CN102260787A - 从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法 - Google Patents

从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法 Download PDF

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胡保栓
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郭海宁
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Abstract

本发明的目的公开了一种从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，有效的解决铜冶炼渣中有价金属铁的综合回收问题。本发明方法由两段焙烧步骤和弱磁选步骤组成，先氧化焙烧，再还原焙烧最终使铜冶炼渣浮选尾矿中的含铁硅酸盐转化成为当前可以磁选回收利用的磁铁矿或金属铁的形式，将还原焙烧渣中的磁铁矿磁选回收。本发明采用两段焙烧工艺，即先氧化焙烧再还原焙烧，使铜冶炼渣中的铁橄榄石转化为目前技术条件下可以综合回收利用的磁铁矿或金属铁，可通过弱磁选工艺进行选矿回收，所得磁选精矿二氧化硅含量完全达标。

Description

从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法
技术领域
本发明涉及一种从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法。
背景技术
钢铁工业是我国国民经济的重要支柱，而如今我国钢铁工业正面临原料日益贫、细、杂、难及短缺的突出问题，且国外铁矿石原料价格不断上涨，这对我国钢铁企业的利润空间形成了严重的挤压。因此，为适应国民经济及满足国内对钢铁原料的消费需求，开发我国铜冶炼渣资源，综合回收其中所蕴藏的大量铁金属对我国的国民经济持续快速发展具有很好的建设性作用。
我国目前各铜冶炼企业堆存的铜冶炼渣有5000多万吨，随着近年铜冶炼规模的不断扩大，每年还产出约1500多万吨新的铜冶炼渣。这些铜冶炼渣的堆存不但占用了大量的土地资源，而且对企业当地的生态环境也造成严重的污染。铜冶炼渣堆存量按6000万吨，品位按37%计，其中蕴藏的铁金属量为2220万吨，如果能将这些铜冶炼渣中的铁资源综合回收，将产生巨大的经济效益。
在国内铜冶炼企业中，针对铜冶炼渣的处理，现大多企业仅处于浮选法回收铜，但对于铜冶炼渣浮选尾矿中含有的大量的金属铁（Fe≥35.00%），均随尾矿堆存于尾矿库或销往水泥工业企业，国内对于铜冶炼渣浮选尾矿中铁的综合回收仅有少数单位进行过相关研究。铜冶炼渣中的铁主要呈人造铁橄榄石（FeO·SiO2）的形式存在，这种人造铁橄榄石磁性弱，含硅高，其磁选产品不能作为铁精矿用。目前，现有的技术主要是通过将氧化钙或碳酸钙与铜冶炼渣、还原无烟煤等充分混匀，在900℃～1300℃的条件下进行煅烧，先实施矿相转化，再将转化后的氧化铁还原为金属铁，全部过程在一起完成，该类方法可实施性不强。究其原因，主要存在以下问题：在1100℃以上条件下，这种人造铁橄榄石才开始软化，还未进行与氧化钙或碳酸钙反应，亦未发生矿相转化，而在此之前，还原无烟煤或石墨等已经完全燃烧消耗殆尽，转化为二氧化碳，再进行下一步的氧化铁还原就已相当困难，故目前的研究成果局限性较大，可实施性不强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，有效的解决铜冶炼渣中有价金属铁的综合回收问题。
本发明方法由两段焙烧步骤和弱磁选步骤组成，
A、氧化焙烧
将焙烧炉升温，并通过温度控制仪控制温度升至900℃～1300℃之间；将粒度为小于0.1mm的铜冶炼渣浮选尾矿与熔剂按质量比1:0.4～1.0混匀，在1150℃—1300℃熔融态条件下进行氧化焙烧50min～100min；
B、还原焙烧
然后将熔融态焙烧渣（铁的氧化物）缓慢冷却至室温；破碎、磨矿，制备成干粉状，在温度600℃～800℃下在还原性气氛中进行还原焙烧30min～60min，进行水淬冷却（隔绝空气的作用，防治形成的人造磁铁矿再氧化）或隔绝空气冷却至室温，最终使铜冶炼渣浮选尾矿中的含铁硅酸盐转化成为当前可以磁选回收利用的磁铁矿或金属铁的形式，磨矿；
C、采用弱磁选工艺，将还原焙烧渣中的磁铁矿磁选回收。至此本发明目的实现。
作为本发明的优选，所述步骤A中熔剂选自氧化钙。
作为本发明的优选，所述步骤B采用添加煤粉进行还原焙烧，煤粉添加量为焙烧渣质量的2%～15%。
作为本发明的优选，所述步骤B磨矿至还原焙烧渣粒度小于0.1mm。 
作为本发明的优选，所述步骤C中弱磁选工艺的磁选场强为1000奥斯特。
具体反应如下：
FeO·SiO2 + CaO = FeO + CaSiO3       （1）
4FeO + O2 = 2Fe2O3                  （2）
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2          （3）
将按照上述方法所得铁精矿可直接球团入高炉炼铁。
 本发明的技术特点：针对铜冶炼渣中的金属铁主要以铁橄榄石的形式存在的情况，通过对铜冶炼渣浮选尾矿中添加熔剂，在高温熔融态的条件下进行氧化焙烧，实施人造铁橄榄石向铁的氧化物的转化，再对焙烧产物在一定温度下添加固体（煤粉）或气体还原剂进行还原焙烧，最终转变铜冶炼渣中铁的赋存状态，使铁橄榄石转化成易用现有磁选工艺回收的氧化铁（磁铁矿）或金属铁的形式，本发明最终可以解决铜冶炼渣中金属铁的综合回收问题。
本发明与现有技术不同之处在于：相比现有技术为一段煅烧工艺，本发明采用两段焙烧工艺，即先氧化焙烧再还原焙烧，使铜冶炼渣中的铁橄榄石转化为目前技术条件下可以综合回收利用的磁铁矿或金属铁，可通过弱磁选工艺进行选矿回收，所得磁选精矿二氧化硅含量完全达标。相比现有一段煅烧技术而言，采用两段焙烧工艺，能确保每段焙烧过程的稳定进行，氧化和还原效果均较一段煅烧工艺好，尤其是后期还原效果，远优于一段煅烧技术，工艺流程稳定性强，因此，本发明大大提高了对铜冶炼渣综合回收利用的程度，同时也显著的降低了炉渣浮选尾矿排放量，可为我国钢铁工业提供大量合格铁精矿，本发明可进一步促进我国铜冶炼企业资源综合利用的步伐，并促进铜冶炼企业循环经济的进一步发展。
附图说明
 图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：将磨矿细度为小于0.1mm的铜冶炼渣浮选尾矿50g，与50g氧化钙粉末混匀，装入陶瓷坩埚中，并置于1150℃的高温焙烧炉内进行氧化焙烧50min，然后将熔融态焙烧渣缓慢冷却至室温；破碎、磨矿，制备成干粉状，将其与2.0g煤粉混匀，装入坩埚中置于600℃的焙烧炉中进行还原焙烧30min，还原焙烧渣隔绝空气冷却，磨矿至粒度小于0.1mm，采用弱磁选工艺（磁选场强1000奥斯特），所得磁选产品为铁精矿和尾矿，其中铁精矿铁品位58.31%。
实施例2：将磨矿细度为小于0.1mm的铜冶炼渣浮选尾矿50g，与40g氧化钙粉末混匀，装入陶瓷坩埚中，并置于1250℃的高温焙烧炉内进行氧化焙烧70min，然后将熔融态焙烧渣缓慢冷却至室温；破碎、磨矿，制备成干粉状，将其与8.0g煤粉混匀，装入坩埚中置于700℃的焙烧炉中进行还原焙烧40min，还原焙烧渣采用水淬冷却至室温，磨矿至粒度小于0.1mm，采用弱磁选工艺（磁选场强1000奥斯特），所得磁选产品为铁精矿和尾矿，其中铁精矿铁品位61.73%。
实施例3：将磨矿细度为小于0.1mm的铜冶炼渣浮选尾矿50g，与20g氧化钙粉末混匀，装入陶瓷坩埚中，并置于1300℃的高温焙烧炉内进行氧化焙烧100min，然后将熔融态焙烧渣缓慢冷却至室温；破碎、磨矿，制备成干粉状，将其与15.0g的煤粉混匀，装入坩埚中置于800℃的焙烧炉中进行还原焙烧60min，还原焙烧渣隔绝空气冷却，磨矿至一定细度，采用弱磁选工艺（磁选场强1000奥斯特），所得磁选产品为铁精矿和尾矿，其中铁精矿铁品位60.08%。

Claims (5)

1.一种从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，其特征在于：它由两段焙烧步骤和弱磁选步骤组成，
A、氧化焙烧
将焙烧炉升温，并通过温度控制仪控制温度升至900℃～1300℃之间；将粒度为小于0.1mm的铜冶炼渣浮选尾矿与熔剂按质量比1:0.4～1.0混匀，在1150℃—1300℃熔融态条件下进行氧化焙烧50min～100min；
B、还原焙烧
然后将熔融态焙烧渣缓慢冷却至室温；破碎、磨矿，制备成干粉状，在温度600℃～800℃下在还原性气氛中进行还原焙烧30min～60min，进行水淬冷却或隔绝空气冷却至室温，磨矿；
C、采用弱磁选工艺，将还原焙烧渣中的磁铁矿磁选回收。
2.如权利要求1所述的从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，其特征在于：所述步骤A中熔剂选自氧化钙。
3.如权利要求1或2所述的从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，其特征在于：所述步骤B采用添加煤粉进行还原焙烧，煤粉添加量为焙烧渣质量的2%～15%。
4.如权利要求3所述的从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，其特征在于：所述步骤B磨矿至还原焙烧渣粒度小于0.1mm。
5.如权利要求4所述的从铜冶炼渣浮选尾矿中综合回收铁的方法，其特征在于：所述步骤C中弱磁选工艺的磁选场强为1000奥斯特。
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