專利名稱：一種從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法。
背景技術(shù)：
冶金塵泥是高爐生產(chǎn)過程中排出的副產(chǎn)物，主要包括高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐塵泥及除塵灰等。過去一般采用返回?zé)Y(jié)廠，作為燒結(jié)礦的配料在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部循環(huán)利用。但這些塵泥粒度很細(xì)，比鐵精礦粉的粒度小得多，配入燒結(jié)料中影響燒結(jié)料層的透氣性，從而影響燒結(jié)過程的效率。同時(shí)塵泥中的金屬Zn、Pb等易揮發(fā)元素在高爐內(nèi)循環(huán)富集，影響高爐正常運(yùn)行。該類塵泥由于長(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，又浪費(fèi)了其中Fe、C、Zn等有價(jià)資源。因此，必須開發(fā)出一種新型高效的工藝技術(shù)，將冶金塵泥中的有價(jià)元素進(jìn)行提取，增加其附加值，這對(duì)鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。冶金塵泥是瓦斯泥等經(jīng)過濾脫水后的產(chǎn)物，在過濾過程中需加入大量的聚丙烯酰胺作為絮凝劑，因此待分選的冶金塵泥中絮團(tuán)較大，如果不進(jìn)行良好的打開分散，將直接影響后續(xù)的分選作業(yè)。因此，在鐵礦分選中采用了在強(qiáng)大的離心力場(chǎng)中進(jìn)行分散，在浮選作業(yè)中用超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行了分散預(yù)處理，超聲波可以脫除礦物表面的泥質(zhì)，使礦物表面露出新鮮的表面，這樣就會(huì)加強(qiáng)藥劑在礦物表面的選擇性與吸附，從而改善浮選的效果。CN201210248833也公開了一種從高爐瓦斯泥回收有價(jià)元素的方法，采用浮磁工藝，但是在工藝中瓦斯泥原料中本身沒有絮凝劑或者沒有考慮到絮凝劑對(duì)工藝的影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有冶金塵泥選別技術(shù)中的不足，提供一種從含大量聚丙烯酰胺的冶金塵泥中提碳、鐵的加工利用·方法。將冶金塵泥用水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，粗粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)磨礦返回分級(jí)作業(yè)，細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)臥式離心選礦機(jī)一次粗選、一次精選后，經(jīng)過濾脫水作業(yè)得到冶煉用鐵精礦。臥式離心選礦機(jī)的尾礦產(chǎn)品先經(jīng)超聲波處理礦漿后，加入六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再加入選擇性絮凝劑苛性淀粉，在柴油與正戊醇復(fù)配捕收劑的作用下浮選碳，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選作業(yè)后經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水可得到碳精礦。浮選的尾礦產(chǎn)品作為最終的尾礦產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)方案為:(I)冶金塵泥經(jīng)水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，分級(jí)粒度為0.105mm,粗粒級(jí)產(chǎn)品用棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦后返回分級(jí)作業(yè)；(2)分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)臥式離心選礦機(jī)進(jìn)行一次粗選、一次精選后，分選的精礦產(chǎn)品經(jīng)過濾脫水后得到冶煉用鐵精礦。臥式離心選礦機(jī)分選的作業(yè)條件為:粗選作業(yè)，礦漿濃度為20% 25%，給礦體積為80 100L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為450 500r/min，沖洗水壓為
0.5 1.0MPa，沖洗水量為1.0 1.5t/h ;精選作業(yè)，礦漿濃度為15% 18%，給礦體積為60 80L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為350 400r/min，沖洗水量及水壓保持不變。(3)臥式離心選礦機(jī)的尾礦產(chǎn)品，先經(jīng)超聲波處理礦漿后，加入六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再加入選擇性絮凝劑苛性淀粉，在復(fù)配捕收劑的作用下浮選碳，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選作業(yè)后經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水可得到碳精礦。浮選作業(yè)中各掃選精礦以及精選的尾礦依次順序返回上一級(jí)作業(yè)；粗選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為10% 15%，礦漿pH為7 8 ;對(duì)礦漿先用超聲波進(jìn)行分散預(yù)處理，再用六偏磷酸鈉作為分散劑，每噸干礦用量為50g/t 90g/t ;選擇性絮凝劑采用苛性淀粉，每噸干礦用量為15 25g/t ;捕收劑為柴油與正戊醇復(fù)配而成，柴油:正戊醇按重量為5:1 9:1復(fù)配成捕收劑，每噸干礦用量為800 1000g/t ;掃選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為10% 15%，礦漿pH為7 8，除六偏磷酸鈉不再添加外，其余藥劑用量減半；精選作業(yè)礦漿濃度為8% 13%，苛性淀粉藥劑用量逐次減半，其余藥劑不再添加。浮選的尾礦產(chǎn)品作為最終的尾礦產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)由于冶金塵泥中含有聚丙烯酰胺等絮凝劑，在鐵礦石分選作業(yè)中，采用臥式離心機(jī)分選，在強(qiáng)大的離心力場(chǎng)中有利于絮團(tuán)打開分散，其分選效果比在重力場(chǎng)中的分選效果好。(2)在浮選作業(yè)中，對(duì)礦漿首先用超聲波進(jìn)行分散預(yù)處理，超聲波可以脫除礦物表面的泥質(zhì)，使礦物表面露出新鮮的表面，這樣就會(huì)加強(qiáng)藥劑在礦物表面的選擇性與吸附，從而改善浮選的效果， 同時(shí)藥劑用量有所降低，且浮選速度有所提高。(3)捕收劑采用柴油與正戊醇以一定比例復(fù)配而成，組合用藥增強(qiáng)了浮選過程中的選擇性，其浮選效果要比單獨(dú)使用柴油的效果好。(4)在浮選作業(yè)中，采用苛性淀粉既起到了選擇性絮凝作用，同時(shí)對(duì)鐵也起到了抑制作用，后續(xù)加入捕收劑后更有助于浮選碳精礦。(5)在分級(jí)作業(yè)中，冶金塵泥首先給入到水力旋流器，粗粒級(jí)產(chǎn)品再給入磨礦作業(yè)，經(jīng)磨礦作業(yè)后再返回水力旋流器構(gòu)成閉路磨礦，這樣可以降低冶金塵泥的過磨現(xiàn)象。同時(shí)水力旋流器是利用回轉(zhuǎn)流在離心力場(chǎng)中完成的分級(jí)作業(yè)，也有利于絮團(tuán)分散。
圖1是本發(fā)明的技術(shù)路線2是浮選作業(yè)流程圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1主要原料:冶金塵泥；苛性淀粉；柴油；正戊醇；六偏磷酸鈉所用冶金塵泥的全鐵品位25.00%, SiO2為14.00%，固定碳含量為26.45%, SO3為4.21%，CaO為5.80%，ZnO為5.74%，Cl為0.78%，其中鐵礦物主要以赤鐵礦、磁鐵礦以及單質(zhì)鐵的形式存在，冶金塵泥中含有大量的聚丙烯酰胺。冶金塵泥經(jīng)水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，分級(jí)粒度為0.105mm,粗粒級(jí)產(chǎn)品用棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦后返回分級(jí)作業(yè)，分級(jí)產(chǎn)品的細(xì)度為-200目占95%。分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)臥式離心選礦機(jī)進(jìn)行一次粗選、一次精選后，分選的精礦產(chǎn)品經(jīng)過濾脫水后得到冶煉用鐵精礦。臥式離心選礦機(jī)分選的作業(yè)條件為:粗選作業(yè)，礦漿濃度為25%，給礦體積為100L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為450r/min，沖洗水壓為0.8MPa，沖洗水量為1.0t/h ;精選作業(yè)，礦漿濃度為18%，給礦體積為80L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為400r/min，沖洗水量及水壓保持不變。臥式離心選礦機(jī)的尾礦產(chǎn)品，采用頻率為20KHZ，強(qiáng)度為2W/cm2的超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行預(yù)處理，超聲波處理礦漿時(shí)間為3min，然后加入六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再加入選擇性絮凝劑苛性淀粉，在復(fù)配捕收劑的作用下浮選碳，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選作業(yè)后經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水可得到碳精礦。浮選作業(yè)中各掃選精礦以及精選的尾礦依次順序返回上一級(jí)作業(yè)；粗選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為15%，礦漿pH為8 ;先用超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再用六偏磷酸鈉作為分散劑，每噸干礦用量為60g/t ;選擇性絮凝劑采用苛性淀粉，每噸干礦用量為20g/t;捕收劑為柴油與正戊醇復(fù)配而成，柴油:正戊醇按重量為8: I復(fù)配成捕收劑，每噸干礦用量為800g/t ;掃選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為15%，礦漿pH為8，除六偏磷酸鈉不再添加外，其余藥劑用量減半；精選作業(yè)礦漿濃度為12%，淀粉藥劑用量逐次減半，其余藥劑不再添加。浮選的尾礦產(chǎn)品作為最終的尾礦產(chǎn)品。經(jīng)過上述技術(shù)方案，最終得到全鐵品位為62.45%，回收率為70.57%的冶煉用鐵精礦以及固定碳含量為68.74%，回收率為75.31%的碳精礦。實(shí)施例2主要原料:冶金塵泥；苛性淀粉；柴油；正戊醇；六偏磷酸鈉所用冶金塵泥的全鐵品位23.65%, SiO2為13.59%，固定碳含量為27.55%, SO3為3.89%，CaO為5.62%，ZnO為4.67%，Cl為0.52%，其中鐵礦物主要以赤鐵礦、磁鐵礦形式存在，冶金塵泥中含有大量的聚丙烯酰胺。冶金塵泥經(jīng)水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，分級(jí)粒度為0.105_，粗粒級(jí)產(chǎn)品用棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦后返回分級(jí)作業(yè)， 分級(jí)產(chǎn)品的細(xì)度為-200目占98%。分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)臥式離心選礦機(jī)進(jìn)行一次粗選、一次精選后，分選的精礦產(chǎn)品經(jīng)過濾脫水后得到冶煉用鐵精礦。臥式離心選礦機(jī)分選的作業(yè)條件為:粗選作業(yè)，礦漿濃度為24%，給礦體積為90L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為450r/min，沖洗水壓為0.75MPa，沖洗水量為
1.lt/h ;精選作業(yè)，礦漿濃度為17%，給礦體積為75L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為380r/min，沖洗水量及水壓保持不變。臥式離心選礦機(jī)的尾礦產(chǎn)品，采用頻率為25KHZ，強(qiáng)度為2W/cm2的超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行預(yù)處理，超聲波處理礦漿時(shí)間為5min，然后加入六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再加入選擇性絮凝劑苛性淀粉，在復(fù)配捕收劑的作用浮選碳，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選作業(yè)后經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水可得到碳精礦。浮選作業(yè)中各掃選精礦以及精選的尾礦依次順序返回上一級(jí)作業(yè)；粗選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為13%，礦漿pH為8 ;先用超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再用六偏磷酸鈉作為分散劑，每噸干礦用量為65g/t ;選擇性絮凝劑采用苛性淀粉，每噸干礦用量為25g/t;捕收劑為柴油與正戊醇復(fù)配而成，柴油:正戊醇按重量為7: I復(fù)配成捕收劑，每噸干礦用量為900g/t ;掃選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為12 %，礦漿pH為8，除六偏磷酸鈉不再添加外，其余藥劑用量減半；精選作業(yè)礦漿濃度為10%，淀粉藥劑用量逐次減半，其余藥劑不再添加。浮選的尾礦產(chǎn)品作為最終的尾礦產(chǎn)品。經(jīng)過上述技術(shù)方案，最終得到全鐵品位為61.78%，回收率為70.12%的冶煉用鐵精礦以及固定碳含量為66.90%，回收率為7`3.68%的碳精礦。
權(quán)利要求
1.一種從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法，其特征在于: a、冶金塵泥經(jīng)水力旋流器進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，分級(jí)粒度為0.105_，粗粒級(jí)產(chǎn)品用棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦后返回分級(jí)作業(yè)； b、分級(jí)的細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)臥式離心選礦機(jī)進(jìn)行一次粗選、一次精選后，分選的精礦產(chǎn)品經(jīng)過濾脫水后得到冶煉用鐵精礦； C、臥式離心選礦機(jī)的尾礦產(chǎn)品，先經(jīng)超聲波處理礦漿后，加入六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再加入選擇性絮凝劑苛性淀粉，在復(fù)配捕收劑的作用下浮選碳，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選作業(yè)后經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水可得到碳精礦，浮選作業(yè)中各掃選精礦以及精選的尾礦依次順序返回上一級(jí)作業(yè)；粗選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為10% 15%，礦漿pH為7 8 ;首先用超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再用六偏磷酸鈉作為分散劑，每噸干礦用量為50g/t 90g/t ;選擇性絮凝劑采用苛性淀粉，每噸干礦用量為15 25g/t ;捕收劑為柴油與正戊醇復(fù)配而成，柴油:正戊醇按重量為5:1 9:1復(fù)配成捕收劑，每噸干礦用量為800 1000g/t ;掃選作業(yè)中，礦漿質(zhì)量濃度為10% 15%，礦漿pH為7 8，除六偏磷酸鈉不再添加外，其余藥劑用量減半；精選作業(yè)礦漿濃度為8% 13%，淀粉藥劑用量逐次減半，其余藥劑不再添加，浮選的尾礦產(chǎn)品作為最終的尾礦產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法，其特征在于:進(jìn)入分選作業(yè)的冶金塵泥的主要成分是:TFe20% 25%，C20% 30%，SiO2IO% 20%，Ca05% 10%，Zn02% 8%，C10.5% L 5%，S032% 5%，冶金塵泥中含有聚丙烯酰胺絮凝劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法，其特征在于:臥式離心選礦機(jī)分選的作業(yè)條件為:粗選作業(yè)，礦漿濃度為20% 25%，給礦體積為80 100L/min,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為450 500r/min，沖洗水壓為0.5 1.0MPa,沖洗水量為1.0 1.5t/h ;精選作業(yè)，礦漿濃度為15% 18%，給礦體積為60 80L/min，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為350 400r/min,沖洗水量及水壓保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法，其特征在于:臥式離心選礦機(jī)的尾 礦產(chǎn)品采用超聲波對(duì)礦漿進(jìn)行預(yù)處理，采用的頻率為20 25KHz，強(qiáng)度為2 5W/cm2,超聲波處理礦衆(zhòng)時(shí)間為3 5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法，其特征在于:可以得到品位為55 % 65 %，回收率為60 % 75 %的冶煉用鐵精礦以及固定碳含量為60% 75%，回收率為65% 80%的碳精礦。
全文摘要
一種從高爐冶金塵泥中提取碳、鐵的加工利用方法，屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于處理一種含聚丙烯酰胺絮凝劑的冶金塵泥，將冶金塵泥用水力旋流器進(jìn)行分級(jí)，粗粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)磨礦返回分級(jí)作業(yè)，細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品經(jīng)臥式離心選礦機(jī)一次粗選、一次精選后，經(jīng)過濾脫水作業(yè)得到冶煉用鐵精礦。臥式離心選礦機(jī)的尾礦產(chǎn)品先經(jīng)超聲波處理礦漿后，加入六偏磷酸鈉對(duì)礦漿進(jìn)行分散，再加入選擇性絮凝劑苛性淀粉，在柴油與正戊醇復(fù)配捕收劑的作用下浮選碳，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選作業(yè)后經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水可得到碳精礦。浮選的尾礦產(chǎn)品作為最終的尾礦產(chǎn)品。本發(fā)明對(duì)含絮凝劑的高爐冶金塵泥的二次資源利用提供了一種高效利用的加工方法，對(duì)鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號(hào)B03D101/02GK103230831SQ201310160818
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者張晉霞, 牛福生, 聶軼苗, 白麗梅, 劉淑賢, 梁銀英 申請(qǐng)人:河北聯(lián)合大學(xué)