專利名稱：黃鐵礦燒渣的精選和團礦技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及煉鐵前廢礦渣的預處理，特別涉及黃鐵礦燒渣的精選和團礦技術。
黃鐵礦燒渣(簡稱礦渣)是生產硫酸時排放的廢棄物，含有鐵及少量有色金屬、稀有金屬和貴金屬等，是一種很有縮合利用價值的原料，已引起世界各國的重視。
多年來，人們大致從以下幾個方面著手(1)用于煉鐵;
(2)從中回收銅、鉛、鋅等有色金屬;
(3)從中提取金、銀等貴重金屬;
(4)用作生產水泥的助熔劑;以及(5)生產渣磚，對黃鐵礦燒渣的治理和綜合利用作了大量的開發和研究。但是，由于黃鐵礦燒渣中有害物質硫的含量較高，鐵的品位較低，而脈石雜物所占的比例偏高，因而可供回收、提取的資源極為有限，再加上技術經濟等因素，長期以來利用率低，以致大量黃鐵礦燒渣被排入江河湖海，隨地堆放和侵占農田，嚴重地阻塞了河道，污染水系，影響環保與人民生活。
國外對黃鐵礦燒渣的綜合利用以日本的回轉窯高溫氯化焙燒法為代表，簡稱“光和法”，用來回收礦渣中所含的銅、鉛、鋅等，而將礦渣球團用于煉鐵。該法對礦渣的成分和粒度要求較嚴，例如要求總鐵量在55%以上，二氧化硅小于12%，硫小于1%，而銅、金、銀(折成銅含量計)的總含量應大于0.7%，渣粒度小于325目級的應在37%以上。這種原料的資源是很有限的，而且設備投資很高，經濟效益差。
西德曾在30噸/小時的GHW型熱風化鋼爐上以100%黃鐵礦燒渣為原料，進行含碳球團的試驗，以獲得鐵水，但至今未能作為一項技術成果予以評定和推薦。
我國用黃鐵礦燒渣煉鐵始于五十年代，但原渣直接摻用存在下述缺點(1)因含硫量高，焙燒時進入煙氣，造成對大氣的污染;
(2)燒結礦質量不理想;
(3)能耗及成本高。
從七十年代起，開始對黃鐵礦燒渣進行選礦，所用的方法可歸納如下1.單一弱磁選礦或分級此種方法脫硫效果差，成本高，同時生成大量含鐵量在35%以下的尾渣，成為二次廢棄物和污染源，因此杭州硫酸廠等經短期使用后即停用拆除。
2.重力選礦單一重力選礦脫硫效果有效，鐵回收率僅52.09%。
3.磁化焙燒與弱磁選相結合采用還原法對燒渣原礦預先進行磁化焙燒，以使絕大部分Fe2O3轉化為磁性Fe3O4，然后用單一弱磁機選礦。此法工藝復雜，能耗及成本高，經濟上不可取。
因此迄今為止還沒有一種令人滿意的黃鐵礦燒渣綜合利用的方法。
本發明的目的在于提供一種簡易、經濟、有效的黃鐵礦燒渣(煉鐵前)的預處理方法，以提高礦渣含鐵品位，脫除其中大部分有害物硫，使之符合高爐冶煉要求，而且不產生二次污染源。
對黃鐵礦燒渣的精心研究得知，其含鐵物中僅有很少量的強磁性物質Fe3O4，40-45%為(本專利申請文件中，包括權利要求書和摘要在內，除非另有說明，所出現的百分數均為重量百分數)為γ-Fe2O3(假象磁鐵礦)，其余約55%為非磁性的Fe2O3。而且，因渣的粒度較細(200目以下的顆粒約占70-75%以上)，鐵與脈石的單體解離度達85-97%。同時，其含硫物中約80%為具有良好水溶性的硫酸鹽類，其余則為非磁性的硫化鐵形態。此外，化工企業排放的礦渣中還混有約20-30%含鐵量很低，而含硫量較高的粗顆粒物料。上述這類礦渣由于經受過強烈的氧化和焙燒，礦粒中微孔發達，較一般鐵礦表面粗糙，礦粒多孔，不利浮選，而且燒結性能較差。
針對黃鐵礦燒渣的上述特點，本發明省去常規的磨礦工序，而是先篩除粗顆粒，然后采用濕態兩級磁分離為主的技術手段和對策。篩除粗顆粒可提高脫硫和增鐵效果，并能避免強磁機齒隙間機械堵塞。第一級弱磁選的磁場強度為1200-2000奧斯特，以回收其中強磁性含鐵物γ-Fe2O3及Fe3O4，并除去易造成下一級強磁機磁性堵塞的物質。弱磁性工序排出的中礦再經磁場強度為5000-15000奧斯特的強磁機分選，獲得強磁選精渣，并與第一級弱磁選精渣混合成為綜合燒渣精礦。進行上述磁分離的礦渣均在稀釋成一定濃度的礦漿狀態下濕選，因而脫硫效果好。
經以上精選得到的燒渣鐵精礦含鐵達55%，主要成分符合冶金部的部頒標準。但因其呈粉狀，無法直接入爐冶煉，必須先行焙燒成團塊，且一舉兩得，一是進行兩次脫硫，二是變成熟料。
焙燒用含鐵物料內燒渣精礦占25%-75%，其余為鐵精礦、富鐵礦物或其他含鐵工業廢料，(如轉爐黑泥等)。上述含鐵混合料中溶劑的用量根據煉鐵工藝要求計算加入，燃料(如焦屑、煤粉)用量對燒結礦質量至關重要，宜為3-6%(以含鐵混合料為基準計的重量百分數)。燒結工藝采用常規的配料、點火燒結和閉路整粒等工序，以焙燒成符合高爐冶煉要求的自熔性燒結礦。
也可將全燒渣精礦與2-3%(以燒渣精礦的重量為基準計)的石灰粉混合后制成球團，然后焙燒成酸性球團礦。
通過本發明兩級磁分離富集后的黃鐵礦燒渣精礦較原始礦渣含鐵量凈增4-6%左右，含硫量可降低四分之三，鐵收得率達80%，而選礦比僅1.30左右。精礦質量符合國家要求，并且選礦成本低，流程簡單、有效、可靠，操作易于掌握，投資低。渣尾礦可供水泥業作助熔劑，無尾礦二次污染后患，達到物盡其用，全部資源化。
摻用黃鐵礦燒渣精礦焙燒而成的團礦(自熔性燒結礦和酸性球團礦)是一種含鐵品位高，低硫和低二氧化硅的優質燒結礦。經高爐冶煉，生鐵合格率達100%，為黃鐵礦燒渣的資源化開拓了廣闊的前景。
以下將通過實施例對本發明作詳細描述，本發明的其他優點也可從中進一步看出。
實施例1-精選1987年1月至4月在江蘇吳縣鋼鐵廠完成近2000噸黃鐵礦燒渣的精選，所用的黃鐵礦燒渣購自上海硫酸廠，先后共三批，其成分分析結果示于表1。
＊系指礦渣的總含鐵量;
＊＊此值系分析誤差所致，按理應大于13%。
黃鐵礦燒渣先經濕篩，除去粒度為0.8毫米以上粗顆粒，然后摻水，使之成濃度為30-45%的礦漿。礦漿先經磁場強度約為1500-2000奧斯特的永磁機進行弱磁選，所排中礦再經ShP-500型濕式強磁選機選別(由冶金部長沙礦冶研究院研制成功)，磁場強度為7000-10000奧斯特。由該強磁選機選出的礦渣與上一級永磁機選出的礦渣合并為總精礦，殘余部分作為尾礦處理，供建材生產。精選(即兩級磁選)結果匯總于表2。選礦成本遠低于一般鐵精礦的出廠價格。
表2精選結果
續表2
由以上精選得到的黃鐵礦燒渣精礦含鐵量達到55%左右，含硫量降至0.3%以下，符合冶金部標準中規定的入爐鐵礦石要求[最低含鐵量不小于50%，有害雜質硫≤0.06%(一級礦)或≤0.3%(三級礦)]。
實施例2-生產自熔性燒結礦含鐵物料除包括25-75%的燒渣精礦外，顧及試驗的經濟性和廣泛性，未采用鐵礦粉或鐵精礦粉，而是選用同屬工業廢棄物的燒鋼廠轉爐黑泥作配用料。所用的熔劑是白云石粉和石灰;燃料是冶金廠篩下的焦屑(也可用煤粉等)，其用量約為含鐵混合物料的4%。表3列出燒結用原料的化學成分，而焦屑的化學成分另列于表4。
燒結工藝基本上與常規方法相同，所產生的自熔性燒結礦的主要性能示于表5。
表5燒結礦性能
＊ 二元堿度，即CaO/SiO2以上試驗結果表明，燒結礦質量完全符合高爐冶煉要求，是一種含鐵品位高的低FeO、低硫和低二氧化硅的優質燒結礦，而且經得起長期存放考驗。
將本實施例的燒結礦加到吳鋼2號高爐(爐容為28立方米)上，共煉得低硫生鐵1000多噸，質量全部合格，一級品率占73.4%，而且爐況順利，操作無特殊要求。
以上選礦和燒結試驗期間，當地吳縣環保局對廣區排放廢水和環境的大氣進行了全面監測，結果示于表6和表7。
表6選礦廢水監測結果
表7燒結工藝環境大氣的監測結果
由此可見，選礦廢水和燒結工藝的環境大氣的有關環保指標均低于標準容許值。尾礦供建材生產。因此本發明沒有后患和二次污染。
實施例3-生產酸性球團礦以全燒渣鐵精礦為原料時，宜采用下述酸性球團制塊工藝將磁選后的燒渣精礦與2-3%(以燒渣精礦的重量為基準計)的石灰粉混合，經盤式成球機制成球團，通入煤氣(或外加4%焦屑)在1100-1250℃下焙燒成酸性球團礦，其性能指標示于表8，冶金性能良好。
表9全燒渣鐵精礦酸性球團礦理化性能
權利要求
1.一種黃鐵礦燒渣(煉鐵前)的預處理方法，它包括磁選，焙燒，其特征在于(1)磁選前礦渣用水稀釋成礦漿狀態；(2)所說磁選分二步進行，先通過弱磁選工序，選出一部分礦渣，所排中礦再進行強磁選。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是稀釋成礦漿前先進行濕篩，除去礦渣中0.8毫米以上的粗顆粒，而所說礦漿的濃度為30-45%。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所說弱磁選的磁場強度為1200-2000奧斯特，所說強磁選的磁場強度為5000-15000奧斯特。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征是所說弱磁選的磁場強度為1500-2000奧斯特，所說強磁選的磁場強度為7000-10000奧斯特。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征是經磁選分離和富集后的礦渣以25-75%的配比與其他含鐵物料混合，并與所需的燃料和熔劑一起焙燒成燒結礦。燃料用量為含鐵混合物料的3-6%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征是經磁選分離和富集后的礦渣與2-3%(以燒渣重量為基準計)的石灰粉混合后制成球團，然后在1100-1250℃下焙燒成球團礦。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征是所說其他含鐵物料是鐵精礦粉、富鐵礦物或轉爐黑泥，所說熔劑是白云石和石灰，而所說燃料是焦屑或煤粉。
全文摘要
本發明提供了一種黃鐵礦燒渣(煉鐵前)的預處理方法，該法采用兩級濕態磁選，選出的燒渣精礦與其他含鐵物料、燃料等混合后，焙燒成適合高爐冶煉的自熔性燒結礦或酸性球團礦。本發明流程簡單、有效、可靠、投資和選礦成本低。分離富集后的黃鐵礦燒渣較原始礦渣含鐵量凈增4-6％，含硫量可降低3/4，鐵收得率達80％，而選礦比僅1.30。燒結后團礦經高爐冶煉，生鐵合格率達100％，為黃鐵礦燒渣的資源化開拓了廣闊的前景。
文檔編號B03C1/00GK1034682SQ87108148
公開日1989年8月16日 申請日期1987年12月14日 優先權日1987年12月14日
發明者李心廣 申請人:上海冶金技術開發研究中心