從硫酸渣中回收鐵精礦的試驗研究

劉鳳春

(山東理工大學 資源與環境工程學院， 山東 淄博 255091)

硫酸渣是硫鐵礦制備硫酸過程中排放的廢渣，隨著我國工業的迅速發展，對硫酸的消耗越來越大.與此同時也相應產生了大量的硫酸渣.我國硫酸渣年排放量約1300萬t[1]，加上全國積存未能及時處理的硫酸渣．其總量相當可觀，而利用率卻不到30%[2].如此巨大數量的廢渣，堆存需要占用大量土地，產生的酸水、重金屬離子和粉塵對環境造成極大危害.硫酸渣的鐵含量因硫鐵礦產地及來源不同，品位波動較大，一般含鐵30%～50%[3].若能夠通過選礦方法回收其中的鐵，不僅有利于資源的再利用，使之變廢為寶；而且還能減少大量固體廢棄物、減少污染.本試驗介紹了從硫酸渣中回收鐵精礦的工藝流程，經過預先分級，磁選機選別,粗精礦再用磁選柱選別，獲得了品位65.07%，總回收率73.24%的鐵精礦.

1 硫酸渣的性質

本次實驗所用硫酸渣取自山東某化工廠，顏色呈黑褐色，粒度較細，鐵品位為50%左右.

1.1 硫酸渣的粒度組成

原礦的篩析結果見表1.

從篩析結果中可知，硫酸渣中-200目(74μm)含量為53.64%.

1.2 各粒級中鐵的分布

硫酸渣各粒級中鐵的分布率見表2.

由表2可知，硫酸渣中-200目含量占50%以上，硫酸渣中各粒級品位總體表現為粗粒級和細粒級品位低，中間粒級品位高，解離度不高，中間粒級品位在46%～60%之間，因此從提高鐵品位和降低雜質含量兩方面考慮，硫酸渣應預先經磨礦處理.

表1 硫酸渣的粒度組成

表2 硫酸渣各粒級中鐵的分布率

1.3 硫酸渣的化學組成

化學分析結果見表3.

表3 硫酸渣的化學多元素分析

由表3可知，硫酸渣中主要礦物為磁鐵礦和石英.根據顯微鏡下觀察，細粒硫酸渣中鐵礦物與石英單體解離度較高，連生體較少，而較大顆粒中存在較多連生體.

2 試驗研究

硫酸渣中鐵礦物主要為磁鐵礦.因此可考慮采用弱磁選回收.由于硫酸渣中-200目含量為53.64%，這部分礦樣已基本單體解離.為減少磨礦能耗，因此在磨礦前將預分出這部分礦樣，只對+200目的粗粒級進行磨礦.因此本研究采用選別工藝流程見圖1.

圖1 試驗選別工藝流程

2.1 磨礦試驗流程

用200目標準篩對硫酸渣原樣進行篩分.篩上物用輥筒棒磨機磨礦后，與篩下物合并，采用CYG -200鼓形永磁磁選機選2次，筒表磁場強度為120 kA/m.試驗結果見表4.

表4 磨礦細度與磁選機磁選試驗結果

由表4可知，磨礦細度為-200目含量為80.50%時，磁選精礦品位為60.83%，回收率為79.73%，而-200目為87.53%和95.32%時，磁選精礦品位為60.63%和58.65%，回收率為77.04%和73.59%.試驗中可以明顯看出，磨礦時間越長，礦漿顏色越紅.在顯微鏡下，當細度-200目為80.50%時，磁選精礦中夾雜的脈石顆粒極少，表明已單體解離.

2.2 磁選柱分選試驗

磁選柱是一種低弱磁場的磁重選別設備，可用來提高磁鐵礦精礦品位，降低其雜質含量，一般可使低品位磁鐵礦精礦品位由60%～64%提高到65%～68%[4].磁選柱是采用特殊的電源供電方式，在磁選空間內產生特殊的磁場變換機制，對磁選礦漿進行反復多次的磁聚合——分散——磁聚合作用，能充分分出常規磁選設備生產的產品中夾雜的中、貧連生體及單體脈石[5].因此，采用磁選柱可大大提高鐵精礦的品位.

當磨礦細度-200目占80.50%時，用磁選機選別后的品位為60.83%，而為進一步提高鐵精礦品位，再將磁選精礦用磁選柱分選，經過試驗得出磁選柱分選的最佳的工藝條件為：磁場強度H為85kA/m，上升水流速度v為3.2cm/s,磁場變換周期T為3s.磁選柱分選結果見表5.

表5 磁選柱分選結果

由表5可知，經過磁選柱分選后，可得到最終品位為65.07%，回收率91.86%的鐵精礦.

3 結論

(1)采用預先篩分分級，+200目進行磨礦，可以降低能耗，減少過磨，提高分選指標.

(2)當磨礦細度-200目占80.50%時，經過兩次磁選機選別(磁場強度為120 kA/m)和一次磁選柱選別(工藝條件為磁場強度H為85kA/m，上升水流速度v為3.2cm/s,磁場變換周期T為3s)，可以得到最終鐵精礦品位為65.07%，最終回收率為73.24%.

[1]劉心中，楊新春，董鳳芝，等.硫酸渣的綜合利用[J].金屬礦山，2002(9)：51-53．

[2]王暉，胡賓生．磁化焙燒-磁選工藝中硫酸渣礦物特征變化的研究[J]．礦產綜合利用，1999(4)：24-28．

[3]劉惠中，鄭榮田．BL1500螺旋溜槽選別硫酸渣的應用研究[J]．有色金屬:選礦部分，2006(1)：26-28．

[4]趙通林，陳廣振，周凌嘉.磁選柱在礦山磁選尾礦和硫鐵礦燒渣處理中的應用[J].化工環保，2003(4):221-224．

[5]陳廣振，劉秉裕，周偉,等.磁選柱及其工業應用[J].金屬礦山， 2002(9):30-31．