硫酸燒渣提鐵降硫工藝試驗研究

劉 霞

硫酸燒渣提鐵降硫工藝試驗研究

劉 霞

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

對某化工廠黃鐵礦制酸燒渣的工藝礦物學性質(zhì)進行檢測分析，確定采用篩分水洗—溜槽重選—浮選脫硫選礦工藝流程，從燒渣中分選獲得了鐵品位為65.29%，鐵回收率為83.74%，硅、硫含量分別為4.89%、0.15%的高品質(zhì)鐵精礦產(chǎn)品。

硫酸燒渣；提鐵降硫；螺旋溜槽；重選

我國75%產(chǎn)量的硫酸是以硫鐵礦為原料制得的［1］。每生產(chǎn)1 t硫酸，硫酸廠要排渣0.7～1 t，全國每年燒渣總排量超過1 000萬t，利用率不到50%，硫酸燒渣中鐵含量在30%～60%之間，達不到煉鐵要求，但長期堆存，又造成嚴重的環(huán)境污染［2，3］。硫酸燒渣屬于人造礦石，用常規(guī)的鐵礦石選別方法無法獲得滿意的效果。國內(nèi)外對燒渣選別工藝進行過大量的研究工作，如氯化焙燒、磁化焙燒等工藝研究，但因工藝復雜或成本過高而未能用于生產(chǎn)實踐［4，5］。本文通過對某硫鐵礦廠生產(chǎn)的燒渣工藝礦物學研究，采用篩分水洗—溜槽重選—浮選脫硫的選礦工藝流程，成功地分選得到高品質(zhì)鐵精礦，此流程相對簡單、成本較低、適應性廣、具有一定的靈活性。

1 硫酸燒渣工藝礦物學

1.1化學成分及鐵物相分析

試樣中主要礦物為磁鐵礦、赤褐鐵礦、假象赤鐵礦，少量及微量礦物的黃鐵礦、鉛鋅銅的氧化物和硫化物等；主要脈石礦物有石英，少量綠泥石、絹云母、高嶺土、透閃石、透輝石、硬石膏、玻璃質(zhì)、霏細質(zhì)炭質(zhì)物等。硫酸燒渣主要化學成分結(jié)果見表1。采用化學物相法對硫酸燒渣鐵化學物相進行分析檢測，結(jié)果見表2。

從表1可知，燒渣中可回收的主要組分是鐵，品位為60.89%，選礦需排除的造渣組分主要是SiO2，次為Al2O3，二者含量合計為8.23%，硫含量為1.39%，其它雜質(zhì)含量相對較低。由表2可知，燒渣中的鐵主要以磁鐵礦、赤褐鐵礦、假象赤鐵礦為主，上述三種都為選礦富集對象，賦存于它們的鐵占總鐵的96.67%。

表1 主要化學成分分析結(jié)果%

表2 硫酸燒渣鐵化學物相分析結(jié)果%

1.2粒度分析

對硫酸渣樣品粒度分布進行了濕法篩分分析，分析結(jié)果見表3。

由表3可知，硫酸燒渣粒度較細，大于0.147 mm的顆粒為2.72%，品位為55.14%，可作為雜質(zhì)直接去除。硫酸燒渣中的硫主要以殘余黃鐵礦和硫酸鹽的形式存在，這兩種形式的硫占總硫的80%以上。可以推測出脫除的主要為鈣離子和硫酸根離子，硫的去除率為60%～70%左右，水洗后燒渣的鐵品位提高到63.11%。因此，在篩分水洗的過程中不僅能去掉大顆粒低品位雜質(zhì)，有助于提高鐵品位。

表3 硫酸燒渣粒度組成及鐵的分布%

2 選礦試驗

2.1選礦方案確定

根據(jù)硫酸燒渣的礦物性質(zhì)，首先進行篩分水洗試驗，可溶性鹽類溶解于水中，可以提高燒渣的鐵品位，降低硫含量。螺旋溜槽具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、處理量大、富集比高、安裝操作方便、適應性強等特點，重選采用螺旋溜槽進行分選［6，7］。篩分水洗除雜的燒渣采用兩段螺旋溜槽重選，重選精礦再采用反浮選脫硅脫硫，得到合格的鐵精礦產(chǎn)品。選礦原則流程如圖1所示。

圖1 硫酸燒渣提鐵降硫選礦原則流程圖

2.2溜槽重選

燒渣經(jīng)篩分水洗后－0.147 mm礦樣進入溜槽重選，分選得到鐵精礦和尾礦。試驗采用的螺旋溜槽直徑為400 mm，研究截流寬度、礦漿濃度、給礦量三個參數(shù)對鐵精礦的鐵品位及回收率的影響規(guī)律，試驗流程如圖2所示。

圖2 硫酸燒渣篩分水洗—溜槽重選試驗流程

2.2.1 截流寬度

硫酸燒渣進入螺旋溜槽分選時的礦漿濃度為10%時，給礦量為0.05 t／h，進行截流寬度試驗，試驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 溜槽截流寬度對鐵精礦品位及回收率的影響

從圖3可以看出，溜槽截流寬度對鐵品位影響顯著，在截留位置為3.5 cm時，鐵品位最高，隨著截流寬度的增大，回收率顯著增大。

2.2.2 礦漿濃度

硫酸燒渣進入螺旋溜槽分選，截流寬度為3.5 cm，給礦量為0.05 t／h，進行礦漿濃度試驗，試驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 礦漿濃度對鐵精礦品位及回收率的影響

從圖4可以看出，礦漿濃度為15%時，鐵精礦品位最高，隨著礦漿濃度的增大，回收率顯著降低。

2.2.3 給礦量試驗

硫酸燒渣進入螺旋溜槽分選，截流寬度為3.5cm，礦漿濃度為15%。進行給礦量試驗，試驗結(jié)果如圖5所示。

圖5 給礦量對鐵精礦品位及回收率的影響

從圖5可以看出，給礦量為0.05 t／h時，鐵精礦品位達到最大值。隨著給礦量的增大，回收率顯著降低。

2.2.4 兩段溜槽重選試驗

硫酸燒渣一段重選截流寬度為3.5 cm，礦漿濃度為15%，給礦量為0.05 t／h，一段重選尾礦直接進入二次溜槽掃選試驗，二段不進行濃縮和稀釋，截流寬度為3 cm，分選得到溜槽精礦和尾礦。試驗結(jié)果見表4。

表4 硫酸燒渣兩段重選試驗流程結(jié)果%

由表4可知，一段溜槽鐵精礦鐵品位為65.75%，二段溜槽精礦品位為62.59%，兩段溜槽混合精礦全鐵品位為64.70%，回收率為87.69%。

2.3浮選脫硫試驗

硫酸燒渣經(jīng)篩分水洗后進入溜槽重選，溜槽精礦硫含量較高，對燒渣重選鐵精礦進行反浮選脫硫試驗，浮選濃度為30%左右，采用NaOH為pH調(diào)整劑，硫酸銅為硫鐵礦和磁黃鐵礦活化劑，2＃油為起泡劑。浮選溜槽精礦經(jīng)一粗一掃得到合格的鐵精礦產(chǎn)品。

2.4全流程試驗

采用篩分水洗—溜槽重選—反浮選脫硫選礦全流程分選，試驗流程如圖6所示。試驗結(jié)果見表5。

圖6 硫酸燒渣分選全流程試驗流程圖

表5 硫酸燒渣提鐵降硫全流程分選試驗結(jié)果%

由表5可知，全流程分選得到的鐵精礦產(chǎn)品全鐵品位為65.29%，雜質(zhì)硫含量為0.15%，SiO2含量為4.89%。

3 結(jié) 論

1.硫酸燒渣主要由磁鐵礦、赤褐鐵礦、假象赤鐵礦及石英等礦物組成，其粒度較細，鐵品位高，雜質(zhì)硫含量高。

2.對硫酸燒渣采用篩分水洗—溜槽重選—反浮選脫硫選礦試驗流程，可得到鐵品位為65.29%，鐵回收率為83.74%鐵精礦，硫含量為0.15%，產(chǎn)品質(zhì)量達到煉鐵原料要求。選礦工藝流程簡單合理，用于生產(chǎn)實踐的操作成本低廉、對所試燒渣取得了滿意的選鐵指標，這一方法可以在其它硫酸廠推廣應用。

［1］ 蔣偉鋒.硫酸燒渣綜合利用及新途徑探析［J］.中國資源綜合利用，2004，（5）：23－25.

［2］ 金程，李登新.硫酸燒渣中鐵的綜合利用研究進展［J］.金屬礦山，2011，（1）：162－165.

［3］ 王全亮，周虎強，代奕華.廣西某硫酸燒渣脫硫選礦工藝研究［J］.礦冶工程，2008，28（5）：44－46.

［4］ 林瑞騰，湯景.硫酸燒渣選鐵工藝研究［J］.蘇州冶金，1998，（6）：18－19.

［5］ 劉丹，文書明.用硫酸燒渣生產(chǎn)選煤重介質(zhì)研究［J］.礦冶，2010，19（1）：19－21.

［6］ 胡岳華，馮其明.礦物資源加工技術(shù)與設備［M］.北京：科技出版社，2006.95－100.

［7］ 封國富.旋轉(zhuǎn)螺旋溜槽選礦試驗與實踐［J］.有色礦山，2002，31（4）：27－28.

Experimental Research on the Technology for Recovering Iron and Removing Sulfur of the Pyrite Cinder

LIU Xia
（HunanResearchInstituteofNonferrousMetals，Changsha410100，China）

Based on the processmineralogy properties of the pyrite cinder from a chemical plant，the beneficiation process of screening washing—gravity separation using chute—sulfur removal by flotation was determined，and the high quality iron concentrate containing65.29%iron was obtained with the recovery of83.74%，the contentof silica and sulfur was 4.89%and 0.15%，respectively.

pyrite cinder；iron increase and phosphorous reduction；spiral chute；gravity separation

TD922

：A

：1003－5540（2016）06－0009－03

2016－08－10

劉 霞（1984－），女，工程師，主要從事固體廢棄物資源綜合利用與選礦工藝研究工作。