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含磁硫铁矿尾矿回收铁精粉的研究与实践



2007 年 6 月              矿业安全与环保            第 34 卷第 3 期

含磁硫铁矿尾矿回收铁精粉的研究与实践
洪德贵 ,夏水炉
( 上饶市朝阳磷化有限公司 ,江西 上饶 334126)

摘  要 : 研究了从含磁硫铁矿尾矿中回收铁精粉的工艺流程和工艺条件 ,通过磁选回收磁硫铁矿和 磁铁矿 ,磁选精矿焙烧 ,焙砂全部达到铁精粉质量要求 ,该工艺提高了矿产资源利用程度 ,可为企业获得 较好的经济效益 。 关键词 : 含磁硫铁矿尾矿 ; 铁精粉 ; 磁选 ; 脱硫 中图分类号 : TD98     文献标识码 :C     文章编号 :1008 - 4495 ( 2007) 03 - 0026 - 02    含磁硫铁矿尾矿回收硫一般采用浮选 , 磁硫铁 矿和硫铁矿一起富集成含硫质量分数大于 35 %的硫 精砂 ,被用作生产硫酸原料 ,而用这种原料产生的焙 砂 ( 硫酸渣) 铁质量分数只有 30 %~55 % , 用其作生 产钢铁合格原料 — — — 铁精粉 ,还需较复杂处理 ,成本 较高 ,铁的利用率不高 ,还会产生新的固体废物 。并 且这种单一浮选工艺只回收硫而磁铁矿就不能回 收 ,而磁硫铁矿一般都与磁铁矿伴生 。将含磁硫铁 矿尾矿先采用磁选工艺回收磁硫铁矿和磁铁矿 , 后 采用浮选富集硫化铁矿 。磁硫铁矿精矿采用合适的 焙烧条件直接生产出铁精粉 , 尾矿中硫铁资源可得 到充分利用 ,可产生较好的经济效益和社会效益 。
1 500 kAΠ m ,富集成能生产合格铁精粉的磁硫铁矿和

磁铁矿精矿 ( 铁质量分数大于 56 % ,硫质量分数大于 22 %) ,磁选后尾矿用浮选方 法 富 集 硫 铁 矿 ( 黄 铁 矿) 。含磁硫铁矿尾矿富集磁硫铁矿磁选流程见 图 1 ,磁选后选别指标见表 2 。

1  磁硫铁矿富集
由于磁硫铁矿和磁铁矿都属于强磁性矿物 , 所 以采用湿式弱磁场磁选机 , 磁硫铁矿和磁铁矿都可 得到很好富集 。福建某铅锌矿浮选铅锌后含磁硫铁 矿尾矿的主要成分见表 1 。
表1  铅锌矿尾矿主要成分
成分
w ( Fe) t w ( Fe
2+

图1  含磁硫铁矿尾矿磁选流程 表2  磁选选别指标

)

w (S)

w (SiO2 )

w (As)

w ( P)

指标

产率Π% 铁质量分数Π% 硫质量分数Π% 磁性铁化合物回收率Π%
56. 32 22. 42 90. 31

质量分数Π% 14. 18

6. 76

7. 26

14. 25

0. 01

0. 003

磁选精矿 17. 03

在浮选铅锌后尾矿出口联接三级永磁圆式磁选 机,一级永磁圆式磁选机选用表面磁场为 2 200 kAΠ m ,二级永磁圆式磁选机选用表面磁场为 1 800 kAΠ m , 三级永磁圆式磁选机选用表面磁场为
   收稿日期 :2006 - 10 - 16 基金 项 目 : 江 西 省 上 饶 市 自 然 科 技 基 金 资 助 项 目
(061A0016) ) ,男 ,高级工程师 ,主要从事硫 作者简介 : 洪德贵 (1959 —

从磁选精矿铁硫质量分数可看出磁选精矿为磁 硫铁矿和磁铁矿混合物 。

2  磁选精矿脱硫
磁选精矿要达到钢铁厂炼铁原料铁精粉质量要 求 ( 铁质量分数 ≥ 62 % , 硫质量分数 ≤ 0. 5 %) , 就要 将磁选精矿中硫尽量脱除 。采用硫酸生产装置 , 选 择一定焙烧条件 ,将脱硫烟气用来生产硫酸 ,焙砂直 接用作铁精粉 。

酸生产技术管理工作 。E - mail : hdg0793 @sina. com。

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2007 年 6 月              矿业安全与环保            第 34 卷第 3 期
2. 1   焙烧温度
  表6  不同硫 、 铁质量分数的磁选精矿及 焙砂铁质量分数
磁选精矿 焙砂铁
w (S) w (Fe)

在控制焙砂颜色为深褐色的情况下 , 调节不同 焙烧温度 ,焙砂残硫质量分数见表 3 。
表3  不同焙烧温度时焙砂残硫质量分数
焙烧温度Π℃ 焙砂残硫Π%
650 3. 5 700 2. 7 800 1. 0 900 0. 4 950 0. 2 1 000 0. 7

%
22 56 18 57 20 57 16 58

25 54

28 54

22 55

25 55

20 56

w (Fe) 60. 9 62. 0 61. 0 62. 1 61. 6 62. 6 62. 1 62. 7 62. 5

由于焙烧温度大于 980 ℃, 焙砂出现部分大颗 粒 。在焙砂没有出现部分大颗粒前 ,焙烧温度越高 , 焙 砂 残 硫 越 低 。生 产 时 焙 烧 温 度 控 制 在 900 ~ [1 ] 950 ℃ 为最佳 。 2. 2   焙烧焙砂颜色 焙烧磁选精矿时 ,在较充分氧化气氛条件下 ,焙 砂颜色为红色 ,在氧化气氛不充分条件下 ,焙砂颜色 为黑色 。控制焙烧炉温在 900~950 ℃, 不同颜色焙 砂残硫质量分数见表 4 。
表4  不同颜色焙砂中残硫质量分数
焙砂颜色 焙砂残硫Π% 红色
1. 2

从表 6 中可以看出 ,要使焙砂 ( 硫酸渣) 铁质量分 数直接满足钢铁厂铁精粉要求 ( w ( Fe ) ≥ 62 %) ,磁选 精矿中硫铁质量分数相互要达到一定值。磁选精矿 中的铁主要是以磁硫铁矿 ( Fe7 S8 ) 和磁铁矿 ( Fe3 O4 ) 形 式存在 , 磁铁矿焙烧在控制焙砂深棕色或黑色条件 时 ,基本上不发生反应。磁硫铁矿焙烧在控制焙砂深 棕色或黑色条件时 ,主要以如下形式反应 : Fe7 S8 + O2 → Fe3 O4 + SO2 在以上式反应时 ,焙砂对磁选精矿产率 ( x ) 为 ( 233 - 渣 中 残 硫 x = ( 233 - 原 料 中 硫 含 量 ) Π [3 ] ) 量 本研究焙烧磁选精矿焙砂产率比以上公式低 0. 6 %左右 。焙烧过程中铁的总量是不会损失的 ,这 样就可以通过磁选精矿的硫 、 铁质量分数推算出焙 砂铁质量分数 : (x 焙砂 铁 质 量 分 数 = 磁 选 精 矿 铁 含 量Π 0. 6 %) 由此为了让焙砂铁质量分数达到 ≥ 62 % , 改变 不同磁选条件使磁选精矿硫 、 铁达到合适的质量分 数 ,以使焙砂全部达到铁精粉质量要求 。

棕色
0. 8

深褐色
0. 3

黑色
0. 6

磁选精矿其硫有少部分以硫酸钙形式存在 , 在 氧气不充分情况下 ,在焙烧温度 800 ℃ 以上 ,部分硫 酸钙转化成硫化钙而进一步氧化 , 所以在焙砂颜色 [2 ] 为深褐色时 ,焙砂残硫较低 。 焙砂颜色为黑色时 ,残硫较高 ,所以焙砂颜色控 制为深褐色为宜 。 2. 3   焙砂质量 在用含硫大于 22 % ,含铁大于 56 %的磁选精矿 , 采用 硫 酸 生 产 装 置 焙 烧 , 控 制 焙 烧 温 度 为 900 ~
950 ℃,焙砂颜色控制为深褐色 ,焙砂质量见表 5 。
表5  铁精粉质量要求和焙砂质量表
指  标 铁精粉质量要求Π% 焙砂质量Π%
w (Fe) w (S) w (P) w (As) w (SiO2 ) w (Zn)

4  结语
很多有色金属尾矿都含磁硫铁矿 , 而很多矿山 在考虑本企业经济效益时都没有充分利用这部分资 源 。采用磁选加焙烧 ,控制合理工艺条件 ,焙砂可全 部达到铁精粉质量要求 , 这部分铁硫资源可得到充 分利用 ,无新的固体废物产生 , 既减少环境污染 , 资 源又得到综合利用 。 我国是世界铁精粉用量最大的国家 , 每年大量 进口 。达到以上质量铁精粉现市场售价每吨达 500 多元 , 而磁选和焙烧 1 t 铁精粉 , 加工成本在 150 元 左右 ,利税高达近 400 元Π t ,其经济效益十分可观 。

≥ 62
62. 6

≤ 0. 5
0. 3

≤ 0. 05
0. 002

≤ 0. 03
0. 01

≤ 6
5. 7

≤ 0. 5
0. 4

从表 5 可以看出焙砂质量完全达到钢铁厂铁精 粉质量要求 。

3  磁选精矿硫铁质量分数的确定
磁选精矿硫 、 铁质量分数只有达到一定值 ,脱硫 后焙砂方能直接满足铁精粉质量要求 。硫 、 铁质量 分数过高 , 磁选时铁 、 硫回收率低 。硫 、 铁质量分数 过低 ,焙砂不能直接满足铁精粉质量要求 ,焙砂要经 再处理 ,不能全部被利用就会产生新的污染 。 在同等焙烧条件下不同硫 、 铁质量分数的磁选 精矿 ,焙砂铁质量分数见表 6 。

参考文献 :
[1 ] 汤桂华 ,等 . 硫酸 [M] . 北京 : 化工出版社 ,1999 :107 - 110. [2 ] 洪德贵 . 小型高砷硫化金矿制酸工艺参数的确定 [J ] . 硫

酸工业 ,2005 ,46 (5) :46 - 47.
[3 ] 刘少武 ,等 . 硫酸工作手册 [M] . 南京 : 东南出版社 ,2001 : 281 - 286.

( 责任编辑 : 吕晋英)

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