CN103230831B - 一种从高炉冶金尘泥中提取碳、铁的加工利用方法 - Google Patents
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Abstract
一种从高炉冶金尘泥中提取碳、铁的加工利用方法，属于矿物加工技术领域。其特征在于：处理一种含聚丙烯酰胺絮凝剂的冶金尘泥，将冶金尘泥用水力旋流器进行分级，粗粒级产品经磨矿返回分级作业，细粒级产品经卧式离心选矿机一次粗选、一次精选后，经过滤脱水作业得到冶炼用铁精矿。卧式离心选矿机的尾矿产品先经超声波处理矿浆后，加入六偏磷酸钠对矿浆进行分散，再加入选择性絮凝剂苛性淀粉，在柴油与正戊醇复配捕收剂的作用下浮选碳，经过一次粗选、两次精选、一次扫选作业后经带式压滤机脱水可得到碳精矿。浮选的尾矿产品作为最终的尾矿产品。本发明对含絮凝剂的高炉冶金尘泥的二次资源利用提供了一种高效利用的加工方法，对钢铁行业清洁生产、循环经济和节能减排均具有重要的现实意义。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种从高炉冶金尘泥中提取碳、铁的加工利用方法。
背景技术
冶金尘泥是高炉生产过程中排出的副产物，主要包括高炉瓦斯泥、转炉尘泥及除尘灰等。过去一般采用返回烧结厂，作为烧结矿的配料在钢铁企业内部循环利用。但这些尘泥粒度很细，比铁精矿粉的粒度小得多，配入烧结料中影响烧结料层的透气性，从而影响烧结过程的效率。同时尘泥中的金属Zn、Pb等易挥发元素在高炉内循环富集，影响高炉正常运行。该类尘泥由于长期得不到有效处理，在许多钢厂附近堆积如山，不仅占据了大量的土地，污染了环境，又浪费了其中Fe、C、Zn等有价资源。因此，必须开发出一种新型高效的工艺技术，将冶金尘泥中的有价元素进行提取，增加其附加值，这对钢铁行业清洁生产、节能减排均具有重要的现实意义。
冶金尘泥是瓦斯泥等经过滤脱水后的产物，在过滤过程中需加入大量的聚丙烯酰胺作为絮凝剂，因此待分选的冶金尘泥中絮团较大，如果不进行良好的打开分散，将直接影响后续的分选作业。因此，在铁矿分选中采用了在强大的离心力场中进行分散，在浮选作业中用超声波对矿浆进行了分散预处理，超声波可以脱除矿物表面的泥质，使矿物表面露出新鲜的表面，这样就会加强药剂在矿物表面的选择性与吸附，从而改善浮选的效果。CN201210248833也公开了一种从高炉瓦斯泥回收有价元素的方法，采用浮磁工艺，但是在工艺中瓦斯泥原料中本身没有絮凝剂或者没有考虑到絮凝剂对工艺的影响。
发明内容
本发明针对现有冶金尘泥选别技术中的不足，提供一种从含大量聚丙烯酰胺的冶金尘泥中提碳、铁的加工利用方法。将冶金尘泥用水力旋流器进行粗细分级，粗粒级产品经磨矿返回分级作业，细粒级产品经卧式离心选矿机一次粗选、一次精选后，经过滤脱水作业得到冶炼用铁精矿。卧式离心选矿机的尾矿产品先经超声波处理矿浆后，加入六偏磷酸钠对矿浆进行分散，再加入选择性絮凝剂苛性淀粉，在柴油与正戊醇复配捕收剂的作用下浮选碳，经过一次粗选、两次精选、一次扫选作业后经带式压滤机脱水可得到碳精矿。浮选的尾矿产品作为最终的尾矿产品。
本发明的技术方案为：
(1)冶金尘泥经水力旋流器进行粗细分级，分级粒度为0.105mm，粗粒级产品用棒磨机进行磨矿后返回分级作业；
(2)分级的细粒级产品经卧式离心选矿机进行一次粗选、一次精选后，分选的精矿产品经过滤脱水后得到冶炼用铁精矿。卧式离心选矿机分选的作业条件为：粗选作业，矿浆浓度为20％～25％，给矿体积为80～100L/min，转鼓转速为450～500r/min，冲洗水压为0.5～1.0MPa，冲洗水量为1.0～1.5t/h；精选作业，矿浆浓度为15％～18％，给矿体积为60～80L/min，转鼓转速为350～400r/min，冲洗水量及水压保持不变。
(3)卧式离心选矿机的尾矿产品，先经超声波处理矿浆后，加入六偏磷酸钠对矿浆进行分散，再加入选择性絮凝剂苛性淀粉，在复配捕收剂的作用下浮选碳，经过一次粗选、两次精选、一次扫选作业后经带式压滤机脱水可得到碳精矿。浮选作业中各扫选精矿以及精选的尾矿依次顺序返回上一级作业；粗选作业中，矿浆质量浓度为10％～15％，矿浆pH为7～8；对矿浆先用超声波进行分散预处理，再用六偏磷酸钠作为分散剂，每吨干矿用量为50g/t～90g/t；选择性絮凝剂采用苛性淀粉，每吨干矿用量为15～25g/t；捕收剂为柴油与正戊醇复配而成，柴油：正戊醇按重量为5：1～9：1复配成捕收剂，每吨干矿用量为800～1000g/t；扫选作业中，矿浆质量浓度为10％～15％，矿浆pH为7～8，除六偏磷酸钠不再添加外，其余药剂用量减半；精选作业矿浆浓度为8％～13％，苛性淀粉药剂用量逐次减半，其余药剂不再添加。浮选的尾矿产品作为最终的尾矿产品。
与现有技术比较，本发明具有如下优点：
(1)由于冶金尘泥中含有聚丙烯酰胺等絮凝剂，在铁矿石分选作业中，采用卧式离心机分选，在强大的离心力场中有利于絮团打开分散，其分选效果比在重力场中的分选效果好。
(2)在浮选作业中，对矿浆首先用超声波进行分散预处理，超声波可以脱除矿物表面的泥质，使矿物表面露出新鲜的表面，这样就会加强药剂在矿物表面的选择性与吸附，从而改善浮选的效果，同时药剂用量有所降低，且浮选速度有所提高。
(3)捕收剂采用柴油与正戊醇以一定比例复配而成，组合用药增强了浮选过程中的选择性，其浮选效果要比单独使用柴油的效果好。
(4)在浮选作业中，采用苛性淀粉既起到了选择性絮凝作用，同时对铁也起到了抑制作用，后续加入捕收剂后更有助于浮选碳精矿。
(5)在分级作业中，冶金尘泥首先给入到水力旋流器，粗粒级产品再给入磨矿作业，经磨矿作业后再返回水力旋流器构成闭路磨矿，这样可以降低冶金尘泥的过磨现象。同时水力旋流器是利用回转流在离心力场中完成的分级作业，也有利于絮团分散。
附图说明
图1是本发明的技术路线图
图2是浮选作业流程图
具体实施方式
实施例1
主要原料：冶金尘泥；苛性淀粉；柴油；正戊醇；六偏磷酸钠
所用冶金尘泥的全铁品位25.00％，SiO2为14.00％，固定碳含量为26.45％，SO3为4.21％，CaO为5.80％，ZnO为5.74％，Cl为0.78％，其中铁矿物主要以赤铁矿、磁铁矿以及单质铁的形式存在，冶金尘泥中含有大量的聚丙烯酰胺。
冶金尘泥经水力旋流器进行粗细分级，分级粒度为0.105mm，粗粒级产品用棒磨机进行磨矿后返回分级作业，分级产品的细度为-200目占95％。
分级的细粒级产品经卧式离心选矿机进行一次粗选、一次精选后，分选的精矿产品经过滤脱水后得到冶炼用铁精矿。卧式离心选矿机分选的作业条件为：粗选作业，矿浆浓度为25％，给矿体积为100L/min，转鼓转速为450r/min，冲洗水压为0.8MPa，冲洗水量为1.0t/h；精选作业，矿浆浓度为18％，给矿体积为80L/min，转鼓转速为400r/min，冲洗水量及水压保持不变。
卧式离心选矿机的尾矿产品，采用频率为20KHZ，强度为2W/cm2的超声波对矿浆进行预处理，超声波处理矿浆时间为3min，然后加入六偏磷酸钠对矿浆进行分散，再加入选择性絮凝剂苛性淀粉，在复配捕收剂的作用下浮选碳，经过一次粗选、两次精选、一次扫选作业后经带式压滤机脱水可得到碳精矿。浮选作业中各扫选精矿以及精选的尾矿依次顺序返回上一级作业；粗选作业中，矿浆质量浓度为15％，矿浆pH为8；先用超声波对矿浆进行分散，再用六偏磷酸钠作为分散剂，每吨干矿用量为60g/t；选择性絮凝剂采用苛性淀粉，每吨干矿用量为20g/t；捕收剂为柴油与正戊醇复配而成，柴油：正戊醇按重量为8∶1复配成捕收剂，每吨干矿用量为800g/t；扫选作业中，矿浆质量浓度为15％，矿浆pH为8，除六偏磷酸钠不再添加外，其余药剂用量减半；精选作业矿浆浓度为12％，淀粉药剂用量逐次减半，其余药剂不再添加。浮选的尾矿产品作为最终的尾矿产品。
经过上述技术方案，最终得到全铁品位为62.45％，回收率为70.57％的冶炼用铁精矿以及固定碳含量为68.74％，回收率为75.31％的碳精矿。
实施例2
主要原料：冶金尘泥；苛性淀粉；柴油；正戊醇；六偏磷酸钠
所用冶金尘泥的全铁品位23.65％，SiO2为13.59％，固定碳含量为27.55％，SO3为3.89％，CaO为5.62％，ZnO为4.67％，Cl为0.52％，其中铁矿物主要以赤铁矿、磁铁矿形式存在，冶金尘泥中含有大量的聚丙烯酰胺。
冶金尘泥经水力旋流器进行粗细分级，分级粒度为0.105mm，粗粒级产品用棒磨机进行磨矿后返回分级作业，分级产品的细度为-200目占98％。
分级的细粒级产品经卧式离心选矿机进行一次粗选、一次精选后，分选的精矿产品经过滤脱水后得到冶炼用铁精矿。卧式离心选矿机分选的作业条件为：粗选作业，矿浆浓度为24％，给矿体积为90L/min，转鼓转速为450r/min，冲洗水压为0.75MPa，冲洗水量为1.1t/h；精选作业，矿浆浓度为17％，给矿体积为75L/min，转鼓转速为380r/min，冲洗水量及水压保持不变。
卧式离心选矿机的尾矿产品，采用频率为25KHZ，强度为2W/cm2的超声波对矿浆进行预处理，超声波处理矿浆时间为5min，然后加入六偏磷酸钠对矿浆进行分散，再加入选择性絮凝剂苛性淀粉，在复配捕收剂的作用浮选碳，经过一次粗选、两次精选、一次扫选作业后经带式压滤机脱水可得到碳精矿。浮选作业中各扫选精矿以及精选的尾矿依次顺序返回上一级作业；粗选作业中，矿浆质量浓度为13％，矿浆pH为8；先用超声波对矿浆进行分散，再用六偏磷酸钠作为分散剂，每吨干矿用量为65g/t；选择性絮凝剂采用苛性淀粉，每吨干矿用量为25g/t；捕收剂为柴油与正戊醇复配而成，柴油：正戊醇按重量为7∶1复配成捕收剂，每吨干矿用量为900g/t；扫选作业中，矿浆质量浓度为12％，矿浆pH为8，除六偏磷酸钠不再添加外，其余药剂用量减半；精选作业矿浆浓度为10％，淀粉药剂用量逐次减半，其余药剂不再添加。浮选的尾矿产品作为最终的尾矿产品。
经过上述技术方案，最终得到全铁品位为61.78％，回收率为70.12％的冶炼用铁精矿以及固定碳含量为66.90％，回收率为73.68％的碳精矿。
Claims (2)
1.一种从高炉冶金尘泥中提取碳、铁的加工利用方法，其特征在于：
a、冶金尘泥经水力旋流器进行粗细分级，分级粒度为0.105mm，粗粒级产品用棒磨机进行磨矿后返回分级作业；
b、分级的细粒级产品经卧式离心选矿机进行一次粗选、一次精选后，分选的精矿产品经过滤脱水后得到冶炼用铁精矿；
c、卧式离心选矿机的尾矿产品，先经超声波处理矿浆后，加入六偏磷酸钠对矿浆进行分散，再加入选择性絮凝剂苛性淀粉，在复配捕收剂的作用下浮选碳，经过一次粗选、两次精选、一次扫选作业后经带式压滤机脱水可得到碳精矿，浮选作业中各扫选精矿以及精选的尾矿依次顺序返回上一级作业；粗选作业中，矿浆质量浓度为10％～15％，矿浆pH为7～8；首先用超声波对矿浆进行分散，再用六偏磷酸钠作为分散剂，每吨干矿用量为50g/t～90g/t；选择性絮凝剂采用苛性淀粉，每吨干矿用量为15～25g/t；捕收剂为柴油与正戊醇复配而成，柴油：正戊醇按重量为5：1～9：1复配成捕收剂，每吨干矿用量为800～1000g/t；扫选作业中，矿浆质量浓度为10％～15％，矿浆pH为7～8，除六偏磷酸钠不再添加外，苛性淀粉与复配捕收剂药剂用量在粗选作业药剂用量的基础上分别减半；精选作业矿浆浓度为8％～13％，苛性淀粉药剂用量在粗选作业药剂用量的基础上逐次减半，其余药剂不再添加，浮选的尾矿产品作为最终的尾矿产品，
其中，进入分选作业的冶金尘泥的主要成分是：TFe 20％～25％，C 20％～30％，SiO2 10％～20％，CaO 5％～10％，ZnO 2％～8％，Cl 0.5％～1.5％，SO3 2％～5％，冶金尘泥中含有聚丙烯酰胺絮凝剂，
其中，卧式离心选矿机分选的作业条件为：粗选作业，矿浆浓度为20％～25％，给矿体积为80～100L/min，转鼓转速为450～500r/min，冲洗水压为0.5～1.0MPa，冲洗水量为1.0～1.5t/h；精选作业，矿浆浓度为15％～18％，给矿体积为60～80L/min，转鼓转速为350～400r/min，冲洗水量及水压保持不变，
其中，卧式离心选矿机的尾矿产品采用超声波对矿浆进行预处理，采用的频率为20～25KHz，强度为2～5W/cm2，超声波处理矿浆时间为3～5min。
2.根据权利要求1所述的从高炉冶金尘泥中提取碳、铁的加工利用方法，其特征在于：可以得到品位为55％～65％，回收率为60％～75％的冶炼用铁精矿以及固定碳含量为60％～75％，回收率为65％～80％的碳精矿。
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