瓦斯泥中鐵元素回收選礦試驗(yàn)研究

摘 要：鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中除塵系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生大量的含鐵塵泥，這些塵泥如處理不當(dāng)既會(huì)造成環(huán)境的污染而且產(chǎn)生鐵資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。安鋼集團(tuán)舞陽(yáng)礦業(yè)公司根據(jù)自身塵泥的特點(diǎn)，進(jìn)行選鐵工藝試驗(yàn)研究，最終確定了先浮后磁、磁重結(jié)合的工藝流程，并建成了21萬(wàn)噸/年的瓦斯泥處理廠，年收入達(dá)2011.51萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)了瓦斯泥資源的有效利用和回收。

關(guān)鍵詞：選礦 瓦斯泥 效益評(píng)估

中圖分類號(hào)：TQ54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（a）-0114-02

在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量塵泥（主要包括轉(zhuǎn)爐、電爐粉塵和高爐瓦斯泥、重力除塵灰）[1]。目前，塵泥由于長(zhǎng)期得不到有效處理，在許多鋼廠附近堆積如山，不僅占據(jù)了大量的土地，污染了環(huán)境，浪費(fèi)了其中有價(jià)資源，而且影響高爐的正常操作和使用壽命。由于塵泥中富含鐵、碳、鋅、鉛等有價(jià)元素，具有良好的綜合利用價(jià)值。如何高效利用鋼鐵廠塵泥中的有價(jià)資源，提高其綜合附加值，減少環(huán)境污染，成為鋼鐵企業(yè)面臨的重大課題。[2]

為充分開(kāi)發(fā)這一再生資源，河南安陽(yáng)集團(tuán)舞陽(yáng)礦業(yè)公司對(duì)其自身瓦斯泥進(jìn)行了小型試驗(yàn)及擴(kuò)大試驗(yàn)研究。為獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，采用技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單的選礦方法對(duì)高爐瓦斯泥中的鐵進(jìn)行回收，并投入現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

1 工藝礦物學(xué)特性

安鋼瓦斯泥中全鐵含量大于30%，鐵礦物以Fe3O4和Fe2O3為主，金屬鐵含量極少，僅有的金屬鐵珠鑲嵌在渣之中，呈獨(dú)立的金屬鐵幾乎沒(méi)有。高爐瓦斯泥所含鐵礦物與天然鐵礦物的表面性質(zhì)存在較大差異，且細(xì)粒礦物在高溫作用下膠結(jié)在一起，極易包裹脈石礦物，鏡下鑒定及單體解離度測(cè)定結(jié)果均表明了這一點(diǎn)。膠結(jié)在一起的脈石與鐵礦物用物理方法難以分離，這樣給選礦帶來(lái)了較大的難度，在影響精礦質(zhì)量的同時(shí)，造成全鐵回收率偏低。

2 實(shí)驗(yàn)研究

2.1 不同磨礦細(xì)度試驗(yàn)

鏡下觀察高爐瓦斯泥鐵礦物和脈石礦物單體解離度仍較低，僅為60%左右，對(duì)不同磨礦粒度進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)用XCGS-73型磁選管，將未經(jīng)磨的原礦及-200目含量分別為76%、81%的磨礦產(chǎn)品分別充分?jǐn)嚢杞o入磁選管，場(chǎng)強(qiáng)為1800Oe。試驗(yàn)結(jié)果如（表1）。

結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的提高，原礦的單體解離度也相應(yīng)提高，磁選鐵精礦品位隨之提高，鐵精礦產(chǎn)率及回收率則隨之下降，尾礦全鐵含量提高?？紤]隨著磨礦細(xì)度提高，磨礦產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)別含量也隨之提高，這樣勢(shì)必給后續(xù)重選作業(yè)帶來(lái)影響。且結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，選-0.074 mm占76%時(shí)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2 磁選試驗(yàn)

為得到合適品位和回收率的鐵精礦，對(duì)細(xì)度為-0.074 mm占76%的瓦斯泥做場(chǎng)強(qiáng)試驗(yàn)，試驗(yàn)采用濕式半逆流筒式磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為1400Oe、1600Oe、1800Oe、2000Oe。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如（圖1）所示。

從9（圖1）結(jié)果來(lái)看，隨著磁選場(chǎng)強(qiáng)的增加，鐵精礦的品位下降，回收率升高。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增大時(shí)，精礦中的連生體含量增加，所以精礦中回收率升高，鐵精礦品位下降。綜合品位和回收率兩方面考慮，選用1600Oe為磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度。

2.3 重選試驗(yàn)

鐵物相分析得到，鐵礦物中有部分氧化鐵，且鐵礦物與其他礦物存在一定的比重差，為了充分回收赤鐵礦中的鐵，進(jìn)行了重選試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見(jiàn)（圖2）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

從（表2）中可以看出，經(jīng)過(guò)兩次螺旋溜槽以后，鐵精礦品位可以達(dá)到64.26%，螺旋中礦經(jīng)過(guò)搖床后，搖床精礦品位為60.89%。達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

3 效益評(píng)估

選礦生產(chǎn)成本主要有原料費(fèi)用、選鐵成本、選碳成本和動(dòng)力費(fèi)用，約150.05元/噸。

銷售收入計(jì)算如下。

鐵精品位55%，產(chǎn)率22.58%。與鐵古坑工區(qū)品位67%的鐵精礦按1：5混合后，品位達(dá)到65%，銷售價(jià)格為1100元/噸精礦。品位67%的鐵精礦銷售價(jià)格為1140元/噸精礦。品位55%的鐵精礦折合后的銷售價(jià)格900元/噸精礦。

則銷售收入為246.36元/噸，年利潤(rùn)為2022.51萬(wàn)元。

投資回收期計(jì)算如下。

舞陽(yáng)礦業(yè)公司瓦斯泥處理廠，基建投資共280萬(wàn)元，安裝費(fèi)用共1227.2萬(wàn)元，設(shè)備材料費(fèi)用共920.4萬(wàn)元，設(shè)備投資費(fèi)用共3976萬(wàn)元，總投資費(fèi)用共計(jì)6403.9萬(wàn)元。

投資回收期=[累計(jì)凈現(xiàn)金流量出現(xiàn)正值的年份]-1+

=4-1+（336.37/1686.14）=3.20年

4 結(jié)論

（1）安鋼瓦斯泥中有價(jià)元素含量較高，通過(guò)選礦的方法可以回收得到鐵精礦和碳精礦，即解決了環(huán)境污染問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了資源的綜合回收利用。（2）舞陽(yáng)礦業(yè)公司成功建成了年處理21萬(wàn)噸瓦斯泥處理廠，鐵精礦品位55%左右，碳精礦品位50%左右。年凈利潤(rùn)2022.51萬(wàn)元，投資回收期為3.2年。（3）安鋼瓦斯泥中富含鉛鋅等有價(jià)元素，可進(jìn)一步展開(kāi)回收選礦尾礦中鉛鋅的研究，若合理開(kāi)發(fā)利用，可實(shí)現(xiàn)無(wú)尾礦排放，也有客觀的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 石磊，陳榮歡，王如意.鋼鐵工業(yè)含鐵塵泥的資源化利用現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 中國(guó)資源綜合利用，2008，26（2）：12-15.

[2] 羅文群，劉憲，楊云泉，等.利用高爐瓦斯泥中的鋅制備活性氧化鋅的研究[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2012，6（1）：317-320.