个 百 分 点 , 分 选 效 果 是 较 为 理 想 的 。 ( 直 接 磁 选 精 矿 品 位 仅 为 59. 21% , 回 收 率 为 7 6. 48% , 分 选 效 果 较 差 。 ( 2) 采 用 预 先 分 级 工 艺 , + 200 目 进 行 磨 矿 。 经 120 kA/ m 磁 选 、 螺 旋 溜 槽 重 选 后 , 最 终 混 合 精 矿 产 率 为 72. 86% , 品 位 61. 32% , 回 收 率 83. 28% 。 分 选 效 果 较 为 理 想 。 ( 2) 全 部 磨 矿 分 选 工 艺 。 硫 铁 矿 烧 渣 经 全 部 磨 矿 后 , 与 预 先 分 级 工 艺 相 比 较 , 磁 选 精 矿 品 位 提 高 ( 3) 采 用 全 部 磨 矿 分 选 工 艺 , 最 终 混 合 精 矿 产 0 . 77 个 百 分 点 , 回 收 率 降 低 5. 15 个 百 分 点 。 原 渣 率 为 63. 76% , 品 位 62. 11% , 回 收 率 73. 82% 。 精 矿 品 位 略 有 提 高 , 但 回 收 率 下 降 较 多 , 综 合 效 率 不 如 预 先 分 级 工 艺 。 中 - 200 目 中 有 部 分 连 生 体 , 通 过 磨 矿 得 以 解 离 , 使 品 位 有 所 提 高 。 回 收 率 下 降 较 大 的 原 因 主 要 是 磨 矿 使 得 与 磁 铁 矿 粘 连 在 一 起 的 部 分 赤 铁 矿 颗 粒 分 离 , 由 于 其 磁 性 较 弱 , 弱 磁 选 无 法 回 收 。 试 验 中 可 以 明 显 看 出 , 磨 矿 后 的 矿 浆 颜 色 发 红 , 磁 选 精 矿 的 颜 色 则 更 黑 , 也 间 接 印 证 了 这 一 点 。 参 考 文 献 [ 1] ꢀ 刘 心 中 , 等 . 硫 酸 渣 的 综 合 利 用 [ J] . 金 属 矿 山 , 2002( 9) : 51 53 [ [ 2] ꢀ 魏 德 洲 . 固 体 物 料 分 选 学 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 2000 3] ꢀ 刘 惠 中 . BL1500 - A 型 螺 旋 溜 槽 的 研 制 及 其 在 尾 矿 再 选 中 的 应 用 [ J] . 矿 冶 . 2001, 10( 4) : 2428 在 显 微 镜 下 观 察 磁 选 精 矿 , 发 现 夹 杂 的 脉 石 颗 粒 极 少 , 表 明 精 矿 品 位 偏 低 的 原 因 是 磁 铁 矿 颗 粒 的 纯 度 较 低 , 用 物 理 法 已 无 法 再 进 一 步 提 高 精 矿 品 位 。 磁 选 尾 矿 经 螺 旋 溜 槽 分 选 , 与 预 先 分 级 工 艺 相 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20060421) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 民 出 版 社 , 1997. ( 上 接 第 71 页 ) [ 2] ꢀ 史 培 军 . 资 源 开 发 、 环 境 安 全 建 设 与 可 持 续 发 展 [ J] . 北 京 师 范 大 学 学 报 : 社 会 科 学 版 , 1997( 6) : 6269. 生 存 和 发 展 的 物 质 基 础 , 也 是 维 护 社 会 稳 定 的 需 要 。 土 地 资 源 承 载 力 分 析 是 一 个 能 够 较 好 地 对 某 一 区 域 的 土 地 资 源 安 全 状 态 进 行 刻 画 的 方 法 。 利 用 此 方 法 , 在 分 析 影 响 矿 区 土 地 资 源 安 全 状 态 因 素 的 基 础 上 , 构 建 了 基 于 土 地 资 源 承 载 力 的 矿 区 土 地 资 源 安 全 评 价 方 法 与 模 型 。 通 过 对 模 型 进 行 不 同 情 景 的 分 析 , 认 为 用 该 模 型 进 行 评 价 与 决 策 的 关 键 在 于 确 定 可 接 受 的 安 全 临 界 值 , 这 也 是 今 后 在 实 际 操 作 研 究 中 需 下 大 力 气 研 究 解 决 的 问 题 。 [ 3] ꢀ 谷 树 忠 , 姚 予 龙 , 沈 ꢀ 镭 , 等 . 资 源 安 全 及 其 基 本 属 性 与 研 究 框 架 [ J] . 自 然 资 源 学 报 , 2002, 17( 3) : 28028 [ 4] ꢀ 肖 笃 宁 , 陈 文 波 , 郭 福 良 . 论 生 态 安 全 的 基 本 概 念 和 研 究 内 容 [ J] . 应 用 生 态 学 报 , 2002, 13( 3) : 354358 [ [ [ 5] ꢀ 饶 运 章 , 侯 运 炳 . 矿 业 开 发 的 国 家 环 境 安 全 评 价 指 标 研 究 [ J] . 金 属 矿 山 , 2004, 333( 3) : 4548 6] ꢀ 吴 次 芳 , 鲍 海 君 , 等 . 土 地 资 源 安 全 研 究 的 理 论 与 方 法 [ M] . 北 京 : 气 象 出 版 社 , 2004 7] ꢀ 张 月 平 , 刘 友 兆 , 毛 良 祥 , 等 . 根 据 承 载 力 确 定 土 地 资 源 安 全 度 ——— 以 江 苏 省 为 例 [ J] . 长 江 流 域 资 源 与 环 境 , 2004, 13( 4) : 328332 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ 8] ꢀ 封 志 明 . 资 源 科 学 导 轮 [ M] . 北 京 : 科 学 出 版 社 , 2004 [ 1] ꢀ 世 界 环 境 与 发 展 委 员 会 . 我 们 共 同 的 未 来 [ M] . 长 春 : 吉 林 人 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20060422) · 82·
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