專利名稱：低品位硫鐵礦燒渣選鐵工藝方法
這是一種以硫鐵礦作原料，從生產硫酸廢渣中提取鐵精礦粉的選礦工藝方法。
國外硫酸生產一般均采用高品位含硫礦石(黃鐵礦、磁黃鐵礦等)，其含硫品位通常為40～50%，因此，經焙燒后排出的燒渣含鐵品位大于60%，其無需處理即可直接作為煉鐵用的燒結原料。國內普遍采用低品位含硫礦石生產硫酸，僅少數廠對硫鐵礦燒渣有一定程度的利用，但經濟效益較差，大多數是作為一種廢渣堆存或棄置。
國外處理硫鐵礦燒渣采用下列方法1、氯化焙燒法此法適用于硫鐵礦燒渣中含鐵品位高且含有一定量的銅、鉛、鋅、金、銀等有價金屬。燒渣通過氯化焙燒后，使共生的銅、鉛、鋅、金、銀等金屬得到了相應回收，而鐵沒有得到富集，此法投資大、工藝復雜、生產成本高。西德都依斯堡煉銅廠(DKH)采用此法回收燒渣中的非鐵有價金屬，其原則流程如下硫鐵礦燒渣在鼓入空氣、燃料氣同時加入10%NaCl條件下以溫度600℃進行焙燒，經焙燒后，排出含有HCl、SO2的廢氣，排出的固體送往浸濾，浸濾所得的是非鐵金屬溶液和紅紫色的鐵礦物，前者經進一步處理將其中各種金屬進行有效分離，后者經燒結后送往高爐煉鐵。
2、氯化揮發法此法又稱光和法，適用于硫鐵硫燒渣中，含鐵品位高且含有一定量的銅、鉛、鋅、金、銀等有價金屬。燒渣通過焙燒使共生的銅、鉛、鋅、金、銀等金屬在揮發氣體中予以回收，渣中的鐵沒有得到富集。此法投資大、工藝復雜、生產成本高。日本戶煙工廠采用此法回收含銅70%的沉積銅、含鉛50～60%的PbS和PbSO4，同時還回收含鉍的氯氧化鉍和鋅、金、銀等有價非鐵元素，收到較好的經濟效益，其原則流程如下硫鐵礦燒渣經造球后，在通入空氣、燃料氣、Cl2條件下，以1250℃溫度進行焙燒，排出的固體即為鐵礦物可作為煉鐵用的燒結原料，排出的氣體經凈化生成非鐵金屬溶液，進一步處理回收各種金屬，并排出含有SO2廢氣。
3、磁化焙燒法此法又稱DFI法，適用于含鐵量低的硫鐵礦燒渣，其要求硫鐵礦在制酸過程中脫硫后生成赤鐵礦，然后在沸騰床狀態噴入裂變的油產生還原氣氛，使之還原成磁鐵礦，最后用磁選方法回收渣中的鐵礦物。此法的優點是能夠處理低品位燒渣，且能獲得品位較高的鐵精礦粉;其缺點是工藝流程復雜，油裂變還原赤鐵礦較難控制，能耗大，生產成本高，投資大。意大利弗魯尼卡廠采用此法回收燒渣中的鐵礦物獲得較好的技術指標該廠排出鐵品位48.4%的燒渣，經磁化焙燒后，可以得到鐵品位大于66%的優質鐵精礦粉，其原則流程如下小于6mm硫鐵礦首先在沸騰床進行脫硫焙燒，排出的SO2氣體經催化氧化后用于制酸，排出的赤鐵礦燒渣用直接噴油沸騰床磁化還原焙燒，排出的細粒磁鐵礦經過濕式磁選獲得磁精礦送往過濾脫水，排出的粗粒磁鐵礦經干式磁選得中礦經細磨后送往濕式磁選再選，干式磁選精礦經磨細后與過濾后的細粒磁精礦合并經造球得球團礦送往高爐煉鐵。
國內硫酸生產普遍采用低品位含硫礦石，通常含硫30%左右，經焙燒排出的燒渣鐵品位為40～45%，由于含鐵量低，不能作為煉鐵用的燒結原料，目前除少數廠的燒渣供水泥廠用于添加劑外，大部分燒渣堆存造成嚴重污染。廣州氮肥廠采用重選法，湛江化工廠采用磁化焙燒-磁選法處理低品位燒渣，收到一定的效果，由于此兩廠工藝流程不完善，故技術指標較差，現分述如下1、磁化焙燒-磁選法此法是含硫礦石在一定的還原氣氛中進行焙燒，使排出的渣為黑色磁性渣(Fe3O4)，然后采用磁選方法回收渣中的鐵礦物。此法的缺點一是焙燒脫硫過程中還原氣氛較難控制，當工藝操作變化排出弱磁性的紅色渣，則磁選無法回收，故適應性較差;二是因焙燒過程中有還原氣氛，硫不能充分氧化，使排出的硫酸渣殘硫很高，含硫高達1～3%，經磁選所得的精礦含硫高，不符合煉鐵的要求，與此同時，因硫燒出率低，一定程度影響了硫酸產量;三是焙燒中還原氣氛會產生一部分升華硫，從而引起管道堵塞和腐蝕，直接影響硫酸生產。
七十年代南通磷肥廠，杭州硫酸廠，湛江化工廠相繼采用此工藝，由于上述問題，相繼停產，目前僅湛江化工廠維持生產，但因精礦產品含硫高達1%，銷售困難。
2、重選法此法為單一重選法，燒渣先經0.5mm篩子除渣，然后采用一段螺旋選礦。其優點是工藝流程簡單，對磁性強弱不同類型的燒渣均能得到分選，可以得到含鐵大于55%，含硫小于0.4%的合格鐵精礦，能用于煉鐵的燒結原料。其缺點是工藝流程不完善，燒渣中的鐵礦物不能得到充分回收，技術指標差，經濟效果差。
廣州氮肥廠采用此流程于1984年建成一個日處理100噸工業試驗廠，其選別指標為當處理燒渣鐵品位為48～50%時，可以獲得產率30～33%，品位58～60%，回收率36～40%的精礦和鐵品位43～45%的尾礦。因工藝流程不完善，選別指標差，生產成本高，經過一段時間試生產，于1988年停產。
3、氯化揮發法南京鋼鐵廠于七十年代從日本引進一套“氯化揮發法”裝置，1980年正式投產，設計能力為30萬噸/年。
原設計對燒渣有如下要求(1)化學成分Fe 57～60%、FeO＜3%、Pb≥0.2%、Zn 0.10～0.60%、Au＞2g/t、Ag≥30g/t、Cu＞0.2%;(2)粒度小于44μ＞37%。
由于含鐵高的多金屬硫鐵礦燒渣原料一直未能解決，年處理量約10萬噸左右，目前該廠主要原料是銅陵燒渣，因成分沒有達到設計要求，有色金屬回收率僅50%左右，生產成本很高，經濟上基本持平。此外，該裝置還存在著揮發回轉窯后收塵部份腐蝕嚴重、流程較長、不容易控制等問題，且檢修十分頻繁，約2～3個月需停車檢修一次。基于上述原因引進的“氯化揮發法”經濟效益較差。
含硫礦經過流態化焙燒制造二氧化硫氣體時，所生成的含鐵燒渣，通常是從流態化焙燒爐及旋風除塵器等與氣體分離回收得來的，這部分燒渣粒度范圍較寬，一般為4～0mm，通常排出的燒渣呈干燥狀態，有的廠采取濕法排出呈礦漿狀態，當焙燒充分時排出的渣呈綜紅色具有弱磁性，當焙燒不充分時，渣呈綜黑色具有強磁性。燒渣中以單體顆粒存在的鐵礦物粒度較細呈綜紅色具有弱磁性，而燒渣中以鐵礦物與脈石連生體存在的粒度較粗，呈綜黑色具有強磁性。正常生產排出的燒渣含硫1%左右，含硫物質為硫酸鹽和未被氧化的硫化物。
鑒于我國硫酸生產排出的燒渣含鐵品位低難以綜合利用，估計全國歷年累計堆存燒渣已達數千萬噸，每年仍以700萬噸的數量不斷排出，已構成較為嚴重的公害，如果這些廢渣能得到很好的綜合利用，則將是一筆很可觀的財富，采用本發明建一個燒渣選礦廠與相同規模的鐵礦山相比投資為五十分之一，每噸精礦的單位電耗僅五分之一;每噸精礦的生產成本僅六分之一;所以采用本發明將收到較好的經濟效益和社會效益。
本發明的目的在于提供一種經濟有效的方法回收燒渣中的鐵礦物，以獲得含鐵量富集的鐵精礦產品，用于煉鐵的燒結原料;在投資小、技術可靠、生產成本低的條件下，最大限度地回收燒渣中的鐵礦物資源，變廢為利，使這部分國家資源得到綜合利用。本發明另一個目的是力求減少環境污染，對某些硫酸廠家來說，提取鐵精粉后的廢渣仍能用作水泥添加劑，從而實現無廢渣生產，消除污染。
根據硫鐵礦燒渣的特性，本發明的特征是采取多段選別的重(螺旋)一磁選聯合流程處理此種類型燒渣。
硫鐵礦燒渣經篩孔為1～3mm除渣篩除去粗粒渣和異物，篩下細粒即為入選物料送往貯礦斗，而后經給料機連續給入攪拌槽，同時給入適量的水，經充分攪拌制成濃度15～30%的礦漿，用泵送往礦漿分配器均勻地分配到各臺螺旋選礦機(或螺旋溜槽)選別，螺旋選礦機沖洗水量要求大于2M2/h，選別段數視燒渣和精礦的含鐵量而定，在選別時密度大的以單體顆粒存在的鐵礦物在螺旋的截取器中得到回收鐵品位55～60%鐵精礦，脈石、鐵礦物與脈石的連生體等從螺旋尾礦槽排出作為尾礦。螺旋尾礦經球磨機細磨到小于200目占70～90%，此時渣中的鐵礦物與脈石連生體得到了充分解離，解離出來的單體鐵礦物顆粒具有較強的磁性，經過一次濕式磁選(磁場強度600～1100奧斯特)或一次粗磁選、一次精磁選(粗磁選磁場強度為800～1200奧斯特，精磁選磁場強度為400～800奧斯特)，這部分磁性鐵礦物得到了充分回收，從而可獲得鐵品位50～55%磁選精礦，磁選精礦和螺旋精礦合并即為含鐵品位大于55%的最終鐵精礦。燒渣中的硫酸鹽經水選后溶于水隨廢水排走，不溶于水的硫化物大部分隨尾礦排走，從而確保最終精礦含硫小于0.4%，最終精礦經濃縮過濾，水份小于10%，可作為煉鐵用的燒結原料。磁選尾礦與除渣篩篩上粗粒合并為最終尾礦，當其鐵品位大于30%時，可作為水泥添加劑;當其鐵品位小于30%時，可作為養護公路的建筑材料。
本發明具有投資小、建設周期短、占地面積小、工作可靠、分選效率高、生產適應性強、操作維護方便、能耗低、生產費用低等特點，是一種處理燒渣經濟而有效的選礦工藝。其優點一是對不同類型的硫鐵礦燒渣有較好的適應性，無論是弱磁性的紅渣或強磁性的黑渣均能得到有效的選別;二是在不磨礦的條件下，首先用重選(螺旋)方法及時回收鐵礦物單體顆粒，螺旋尾礦細磨后用磁選方法回收解離的磁鐵礦顆粒，從而強化了選礦工藝，充分回收了燒渣中的不同類型的鐵礦物資源，且降低了生產成本。
附圖為低品位硫鐵礦燒渣選鐵工藝流程圖。1-貯礦斗;2-給料機;3-30立升攪拌槽;4-φ635～1000園筒除渣篩;5-φ25mm立式砂泵;6-φ600鑄鐵螺旋選礦機;7-φ420×450球磨分級機組;8-φ400×240濕式磁選機。
為了更好地理解本發明，現通過附圖的例子來敘述一個依照本發明的一個半工業實施例，附圖為本發明低品位硫鐵礦燒渣選鐵工藝流程圖，其處理能力為每小時150kg燒渣。
實施生產過程如下由流態化焙燒爐排出的含鐵品位42.50%的干狀燒渣，經貯礦斗1，給料機2，以150kg/h的能力均勻地給入30立升攪拌槽3，同時加入適量的水，經充分攪拌后，調制成重量濃度為25%礦漿，給入篩孔為2mm的φ635×1000園筒除渣篩4，除去粗粒渣和異物，而后由φ25mm立式砂泵5，送往φ600鑄鐵螺旋選礦機6粗選，得粗選精礦和粗選尾礦，粗選精礦給入相同規格的螺旋選礦機精選，得52kg/h鐵品位59.10%螺旋精礦，粗、精選尾礦合并給入φ420×450球磨分級機組7，細磨到小于200目占87%，然后經磁場強度為1000奧斯特φ400×240濕式磁選機8粗選，粗磁選精礦給入磁場強度為800奧斯特相同規格磁選機精選得33kg/h鐵品位51.31%磁選精礦，粗、精磁選尾礦合并得65kg/h鐵品位25.02%最終尾礦，磁選精礦和螺旋精礦合并得85kg/h，鐵品位56.09%最終鐵精礦，產率為56.25%，回收率為74.24%。
權利要求
1.一種適合于低品位硫鐵礦燒渣選鐵工藝方法，其特征是采取多段選別的重(螺旋)-磁選聯合流程，其包括1.1、燒渣連續給入攪拌槽造漿；1.2、連續用除渣篩除渣；1.3、除渣后的礦漿給入螺旋選礦機(或螺旋溜槽)分選；1.4、螺旋尾礦給入球磨機組細磨；1.5、球磨機組細磨后礦漿給入磁選機分選。
2.按權利要求1所述方法其特征是除渣篩篩孔使用1～3mm。
3.按權利要求1所述方法，其特征是重選使用螺旋選礦機或相似類型的螺旋溜槽。
4.按權利要求3所述方法，其特征是螺旋選礦機沖洗水量大于2M3/h。
5.按權利要求3所述方法其特征是螺旋選礦機給礦礦漿重量濃度為15～30%。
6.按權利要求1所述方法其特征是螺旋尾礦磨礦細度為小于200網目占70～90%。
7.根據權利要求1或6所述的方法其特征是磨細后的螺旋尾礦進入濕式磁選機經一次磁選或一次粗磁選、一次精磁選。
8.按權利要求1或7所述方法其特征是一次磁選磁場強度為600～1100奧斯特;二次磁選，粗磁選磁場強度為800～1200奧斯特，精磁選磁場強度為400～800奧斯特。
全文摘要
本發明是一種以硫鐵礦作原料，從生產硫酸廢渣中提取鐵精礦粉的選礦工藝方法。其特征是采取多段選別的重(螺旋)—磁選聯合流程處理低品位硫鐵礦燒渣。硫鐵礦燒渣經處理后，其中的鐵礦物得到了有效地回收和富集，從而獲得含鐵大于55％，含硫小于0.4％的鐵精礦，可用于煉鐵的燒結原料；排出的尾渣一般仍能作為水泥添加劑。從而實現了無廢渣硫酸生產，消除了污染，同時充分地利用了燒渣中的鐵礦物資源。
文檔編號B03C1/32GK1057213SQ90104358
公開日1991年12月25日 申請日期1990年6月9日 優先權日1990年6月9日
發明者過祖根 申請人:冶金部馬鞍山鋼鐵設計研究院