从硫酸渣中回收铁精矿的试验研究

刘凤春

(山东理工大学 资源与环境工程学院， 山东 淄博 255091)

硫酸渣是硫铁矿制备硫酸过程中排放的废渣，随着我国工业的迅速发展，对硫酸的消耗越来越大.与此同时也相应产生了大量的硫酸渣.我国硫酸渣年排放量约1300万t[1]，加上全国积存未能及时处理的硫酸渣．其总量相当可观，而利用率却不到30%[2].如此巨大数量的废渣，堆存需要占用大量土地，产生的酸水、重金属离子和粉尘对环境造成极大危害.硫酸渣的铁含量因硫铁矿产地及来源不同，品位波动较大，一般含铁30%～50%[3].若能够通过选矿方法回收其中的铁，不仅有利于资源的再利用，使之变废为宝；而且还能减少大量固体废弃物、减少污染.本试验介绍了从硫酸渣中回收铁精矿的工艺流程，经过预先分级，磁选机选别,粗精矿再用磁选柱选别，获得了品位65.07%，总回收率73.24%的铁精矿.

1 硫酸渣的性质

本次实验所用硫酸渣取自山东某化工厂，颜色呈黑褐色，粒度较细，铁品位为50%左右.

1.1 硫酸渣的粒度组成

原矿的筛析结果见表1.

从筛析结果中可知，硫酸渣中-200目(74μm)含量为53.64%.

1.2 各粒级中铁的分布

硫酸渣各粒级中铁的分布率见表2.

由表2可知，硫酸渣中-200目含量占50%以上，硫酸渣中各粒级品位总体表现为粗粒级和细粒级品位低，中间粒级品位高，解离度不高，中间粒级品位在46%～60%之间，因此从提高铁品位和降低杂质含量两方面考虑，硫酸渣应预先经磨矿处理.

表1 硫酸渣的粒度组成

表2 硫酸渣各粒级中铁的分布率

1.3 硫酸渣的化学组成

化学分析结果见表3.

表3 硫酸渣的化学多元素分析

由表3可知，硫酸渣中主要矿物为磁铁矿和石英.根据显微镜下观察，细粒硫酸渣中铁矿物与石英单体解离度较高，连生体较少，而较大颗粒中存在较多连生体.

2 试验研究

硫酸渣中铁矿物主要为磁铁矿.因此可考虑采用弱磁选回收.由于硫酸渣中-200目含量为53.64%，这部分矿样已基本单体解离.为减少磨矿能耗，因此在磨矿前将预分出这部分矿样，只对+200目的粗粒级进行磨矿.因此本研究采用选别工艺流程见图1.

图1 试验选别工艺流程

2.1 磨矿试验流程

用200目标准筛对硫酸渣原样进行筛分.筛上物用辊筒棒磨机磨矿后，与筛下物合并，采用CYG -200鼓形永磁磁选机选2次，筒表磁场强度为120 kA/m.试验结果见表4.

表4 磨矿细度与磁选机磁选试验结果

由表4可知，磨矿细度为-200目含量为80.50%时，磁选精矿品位为60.83%，回收率为79.73%，而-200目为87.53%和95.32%时，磁选精矿品位为60.63%和58.65%，回收率为77.04%和73.59%.试验中可以明显看出，磨矿时间越长，矿浆颜色越红.在显微镜下，当细度-200目为80.50%时，磁选精矿中夹杂的脉石颗粒极少，表明已单体解离.

2.2 磁选柱分选试验

磁选柱是一种低弱磁场的磁重选别设备，可用来提高磁铁矿精矿品位，降低其杂质含量，一般可使低品位磁铁矿精矿品位由60%～64%提高到65%～68%[4].磁选柱是采用特殊的电源供电方式，在磁选空间内产生特殊的磁场变换机制，对磁选矿浆进行反复多次的磁聚合——分散——磁聚合作用，能充分分出常规磁选设备生产的产品中夹杂的中、贫连生体及单体脉石[5].因此，采用磁选柱可大大提高铁精矿的品位.

当磨矿细度-200目占80.50%时，用磁选机选别后的品位为60.83%，而为进一步提高铁精矿品位，再将磁选精矿用磁选柱分选，经过试验得出磁选柱分选的最佳的工艺条件为：磁场强度H为85kA/m，上升水流速度v为3.2cm/s,磁场变换周期T为3s.磁选柱分选结果见表5.

表5 磁选柱分选结果

由表5可知，经过磁选柱分选后，可得到最终品位为65.07%，回收率91.86%的铁精矿.

3 结论

(1)采用预先筛分分级，+200目进行磨矿，可以降低能耗，减少过磨，提高分选指标.

(2)当磨矿细度-200目占80.50%时，经过两次磁选机选别(磁场强度为120 kA/m)和一次磁选柱选别(工艺条件为磁场强度H为85kA/m，上升水流速度v为3.2cm/s,磁场变换周期T为3s)，可以得到最终铁精矿品位为65.07%，最终回收率为73.24%.

[1]刘心中，杨新春，董凤芝，等.硫酸渣的综合利用[J].金属矿山，2002(9)：51-53．

[2]王晖，胡宾生．磁化焙烧-磁选工艺中硫酸渣矿物特征变化的研究[J]．矿产综合利用，1999(4)：24-28．

[3]刘惠中，郑荣田．BL1500螺旋溜槽选别硫酸渣的应用研究[J]．有色金属:选矿部分，2006(1)：26-28．

[4]赵通林，陈广振，周凌嘉.磁选柱在矿山磁选尾矿和硫铁矿烧渣处理中的应用[J].化工环保，2003(4):221-224．

[5]陈广振，刘秉裕，周伟,等.磁选柱及其工业应用[J].金属矿山， 2002(9):30-31．