瓦斯泥中鐵元素回收選礦試驗研究

摘 要：鋼鐵生產過程中除塵系統中會產生大量的含鐵塵泥，這些塵泥如處理不當既會造成環境的污染而且產生鐵資源的嚴重浪費。安鋼集團舞陽礦業公司根據自身塵泥的特點，進行選鐵工藝試驗研究，最終確定了先浮后磁、磁重結合的工藝流程，并建成了21萬噸/年的瓦斯泥處理廠，年收入達2011.51萬元，實現了瓦斯泥資源的有效利用和回收。

關鍵詞：選礦 瓦斯泥 效益評估

中圖分類號：TQ54 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0114-02

在鋼鐵生產過程中，會產生大量塵泥（主要包括轉爐、電爐粉塵和高爐瓦斯泥、重力除塵灰）[1]。目前，塵泥由于長期得不到有效處理，在許多鋼廠附近堆積如山，不僅占據了大量的土地，污染了環境，浪費了其中有價資源，而且影響高爐的正常操作和使用壽命。由于塵泥中富含鐵、碳、鋅、鉛等有價元素，具有良好的綜合利用價值。如何高效利用鋼鐵廠塵泥中的有價資源，提高其綜合附加值，減少環境污染，成為鋼鐵企業面臨的重大課題。[2]

為充分開發這一再生資源，河南安陽集團舞陽礦業公司對其自身瓦斯泥進行了小型試驗及擴大試驗研究。為獲得較大的經濟效益，采用技術成熟、工藝簡單的選礦方法對高爐瓦斯泥中的鐵進行回收，并投入現場生產。

1 工藝礦物學特性

安鋼瓦斯泥中全鐵含量大于30%，鐵礦物以Fe3O4和Fe2O3為主，金屬鐵含量極少，僅有的金屬鐵珠鑲嵌在渣之中，呈獨立的金屬鐵幾乎沒有。高爐瓦斯泥所含鐵礦物與天然鐵礦物的表面性質存在較大差異，且細粒礦物在高溫作用下膠結在一起，極易包裹脈石礦物，鏡下鑒定及單體解離度測定結果均表明了這一點。膠結在一起的脈石與鐵礦物用物理方法難以分離，這樣給選礦帶來了較大的難度，在影響精礦質量的同時，造成全鐵回收率偏低。

2 實驗研究

2.1 不同磨礦細度試驗

鏡下觀察高爐瓦斯泥鐵礦物和脈石礦物單體解離度仍較低，僅為60%左右，對不同磨礦粒度進行對比試驗。試驗用XCGS-73型磁選管，將未經磨的原礦及-200目含量分別為76%、81%的磨礦產品分別充分攪拌給入磁選管，場強為1800Oe。試驗結果如（表1）。

結果表明，隨著磨礦細度的提高，原礦的單體解離度也相應提高，磁選鐵精礦品位隨之提高，鐵精礦產率及回收率則隨之下降，尾礦全鐵含量提高。考慮隨著磨礦細度提高，磨礦產品中細粒級別含量也隨之提高，這樣勢必給后續重選作業帶來影響。且結合現場實際，選-0.074 mm占76%時指標進行試驗。

2.2 磁選試驗

為得到合適品位和回收率的鐵精礦，對細度為-0.074 mm占76%的瓦斯泥做場強試驗，試驗采用濕式半逆流筒式磁選機，磁場強度分別為1400Oe、1600Oe、1800Oe、2000Oe。實驗結果如（圖1）所示。

從9（圖1）結果來看，隨著磁選場強的增加，鐵精礦的品位下降，回收率升高。當磁場強度增大時，精礦中的連生體含量增加，所以精礦中回收率升高，鐵精礦品位下降。綜合品位和回收率兩方面考慮，選用1600Oe為磁選機磁場強度。

2.3 重選試驗

鐵物相分析得到，鐵礦物中有部分氧化鐵，且鐵礦物與其他礦物存在一定的比重差，為了充分回收赤鐵礦中的鐵，進行了重選試驗。試驗流程見（圖2）。實驗結果見表2。

從（表2）中可以看出，經過兩次螺旋溜槽以后，鐵精礦品位可以達到64.26%，螺旋中礦經過搖床后，搖床精礦品位為60.89%。達到了預期的目標。

3 效益評估

選礦生產成本主要有原料費用、選鐵成本、選碳成本和動力費用，約150.05元/噸。

銷售收入計算如下。

鐵精品位55%，產率22.58%。與鐵古坑工區品位67%的鐵精礦按1：5混合后，品位達到65%，銷售價格為1100元/噸精礦。品位67%的鐵精礦銷售價格為1140元/噸精礦。品位55%的鐵精礦折合后的銷售價格900元/噸精礦。

則銷售收入為246.36元/噸，年利潤為2022.51萬元。

投資回收期計算如下。

舞陽礦業公司瓦斯泥處理廠，基建投資共280萬元，安裝費用共1227.2萬元，設備材料費用共920.4萬元，設備投資費用共3976萬元，總投資費用共計6403.9萬元。

投資回收期=[累計凈現金流量出現正值的年份]-1+

=4-1+（336.37/1686.14）=3.20年

4 結論

（1）安鋼瓦斯泥中有價元素含量較高，通過選礦的方法可以回收得到鐵精礦和碳精礦，即解決了環境污染問題，又實現了資源的綜合回收利用。（2）舞陽礦業公司成功建成了年處理21萬噸瓦斯泥處理廠，鐵精礦品位55%左右，碳精礦品位50%左右。年凈利潤2022.51萬元，投資回收期為3.2年。（3）安鋼瓦斯泥中富含鉛鋅等有價元素，可進一步展開回收選礦尾礦中鉛鋅的研究，若合理開發利用，可實現無尾礦排放，也有客觀的經濟效益。

參考文獻

[1] 石磊，陳榮歡，王如意.鋼鐵工業含鐵塵泥的資源化利用現狀與發展方向[J]. 中國資源綜合利用，2008，26（2）：12-15.

[2] 羅文群，劉憲，楊云泉，等.利用高爐瓦斯泥中的鋅制備活性氧化鋅的研究[J]. 環境工程學報，2012，6（1）：317-320.