CN101733193B

CN101733193B - 一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法

Info

Publication number: CN101733193B
Application number: CN 200910227174
Authority: CN
Inventors: 刘宪; 杨运泉; 蒋新民
Original assignee: Xiangtan University; Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xiangtan University; Hunan Hualing Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: CN101733193A

Abstract

一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法，其特征在于包括以下步骤：(A)先在工业水中加入无机酸调节pH值至2.5～5，再在60～200r/min搅拌转速下加入烧结灰，搅拌3～10min，或者先在60～200r/min转速下，将电除尘灰加入至工业水中，再加入无机酸保持体系的pH值在6～8范围，搅拌3～10min，制成烧结灰悬浮液；(B)于上述悬浮液体系中添加质量百分数为0.1％～3％分散剂，在60～200r/min转速下搅拌15～30min，制成高分散性烧结灰悬浮液。本发明的优点是烧结灰颗粒在水中的分散速度快，悬浮液浓度均匀，分散过程所需的动力消耗少，分散效果显著，可有效消除烧结灰悬浮液制备过程颗粒在水中的团聚现象，为烧结灰的水洗除杂和磁选回收高品位铁精矿提供了新的工艺方法。

Description

一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法

发明领域

本发明属于选矿领域，特别涉及一种添加无机酸及分散剂制备高分散性烧结灰悬浮液的方法。

背景技术

烧结灰是钢铁厂铁矿石烧结过程中通过烧结机头烟气电除尘器收集的灰尘微粒的简称和俗称。其平均粒度在20μm左右，主要化学成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、CaO、MgO、SiO₂、A₂lO₃、KCl、NaCl、ZnO、PbCl₂等，其中总铁含量达到30％以上。根据中国近年来节能减排和环境保护政策的要求，目前国内一些钢铁企业正在开发对烧结灰进行水洗除杂和磁选回收综合利用技术，以实现烧结灰的高效循环利用。但在水洗除杂和磁选过程中，由于烧结灰的粒度小，颗粒的表面能高、疏水性强，加上Fe₃O₄等磁性粒子受磁场引力作用，使得烧结灰极易在水中发生团聚形成粒径较大的二次灰粒，铁矿颗粒被其他成分的灰粒包裹，从而影响了烧结灰中有害杂质的去除及磁选所得的精铁矿品位。因此，开发一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法，使烧结灰能够在水中高度分散，从而提高烧结灰水洗除杂和磁选效率，获得高品位的精铁矿，具有重要的工业应用价值。

发明内容

本发明旨在提供一种添加无机酸及分散剂来制备高分散性烧结灰悬浮液的方法。本发明方法主要通过以下步骤实现：

(A)烧结灰的酸预处理：先在工业水中加入无机酸调节pH值至2.5～5，再在60～200r/min搅拌转速下加入烧结灰，搅拌3～10min，或者先在60～200r/min转速下将烧结灰加入至工业水中，再加入无机酸保持体系的pH值在6～8范围，搅拌3～10min，制成烧结灰悬浮液。

(B)悬浮液体系中添加分散剂：于上述烧结灰悬浮液体系中添加质量分数为0.1％～3％分散剂(以烧结灰质量为基准)，在60～200r/min转速下搅拌15～30min，制得高分散性烧结灰悬浮液。

所用工艺参数优选范围：以物质重量份数当水＝1000时，无机酸＝5～25，烧结灰＝100～500，分散剂＝1～30。

上述过程所述的水为工业水，所述的无机酸是质量浓度为5％～10％的工业硫酸或盐酸或硝酸或工业废酸或它们的混合酸。

所述分散剂是离子型表面活性剂，包括以下中的一种或多种：

(1)阳离子型分散剂：十二烷基三甲基溴(氯)化铵、十六烷基三甲基溴(氯)化铵等；

(2)阴离子型分散剂：①聚磷酸盐类：如六偏磷酸钠、焦磷酸钠等；②磺酸盐类：如十二烷基苯磺酸钠、木素磺酸钠等；③聚丙烯酸类：如聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵等。

本发明的原理：

(1)烧结灰颗粒表面具有很强的疏水性，少量无机酸的加入，可与颗粒表面的碱性氧化物发生化学反应，从而破坏颗粒表面物质的疏水性结构，增大水对颗粒表面的润湿性，达到提高烧结灰在水中分散的效果。

(2)表面活性剂的加入，可降低水-颗粒间的表面吸附自由能，增大固体颗粒表面的亲水性，从而使水分子铺展在颗粒表面周围并形成一层水化膜，借助水化膜的作用对颗粒进行隔离，达到分散的效果。

经过上述分散处理所制得的烧结灰悬浮液，可利用浊度仪测定烧结灰的分散效果。即：定量采取不同条件下制成的悬浮液置于量筒中，沉降一定时间，在量筒某一固定刻度处取定量悬浊液，用水稀释至同样倍数，利用浊度仪测定其浊度。悬浊液的浊度越大，其分散性越好，反之则分散性越差。

通过本发明方法制得的高分散性烧结灰悬浮液用于磁力选铁，可选得含铁量品位为60％的铁精矿(原料含铁量为31％左右)，原料中总铁回收率达80％以上。

本发明的实质性特点和显著进步是：通过添加无机酸及分散剂来制备高分散性烧结灰悬浮液，使烧结灰颗粒在水中的分散速度快、悬浮液浓度均匀，分散过程所需的动力消耗少、分散效果显著，可有效消除烧结灰悬浮液制备过程颗粒在水中的团聚现象，为烧结灰的水洗除杂和磁选回收高品位铁精矿提供了新的工艺方法。

附图说明

附图为高分散性烧结灰悬浮液制备工艺示意图。

具体实施方式

实施例1：

取工业水1000mL，加入约4mL质量分数为10％的工业硫酸，将溶液的pH调节值至2～3，在60～200rpm转速下搅拌加入200g烧结灰，再搅拌5min，使酸与烧结灰表面氧化物发生反应，再加入3g六偏磷酸钠(分子量为10000)，搅拌15min，制得分散均匀的烧结灰悬浮液，取样置于量筒中，沉降30min后测定其浊度为639FTU，此烧结灰悬浮液用于磁选，选得的铁精矿品位为64％(原料含铁量为31％左右)，总铁回收率达86％。

实施例2：

取工业水1000mL，加入约2.5mL质量分数为10％的工业废盐酸，将溶液的pH调节值至3.0～4.0，在60～200rpm转速下搅拌加入200g烧结灰，再搅拌5min，使酸与烧结灰表面氧化物发生反应，再加入6g聚丙烯酸钠(分子量为10000)，搅拌15min，制得分散均匀的烧结灰悬浮液，取样置于量筒中，沉降30min后测定其浊度为621FTU，此烧结灰悬浮液用于磁选，选得的铁精矿品位为62％(原料含铁量为31％左右)，总铁回收率达82％。

实施例3：

取工业水1000mL，加入500g烧结灰，在60～200rpm转速下搅拌加入质量分数为10％的工业硫酸，搅拌8min，再加入6g十二烷基苯磺酸钠，搅拌15min，制得分散均匀的烧结灰悬浮液，取样置于量筒中，沉降30min后测定其浊度为583FTU，此烧结灰悬浮液用于磁选，选得的铁精矿品位为63％(原料含铁量为31％左右)，总铁回收率达80％。

Claims

1.一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

（A）先在工业水中加入无机酸调节pH值至2.5~5，再在60~200r/min搅拌转速下加入烧结灰，搅拌3~10min，或者先在60~200r/min转速下，将烧结灰加入工业水中，再加入无机酸保持体系的pH值在6~8范围，搅拌3~10min，制成烧结灰悬浮液；

（B）于上述烧结灰悬浮液体系中添加质量百分数为0.1%~3%分散剂，在60~200r/min转速下搅拌15~30min，制得烧结灰悬浮液。

2.根据权利要求1的一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法，其特征在于：以物质重量份数计，所用工艺参数优选范围为工业水=1000份，无机酸=5~25份，烧结灰=100~500份，分散剂 =1~30份。

3.根据权利要求1的一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法，其特征在于：所用的无机酸是质量浓度为5％～10%的工业硫酸、盐酸、硝酸中的一种或多种的混合。

4.根据权利要求1的一种制备高分散性烧结灰悬浮液的方法，其特征在于：所述分散剂是离子型表面活性剂，包括以下中的一种或多种：十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木素磺酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵。