CN102658237A

CN102658237A - 一种提取钢尾渣中金属铁及其尾泥综合利用的方法

Info

Publication number: CN102658237A
Application number: CN2012101566440A
Authority: CN
Inventors: 倪文; 胡文; 张静文
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: CN102658237B

Abstract

一种提取钢尾渣中金属铁及其尾泥综合利用的方法，属于环保和钢尾渣再利用领域。针对目前国内外钢厂干法破碎选铁工艺无法提取这部分残余铁微粒的难题，本发明提出了通过两次磨矿与磁选的过程，得到TFe85%-95%的高品位铁粉,金属铁的回收率为99.01-99.85%；将磁选后剩余的尾泥混合均匀，按尾泥干重80%-90%，脱硫石膏10%-20%湿法混合均匀得到用于胶结充填采矿的胶凝材料净浆，标准养护3d抗压强度1-2MPa，28d抗压强度3-5MPa。得到具有较高市场价值的高品位铁粉，同时使用磁选剩余的尾泥作为胶凝材料制备强度要求相对较低的全尾砂胶结充填料。

Description

一种提取钢尾渣中金属铁及其尾泥综合利用的方法

技术领域

本发明属于环保和钢尾渣再利用领域，提供了一种提取钢尾渣中金属铁微粒并对磁选剩余的尾泥进行综合利用的方法。

背景技术

我国作为世界最大的钢铁生产国，冶金渣排放量十分巨大，每年钢渣的排放量为7950万吨，利用率却只有22%，这些钢渣堆积不仅占用大量土地，而且污染严重，更降低了钢铁企业的经济效益。如果得到合理的开发利用，将是一笔巨大的财富。

钢厂经过多段破碎多段磁选后的钢尾渣含有一定量金属铁微粒，目前国内外钢厂都采用干法破碎干法选铁工艺，无法将钢尾渣中的这部分残留金属铁微粒提取出来。超过1%的金属铁会增加钢渣的不安定性，而且在生料粉磨过程中造成铁在磨内富集，使研磨体的消耗高，无用功耗高，严重制约钢尾渣的使用。

如果将钢尾渣湿磨湿选，遇到的制约性难题就是尾泥的后续综合利用，因为在湿磨湿选过程中，钢尾渣中的大部分具有火山灰活性的物质都已水化，就像完全失效的水泥一样，没有胶凝性，尾泥的堆弃会引起严重的环境污染。

公开号为CN101864501A的专利描述了一种从钢渣中回收铁的方法，其特征在于采用多段破碎、多段磁选工艺提取钢渣中的残余金属铁，回收率较高。该工艺最后一段也采用湿磨湿法磁选的工艺试图进一步提取干法磁选尾渣中剩余的金属铁，但由于该工艺最后的湿磨粒度较粗(<1mm)，不能使金属铁微粒单体解离，致使最终尾泥中还残留有0.5%左右的金属铁，磁选得到的铁精粉品位只有60%，不能直接作为炼钢的原料，经济价值较低。另外该技术没有处理磁选分离出的尾泥，实施较为困难。

公开号为CN101748222A的专利公开了一种钢尾渣泥的处理工艺，其特征在于采用压滤的方式处理钢尾渣泥中的水分，降低尾渣泥中的水分。该工艺分离出的尾泥只是被运走堆放，给环境造成了新的污染。

公开号为CN101649663A的专利描述了一种钢渣尾泥作为胶凝材料制备的钢渣混凝土砖，该混凝土砖中每1000kg材料组成为：钢渣集料500-800kg，粒化高炉矿渣100-300kg，钢渣尾泥70-180kg，粒化高炉矿渣粉30-100kg，石膏0-15kg。在该工艺技术中大量钢渣集料中还含有可提取的金属铁，造成铁资源的浪费；另外该技术在每1000kg材料中使用总量为130-400 kg的粒化高炉矿渣，粒化高炉矿渣目前已经是公认的性能优越的水泥混合材和混凝土掺合料，在该技术中那样大量使用粒化高炉矿渣已经不具备经济意义；钢渣尾泥的使用比例只有7-18%，无法消纳大量的钢渣尾泥。

本发明采用两段湿磨磁选工艺提取钢尾渣中的金属铁微粒，金属铁基本全部回收，解决了目前国内外钢厂干法破碎选铁工艺无法提取这部分残余铁微粒的难题，得到具有较高市场价值的高品位铁粉，同时使用磁选剩余的尾泥作为胶凝材料制备强度要求相对较低的全尾砂胶结充填料，有明显的经济效益和环境效益。

发明内容

本发明利用两段湿磨磁选工艺提取钢尾渣中金属铁微粒并对磁选剩余的尾泥进行了综合利用。

技术方案如下：

1. 经破碎机破碎后的钢尾渣在磨矿浓度60%-70%、磨矿细度-200目75%-90%的条件下湿磨，料浆经460G-1000G磁场强度进行一段磁选，得到TFe55%-75%的一段铁精粉和尾泥，一段铁精粉粒度为-200目40%-60%，金属铁的回收率为99.01-99.99%。

2. 收集一段磁选提取出的一段铁精粉按磨矿浓度61%-67%、磨矿细度-200目60%-80%进行二段湿磨，通过180G-290G磁场磁选得到TFe85%-95%的高品位铁粉，金属铁的回收率为99.01-99.85%。

3. 将步骤1与步骤2磁选后剩余的尾泥混合均匀，按尾泥干重80%-90%，脱硫石膏5%-20%湿法混合均匀得到用于胶结充填采矿的胶凝材料净浆，标准养护3d抗压强度1-2MPa，28d抗压强度3-5MPa。

本发明的有益之处：(1)采用两段湿磨磁选工艺能完全提取出钢尾渣中残余的金属铁微粒，解决了目前国内外钢厂干法破碎选铁工艺无法提取这部分残余铁微粒的难题。(2) 钢尾渣在湿磨湿选的过程中会形成含铝C-S-H凝胶及Ca(OH)₂等水化产物，当体系中加入主要成分为二水硫酸钙的脱硫石膏后，含铝C-S-H凝胶中的铝被结合进入钙矾石，C-S-H凝胶中硅氧四面体原来的结构被破坏，重新组合。这种硅氧四面体的重新组合、钙矾石的形成以及尾泥中残余的未水化矿物继续水化，都会对体系的硬化及强度增长产生贡献，实现了磁选剩余尾泥的综合利用，对节能减排有重要意义。(3) 提取出的TFe88%以上的铁粉中的杂质成分主要是钙镁氧化物，SiO₂以及S、P等有害物质的含量很低，属于自熔性铁精粉，可以直接作为炼钢的部分原料，省去了炼铁过程，能够产生更高的市场价值。

附图说明

图1为两段湿磨磁选提取钢尾渣中金属铁工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

1.破碎后的钢尾渣经磨矿浓度65%湿磨，磨矿细度-200目87.84%，在1000G磁场强度下磁选提取出TFe 72.67%、全铁回收率29.85%的一段铁精粉，其中金属铁回收率为99.98%，粒度为-200目49.68%。

2.收集一段磁选的铁精粉按65%磨矿浓度、磨矿细度-200目71.36%、290G磁场强度进行二段湿磨磁选，磁选结果见表1。

表1二段湿磨磁选结果

编号	钢尾渣/g	一段铁精粉/g	二段铁粉/g	产率%	铁粉品位%	TFe回收率%	金属铁回收率%
								b1	100	9.06	4.18	4.18	88.32	16.74	99.53

实施例2：

2.收集一段磁选的铁精粉按65%磨矿浓度、磨矿细度-200目71.36%、235G磁场强度进行二段湿磨磁选，磁选结果见表2。

表2二段湿磨磁选结果

编号	钢尾渣/g	一段铁精粉/g	二段铁粉/g	产率%	铁粉品位%	TFe回收率%	金属铁回收率%
								b2	100	9.06	3.37	3.37	88.52	13.52	99.45

实施例3：

2.收集一段磁选的铁精粉按65%磨矿浓度、磨矿细度-200目71.36%、180G磁场强度进行二段湿磨磁选，，磁选结果见表3。

表3二段湿磨磁选结果

编号	钢尾渣/g	一段铁精粉/g	二段铁粉/g	产率%	铁粉品位%	TFe回收率%	金属铁回收率%
								b3	100	9.06	2.76	2.76	89.88	11.25	99.12

3. 将步骤1与步骤2磁选后剩余的尾泥混合均匀，按尾泥干重85%，脱硫石膏15%湿法混合均匀得到用于胶结充填采矿的胶凝材料净浆，不同养护时间的试块抗压强度见表4。

表4不同养护时间试块抗压强度

养护时间/d	3	7	28	60
					抗压强度/MPa	1.13	1.85	3.85	4.68

从表4可以看出，试块60d抗压强度高于4.5MPa，符合一般胶结充填采矿对充填料强度的要求。

Claims

1. 一种提取钢尾渣中金属铁及其尾泥综合利用的方法，其特征在于：

步骤一、经破碎机破碎后的钢尾渣在磨矿浓度60%-70%、磨矿细度-200目75%-90%的条件下湿磨，料浆经460G-1000G磁场强度进行一段磁选，得到TFe55%-75%的一段铁精粉和尾泥，一段铁精粉粒度为-200目40%-60%，金属铁的回收率为99.01-99.99%；

步骤二、收集一段磁选提取出的一段铁精粉按磨矿浓度61%-67%、磨矿细度-200目60%-80%进行二段湿磨，通过180G-290G磁场磁选得到TFe85%-95%的高品位铁粉，金属铁的回收率为99.01-99.85%；

步骤三、将步骤一与步骤二磁选后剩余的尾泥混合均匀，按尾泥干重80%-90%，脱硫石膏10%-20%湿法混合均匀得到用于胶结充填采矿的胶凝材料净浆，标准养护3d抗压强度1-2MPa，28d抗压强度3-5MPa。