從硫酸渣中回收鐵精礦的試驗(yàn)研究

劉鳳春

(山東理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院， 山東 淄博 255091)

硫酸渣是硫鐵礦制備硫酸過(guò)程中排放的廢渣，隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)硫酸的消耗越來(lái)越大.與此同時(shí)也相應(yīng)產(chǎn)生了大量的硫酸渣.我國(guó)硫酸渣年排放量約1300萬(wàn)t[1]，加上全國(guó)積存未能及時(shí)處理的硫酸渣．其總量相當(dāng)可觀，而利用率卻不到30%[2].如此巨大數(shù)量的廢渣，堆存需要占用大量土地，產(chǎn)生的酸水、重金屬離子和粉塵對(duì)環(huán)境造成極大危害.硫酸渣的鐵含量因硫鐵礦產(chǎn)地及來(lái)源不同，品位波動(dòng)較大，一般含鐵30%～50%[3].若能夠通過(guò)選礦方法回收其中的鐵，不僅有利于資源的再利用，使之變廢為寶；而且還能減少大量固體廢棄物、減少污染.本試驗(yàn)介紹了從硫酸渣中回收鐵精礦的工藝流程，經(jīng)過(guò)預(yù)先分級(jí)，磁選機(jī)選別,粗精礦再用磁選柱選別，獲得了品位65.07%，總回收率73.24%的鐵精礦.

1 硫酸渣的性質(zhì)

本次實(shí)驗(yàn)所用硫酸渣取自山東某化工廠，顏色呈黑褐色，粒度較細(xì)，鐵品位為50%左右.

1.1 硫酸渣的粒度組成

原礦的篩析結(jié)果見表1.

從篩析結(jié)果中可知，硫酸渣中-200目(74μm)含量為53.64%.

1.2 各粒級(jí)中鐵的分布

硫酸渣各粒級(jí)中鐵的分布率見表2.

由表2可知，硫酸渣中-200目含量占50%以上，硫酸渣中各粒級(jí)品位總體表現(xiàn)為粗粒級(jí)和細(xì)粒級(jí)品位低，中間粒級(jí)品位高，解離度不高，中間粒級(jí)品位在46%～60%之間，因此從提高鐵品位和降低雜質(zhì)含量?jī)煞矫婵紤]，硫酸渣應(yīng)預(yù)先經(jīng)磨礦處理.

表1 硫酸渣的粒度組成

表2 硫酸渣各粒級(jí)中鐵的分布率

1.3 硫酸渣的化學(xué)組成

化學(xué)分析結(jié)果見表3.

表3 硫酸渣的化學(xué)多元素分析

由表3可知，硫酸渣中主要礦物為磁鐵礦和石英.根據(jù)顯微鏡下觀察，細(xì)粒硫酸渣中鐵礦物與石英單體解離度較高，連生體較少，而較大顆粒中存在較多連生體.

2 試驗(yàn)研究

硫酸渣中鐵礦物主要為磁鐵礦.因此可考慮采用弱磁選回收.由于硫酸渣中-200目含量為53.64%，這部分礦樣已基本單體解離.為減少磨礦能耗，因此在磨礦前將預(yù)分出這部分礦樣，只對(duì)+200目的粗粒級(jí)進(jìn)行磨礦.因此本研究采用選別工藝流程見圖1.

圖1 試驗(yàn)選別工藝流程

2.1 磨礦試驗(yàn)流程

用200目標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)硫酸渣原樣進(jìn)行篩分.篩上物用輥筒棒磨機(jī)磨礦后，與篩下物合并，采用CYG -200鼓形永磁磁選機(jī)選2次，筒表磁場(chǎng)強(qiáng)度為120 kA/m.試驗(yàn)結(jié)果見表4.

表4 磨礦細(xì)度與磁選機(jī)磁選試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，磨礦細(xì)度為-200目含量為80.50%時(shí)，磁選精礦品位為60.83%，回收率為79.73%，而-200目為87.53%和95.32%時(shí)，磁選精礦品位為60.63%和58.65%，回收率為77.04%和73.59%.試驗(yàn)中可以明顯看出，磨礦時(shí)間越長(zhǎng)，礦漿顏色越紅.在顯微鏡下，當(dāng)細(xì)度-200目為80.50%時(shí)，磁選精礦中夾雜的脈石顆粒極少，表明已單體解離.

2.2 磁選柱分選試驗(yàn)

磁選柱是一種低弱磁場(chǎng)的磁重選別設(shè)備，可用來(lái)提高磁鐵礦精礦品位，降低其雜質(zhì)含量，一般可使低品位磁鐵礦精礦品位由60%～64%提高到65%～68%[4].磁選柱是采用特殊的電源供電方式，在磁選空間內(nèi)產(chǎn)生特殊的磁場(chǎng)變換機(jī)制，對(duì)磁選礦漿進(jìn)行反復(fù)多次的磁聚合——分散——磁聚合作用，能充分分出常規(guī)磁選設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品中夾雜的中、貧連生體及單體脈石[5].因此，采用磁選柱可大大提高鐵精礦的品位.

當(dāng)磨礦細(xì)度-200目占80.50%時(shí)，用磁選機(jī)選別后的品位為60.83%，而為進(jìn)一步提高鐵精礦品位，再將磁選精礦用磁選柱分選，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出磁選柱分選的最佳的工藝條件為：磁場(chǎng)強(qiáng)度H為85kA/m，上升水流速度v為3.2cm/s,磁場(chǎng)變換周期T為3s.磁選柱分選結(jié)果見表5.

表5 磁選柱分選結(jié)果

由表5可知，經(jīng)過(guò)磁選柱分選后，可得到最終品位為65.07%，回收率91.86%的鐵精礦.

3 結(jié)論

(1)采用預(yù)先篩分分級(jí)，+200目進(jìn)行磨礦，可以降低能耗，減少過(guò)磨，提高分選指標(biāo).

(2)當(dāng)磨礦細(xì)度-200目占80.50%時(shí)，經(jīng)過(guò)兩次磁選機(jī)選別(磁場(chǎng)強(qiáng)度為120 kA/m)和一次磁選柱選別(工藝條件為磁場(chǎng)強(qiáng)度H為85kA/m，上升水流速度v為3.2cm/s,磁場(chǎng)變換周期T為3s)，可以得到最終鐵精礦品位為65.07%，最終回收率為73.24%.

[1]劉心中，楊新春，董鳳芝，等.硫酸渣的綜合利用[J].金屬礦山，2002(9)：51-53．

[2]王暉，胡賓生．磁化焙燒-磁選工藝中硫酸渣礦物特征變化的研究[J]．礦產(chǎn)綜合利用，1999(4)：24-28．

[3]劉惠中，鄭榮田．BL1500螺旋溜槽選別硫酸渣的應(yīng)用研究[J]．有色金屬:選礦部分，2006(1)：26-28．

[4]趙通林，陳廣振，周凌嘉.磁選柱在礦山磁選尾礦和硫鐵礦燒渣處理中的應(yīng)用[J].化工環(huán)保，2003(4):221-224．

[5]陳廣振，劉秉裕，周偉,等.磁選柱及其工業(yè)應(yīng)用[J].金屬礦山， 2002(9):30-31．