包钢尾矿配加瓦斯灰微波磁化焙烧——磁选试验-论文.pdf

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SeriesNO．457金属矿山总第457期July2014METALMINE2014年第7期·综合利用·包钢尾矿配加瓦斯灰微波磁化焙烧一磁选试验韩腾飞李解李保卫韩继铖王少炳韩磊(1．白云鄂博矿多金属资源综合利用国家重点实验室，内蒙古包头014010；2．内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010)摘要包钢选矿厂的尾矿铁品位为17．84％，包钢炼铁厂的高炉瓦斯灰铁品位为31．90％、碳含量为29．18％，为了探索这2种工业固体废渣高效综合利用的途径，以瓦斯灰中的活性焦炭为还原剂，以尾矿和瓦斯灰中的赤铁矿为被还原对象，进行了微波加热还原焙烧工艺条件研究，并对焙烧产物进行了磨选工艺条件优选。结果表明：粒度均为74～0m的尾矿与高炉瓦斯灰按质量比100：25混合，在570℃下微波磁化焙烧10min，焙烧产物磨至33—0m后进行弱磁选(80kA／m)，可获得铁品位为54．50％、铁回收率为83．20％的铁精矿。因此，包钢的这2种工业固体废渣可进行资源化利用，其经济社会价值巨大。关键词尾矿瓦斯灰微波磁化焙烧磁选中图分类号TD925．7，TD926．4文献标志码A文章编号1001—1250(2014)．I)7—164-04TestsofMicrowaveMagneticRoasting-magneticSeparationonTailingsandGasAshinBaosteelHanTengfei·LiJieLiBaoweiHanJichengWangShaobing’HanLei，(1．StateKeyLaboratoryofIntegratedExploitationofBayanOboMulti—MetalResources，Baotou014010，China；2．InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China)AbstractFegradeoftailingsfromdressingplantofBaosteelis17．84％，andFegradeoffurnacegasashfromIron—worksofBaosteelis31．90％，withcarboncontentof29．18％．Inordertoexploretheeficientwayforcomprehensiveutiliza-tionoftwokindsofindustrialsolidwasteresidues，withtheactivecokefromgasashasreducingagent，andhematiteinoftail—ingsandgasashasreductionobject，conditioningtestsformicrowaveheatingreductionandroastingprocessweremade，aswellasthecalcinedproductsbygrindingprocess．Resultsshowedthatunderconditionsofgrainsizeoftailingsrangedfrom74to0Ixmandmassratiowithblastfurnacegasashat100：25，microwavemagneticroastingunder570℃for10min，andcalcinedproductrangedfrom33to0I．Lmbygrinding．ironconcentratewithirongradeof54．50％andironrecoveryof83．20％wasob—tainedbylowintensitymagneticseparation(80kA／m)．Hence，thesetwokindsofindustrialsolidwasteresiduesfromBaosteelcallbeusedasresources，whichbroughtenormouseconomicandsocialvalue．KeywordsTailings，Gasash，Microwave，Magneticroasting，Magneticseparation随着我国钢铁工业的迅猛发展，国产铁矿石远远炉煤气带出的原料粉尘(干法除尘产物)，主要含铁、不能满足需求J。因此，对国内高品位铁尾矿开展活性焦炭、锌等有价元素。目前，国内外处理瓦斯灰提铁工艺技术研究可在一定程度上缓解国内铁矿石的方法或思路大致有3种：①直接外排堆存，但存在的短缺局面。目前，对此类尾矿，国内较通行的提铁占有土地、污染环境等问题；②作为烧结或球团配料，工艺是磁化焙烧一弱磁选制。直接返回利用，但这在一定程度上降低了高炉利用系包钢尾矿是包钢选矿厂提取铁和稀土后的尾矿，数，使焦比升高，造成高炉K、Na、zn等的富集，影响铁含量在15％一20％，并含有一定量的稀土、铌和钍高炉正常冶炼_8；③综合回收，提取其中的活性炭、等有价元素，目前堆放到尾矿库，不仅占用土地，而且锌等有价元素。，该方法目前尚处在试验研究阶污染环境"j。而高炉瓦斯灰是高炉冶炼过程中随高段。收稿日期2014．O4—O4基金项目内蒙古自然科学基金项目(编号：2012MS0714)，内蒙古自治区高等学校科学研究项目(编号：NJZY13149)，白云鄂博矿多金属资源综合利用国家重点实验室项目(编号：BO一13—001)。作者简介韩腾飞(1987一)，男，硕士研究生。·164· 韩腾飞等：包钢尾矿配加瓦斯灰微波磁化焙烧一磁选试验2014年第7期若能以这2种固体废物为原料，回收其中的铁等时间为10rain，焙烧产物磨矿细度为33～0txm，弱磁成分，既可增加社会财富，又可实现固体废弃物减量选磁场强度为80kA／m，试验结果见图2。化生产模式，对我国的经济和环境建设意义重大。1试验原料与设备a擎Ⅱ量回1．1试验原料试验原料均取自包头钢铁公司，尾矿中主要矿物蜒蜒蚓蝴有赤铁矿、脉石和萤石等，瓦斯灰中主要矿物有赤铁挺龆鼹鼹矿、磁铁矿、焦炭等，尾矿和瓦斯灰主要化学成分分析结果见表1、表2。瓦斯灰配加量，％表1尾矿主要化学成分分析结果图2瓦斯灰配加量试验结果Table1MainchemicalcomponentanalysisFig．2Testresultswiththemountofgasashofrareearthtailings％-一品位；口一回收率成分TFeFeOFSPREOCaOsi％其他从图2可见，瓦斯灰配加量从15％提高至25％，含量l7．803．1116．442．16弱磁选精矿铁品位和铁回收率均上升；当瓦斯灰配加表2瓦斯灰主要化学成分分析结果量继续提高至30％时，弱磁选精矿铁品位小幅上升，Table2Mainchemicalcomponentanalysisofgasash但回收率显著下降。因此，确定瓦斯灰配加量为25％。成分TFeFeOCSPZnSiO2其他3．1．2焙烧温度对试验结果的影响含量31．9018．9029．180．580．030．975．8712．57焙烧温度试验固定瓦斯灰配加量为25％，保温从表1、表2可见，尾矿铁品位为17．80％，有害时间为10min，焙烧产物磨矿细度为33—0m，弱磁元素S、P含量较高；瓦斯灰铁、碳含量较高，分别达选磁场强度为80kA／m，试验结果见图3，不同温度31．90％和29．18％。下焙烧产物的XRD图谱见图4、SEM照片(放大5001．2试验设备倍)见图5。试验设备主要有经改造的格兰仕G8023CSL型微波炉，QM—SB型行星式球磨机，XCGS一0型磁零堡选管，DY一20型台式电动压片机等。馨呕回2试验方法及流程蜒将尾矿和瓦斯灰分别磨至74～0m，在100g尾蜒蝈矿中配加一定量的瓦斯灰(瓦斯灰与尾矿的质量桓挺鼹醛比)，混匀、压片后装入坩埚，在氩气保护下于微波炉(电压220V，功率800W)中焙烧一定时间，随炉冷却至室温，关闭氩气后取出焙烧矿，进行磨矿、弱磁图3焙烧温度试验结果Fig．3Testresultsofroastingtemperature选，试验流程见图1。-一品位；口一回收率混合矿__●--_●-_-_-’▲zL!：J2：!!!微波磁化焙烧一t．磨矿0弱磁选～jj【J．．2：!：!兰厂]t十铁精矿尾矿一．z：一．L上竺：图1试验流程20304050607080Fig．1Testflow-sheet2o／(。)3试验结果与讨论图4不同温度下微波焙烧产物的XRD图谱3．1微波还原焙烧条件试验Fig．4XRDpatternsofthemicrowavecalcined3．1．1瓦斯灰配加量对试验结果的影响productatdifferenttemperatures瓦斯灰配加量试验固定焙烧温度为570℃，保温▲一萤石；T一石英；-～赤铁矿；◆一磁铁矿·165· 韩腾飞等：包钢尾矿配加瓦斯灰微波磁化焙烧一磁选试验2014年第7期从图8可见，随着磨矿细度的提高，弱磁选精矿还原试验[J]．金属矿山，2012(7)：148-150．YangLong，HanYuexin，YuanZhitao，eta1．Researchondeepre-铁品位上升、铁回收率下降。综合考虑，确定微波焙ductionofreelectioncoarseconcentrateafterhishintensitymagnetic烧产物磨矿细度为33—0m。对应的精矿铁品位为separationofMeishanironrailings[J]．MetalMine，2012(7)：148—54．50％、铁回收率为83．20％。150．进一步分析表明，该弱磁选精矿硫、磷含量分别[5]李解，张邦文，李保卫．白云鄂博中贫氧化矿微波磁化焙烧一为0．14％、0．035％，明显低于试验原料硫、磷含量。磁选试验研究[J]．金属矿山，2010(5)：89-91．LiJie，ZhangBangwen，LiBaowei．Experimentalstudyonprocessof4结论microwavemagnetizingroastplusmagneticseparationformedium-(1)铁品位为17．84％的包钢尾矿(74～0m)lowgradeoxidizedorescontaininghematiteofBayanobo[J]．Metal与铁品位为31．90％、碳含量为29．18％的包钢瓦斯Mine，2OLO(5)：89-91．灰(74—0m)按质量比100：25混合，在570℃下微[6]金钦汉，戴树珊，黄卡玛．微波化学[M]．北京：科学出版社，波磁化焙烧10min，焙烧产物磨至33～0m后进行1999．弱磁选(80kA／m)，可获得铁品位为54．50％、铁回收JinQinhan，DaiShushan，HuangKama．MicrowaveChemistry[M]．Beijing：SciencePress，1999．率为83．20％的铁精矿。[7]梅国栋．尾矿综合利用与无尾矿山建设探讨[J]．金属矿山，(2)包钢的2种固体废渣的资源化利用，不仅可2010(1O)：142．145．以创造巨大的社会财富，而且可以大幅度减少固体废MeiGuodong．Discussoncomprehensiveutilizationofminingrailings弃物的堆排量，其环境效益十分巨大。anddevelopmentofpollution—freemines[J]．MetalMine，2010(10)：142—145．参考文献[8]娄绍军．含铁尘泥高效循环利用的有效途径[J]．包钢科技，2009，35(1)：75-76．[1]骆华宝，王永基，胡达骧，等．我国铁矿资源状况[J]．地质评论，LouShaojun．Availableapproachoneffectivecirculationapplication2009，55(6)：885．891．oftheferrousdust[J]．Science＆TechnologyofBaotouSteelLuoHuabao，WangYongji，HuDaxiang，eta1．Ironoreresourcescon—(Group)Corporation，2009，35(1)：75-76．ditionofChina[J]．GeologicalReview，2009，55(6)：885-891．[9]徐柏辉，王二军，杨剧文．高炉瓦斯灰提铁提碳研究[J]．矿产保[2]张汉泉．多级动态磁化焙烧技术及其应用[J]．金属矿山，2012护与利用，2007(3)：52-54．(9)：121—123．XuBaihui，WangErjun，YangJuwen．ResearchonrecoveryofironZhangHanquan．Technologyandapplicationofmulti—gradesdynamicandcarbonfromblastfurnacegasash[J]．ConservationandUtiliza-statemagnetizingmasting[J]．MetalMine，2012(9)：121—123．tionofMineralResources，2007(3)：52_54．[3]林海，许晓芳，董颖博，等．深度还原一弱磁选回收稀土尾矿[1O]徐修生，陈平．高炉瓦斯灰中锌元素回收的研究[J]．矿业快中铁的试验研究[J]．东北大学学报：自然科学版，2013，34(7)：报，2002(10)：34．1039．1044．XuXiusheng，ChenPing．ResearchonrecoveryofzincfromBlastLinHai，XuXiaofang，DongYing~,o，eta1．Testresearchonrecoveryfurnacegasash[J]．ExpressInformationofMiningIndustry，2002ofironfromrareearthtailingsbydepthreductionmasting-lowinten．-(10)：3_4．sitymagneticseparation[J]．JournalofNortheasternUniversity：(责任编辑罗主平)NaturalScience，2013，34(7)：1039-1044．[4]杨龙，韩跃新，袁致涛，等．梅山铁尾矿强磁再选粗精矿深度·167·