CN103894284A - 一种硅酸盐型铁尾矿的回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，包括浓缩、一级磁选、二级磁选、离心机、摇床重选步骤，具体包括：铁总尾矿进行分级，沉砂部分磁选得到强磁精矿和终尾矿，强磁精矿再次进行磁选得到铁精矿和磁选尾矿，磁选尾矿再给入摇床扫选得到铁精矿和终尾矿；总尾矿的溢流部分进行浓缩，粗选，精选，获得50%以上的铁精矿，其强磁尾矿与上述沉砂二次磁选中得到的磁选尾矿合并，摇床分选；离心尾矿摇床扫选，两次强磁选的精矿与细粒摇床精矿混合获得次级铁精矿，细粒摇床尾矿为最终尾矿。本发明实现节能减排，获得合格的铁精矿，提高经济效益，同时解决铁尾矿占用大量的土地的问题，以及降低铁尾矿比重为更好的实现尾矿管道运输的创造先决条件。
Description
技术领域
本发明属于矿山固体废弃物回收利用技术领域，具体涉及一种硅酸盐型铁尾矿的回收工艺。
背景技术
我国铁矿资源消耗量大，而国内铁矿石严重的供应不足，进口量连年增长，使得我国资源短缺的问题越来越突出。
由于铁矿资源的大量开采利用，至2010年底，我国铁尾矿总量达50亿吨以上，约为总尾矿量的40%，且每年以4.5～5.8亿吨的速度增长；其次，铁尾矿中平均含铁11%，而且一般还含有多种可综合回收的有价金属，如Cu、Zn、S、Co、Ni、Au、Ag、Se等，铁尾矿无疑成为一种潜在的二次资源，对这些有价金属的综合利用，不仅可以创造巨大的经济效益，也可创造巨大的社会效益。尽管铁尾矿利用价值巨大，但是由于技术限制、经济效率低等问题，目前我国尾铁矿的综合利用率仅为7%，远低于国外的60%，成为我国目前产出最大而综合利用率最低的大宗固体废弃物之一；从安全评价和环境评价状况来看，未经过安全评价的占总数的43.36%，未进行环境评价的占总数的64.5%，成为主要的安全隐患之一。
我国铁矿尾矿具有数量大、粒度细、类型繁多、性质复杂等特点。据中国矿业联合会尾矿综合治理办公室估计，我国尾矿潜在价值约数万亿元，当技术、经济条件允许时，可再次进行有效开发；另一方面，我国矿产资源禀赋较差，45种主要矿产资源中，有19种已出现不同程度的短缺，其中11种国民经济支柱性矿产资源缺口尤为突出，铁矿资源的对外依存度达到70%左右。因此，加强对尾矿资源的有效利用是十分紧迫的，尾矿再选已引起钢铁企业的高度重视。为此，从我国铁尾矿资源的实际出发，大力开展尾矿资源的综合利用，实现资源开发与节约并举，提高资源利用效率，有着十分重要的经济意义和社会意义。
目前，我国铁矿资源的平均入选品位为31.15%，精矿的平均铁品位为64.8%，尾矿品均含铁10.5%以上，选矿平均回收率仅为79%左右。一般而言，铁尾矿中比较容易选别的磁铁矿、赤铁矿含量相对较少，大部分铁矿主要是褐铁矿、菱铁矿和硅酸铁的等形式存在。
尾矿回收利用存在可回收的铁矿物含量低、细粒级含量高以及微细粒级铁矿物比例高等技术难点，采用常规的磁选和重选方法很难回收；要实现有用矿物得到很好的选别效果，必须加强新设备、新工艺的开发，加强对微细粒级有用矿物回收技术的研究，可以通过预先分级，采用针对性强的选别技术和最优的操作条件，降低不同矿粒矿物之间的相互影响作用。
国外铁矿资源丰富、铁含量高，可直接或只需经过简单的加工就可冶炼，而品位20%左右的铁尾矿一般直接抛尾。国内的情况恰恰相反，很多专家和工程研究人员做了很多相关的研究工作。
国内外在铁尾矿再选回收方面的研究，主要是针对粒度较粗、脉石与铁矿物比重和比磁化系数相差较大的矿石，采用的主要是高强磁场设备、磁重复合力场设备等，在尾矿再选工艺方面主要采用的是磁选工艺、浮选工艺，再磨-磁选-反复选等联合工艺；虽然，国内外专家进行了很多的研究工作，取得了一些很好的研究成果，但是由于铁矿石资源的地域性和复杂性，还有很多工作需要完善，特别是针对以微细粒的赤铁矿、褐铁矿为主，脉石为含铁硅酸盐矿物，硅酸盐脉石与赤褐铁矿的比磁化系数、比重非常相近的铁矿资源的高效综合利用的研究较少。因此，开发一种适于微细粒、含铁高硅酸盐型铁尾矿回收工艺是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅酸盐型铁尾矿的回收工艺。
本发明的目的是这样实现的，包括浓缩、一级磁选、二级磁选、摇床重选步骤，具体包括：
A、分级、浓缩：将尾矿通过水力漩流器经行分级，其中溢流部分置入斜板浓密机进行浓缩；
B、一级磁选：浓缩后的尾矿直接进入磁场强度为8000~10000奥斯特的磁选机进行磁选得到强磁精矿和终尾矿；
C、二级磁选：将得到的强磁精矿再次进入磁场强度为7000~9000奥斯特的磁选机进行磁选得到铁精矿和磁选尾矿；
D、离心重选：将得到的一级强磁精矿给入离心机深度精选获得铁精矿和重选尾矿；
E、摇床重选：将得到的磁选尾矿再给入摇床扫选的到铁精矿和终尾矿。
本发明实现节能减排，获得合格的铁精矿，提高经济效益，同时解决铁尾矿占用大量的土地的问题，以及降低铁尾矿比重为更好的实现尾矿管道运输的创造先决条件。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，包括浓缩、一级磁选、二级磁选、摇床重选步骤，具体包括：
A、分级、浓缩：将尾矿通过水力漩流器经行分级，其中溢流部分置入斜板浓密机进行浓缩；
B、一级磁选：浓缩后的尾矿直接进入磁场强度为8000~10000奥斯特的磁选机进行磁选得到强磁精矿和终尾矿；
C、二级磁选：将得到的强磁精矿再次进入磁场强度为7000~9000奥斯特的磁选机进行磁选得到铁精矿和磁选尾矿；
D、离心重选：将得到的一级强磁精矿给入离心机深度精选获得铁精矿和重选尾矿；
E、摇床重选：将得到的磁选尾矿再给入摇床扫选的到铁精矿和终尾矿。
硅酸盐型铁尾矿的回收工艺浓缩前还包括尾矿分级步骤，按尾矿粒度采用水力漩流器将尾矿分为细粒级高品位铁尾矿和粗粒级低品位铁尾矿，高品位铁尾矿为铁品位在10~30%，粒级为－45μm~＋19μm；低品位铁尾矿为铁品位在10%以下。
所述的高品位铁尾矿在一级磁选和二级磁选之间还包括离心机精选步骤以获得50%以上的铁精矿。
所述的离心机精选步骤中的离心机为射流离心机，其选别工艺条件为：离心机转速210~230r/min，射流压力为0.5~0.6MPa，给矿浓度为17~23%，洗涤水量为10~13L/min，选别时间为70~80s。
所述的高品位铁尾矿在一级磁选和二级磁选时的磁选机均为立环脉动高梯度磁选机、周期式高梯度磁选机、联连续式高梯度磁选机或双立环式磁选机。
所述的一级磁选磁场强度为8000~10000奥斯特。
所述的二级磁选磁场强度为7000~8000奥斯特。
所述的低品位铁尾矿在一级磁选和二级磁选时的磁选机均为立环脉动高梯度磁选机、周期式高梯度磁选机、联连续式高梯度磁选机或双立环式磁选机。
所述的一级磁选磁场强度为9000~10000奥斯特。
所述的二级磁选磁场强度为8000~9000奥斯特。
本发明所述的硅酸盐型复杂铁尾矿分类回收的新集成工艺，采用两级分类技术和磁重集成工艺，包括斜板浓缩、强磁选、离心机重选、摇床重选，包括下述步骤：
（1）尾矿分类：根据尾矿的物性，将尾矿分为性质差异较大的两类尾矿：高品位铁尾矿，粒度组成较细，铁品位在20%左右；低品位尾矿，粒度组成较粗铁品位在10%以下。
（2）低品位尾矿，首先直接给入Ι′强磁选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为9000-10000奥斯特，Ι′强磁尾抛入最终尾矿；
（3）Ι′强磁精矿给入Ⅱ′强磁选进行精选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为8000-9000奥斯特；Ⅱ′强磁尾矿给入Ι′摇床扫选，Ι′摇床精矿与Ⅱ′强磁精矿混合浓缩过滤获得40%以上的次级铁精矿，Ι′摇床尾矿抛入最终尾矿；
（4）高品位尾矿，首先经过斜板浓缩后，直接给入Ι强磁选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为8000-10000奥斯特；进入该步骤的磁性有价矿物减少为给矿质量的40%-50%，铁品位由25%左右提高到42%以上；
（5）Ι强磁精矿给入离心机选进行深度精选，离心机为SLon-2400时，选别工艺条件为：离心机转数220 转/分，射流压力：0.5-0.6Mpa；给矿浓度：17.0%-23.0%，洗涤水量：10.0 L/min -13.0L/min；选别时间：精选矿时间为70s-80s。获得50%以上的铁精矿；
（6）Ι强磁尾矿，与Ⅱ′强磁尾矿混合，给入（3）所述的Ι′摇床扫选；
（7）离心机尾矿给入Ⅱ强磁选进行扫选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为7000-8000奥斯特；Ⅱ强磁尾矿给入Ι摇床扫选，Ι摇床精矿、Ⅱ强磁精矿与（3）所述的次级铁精矿混合，浓缩过滤获得40%以上的次级铁精矿，Ι摇床尾矿抛入最终尾矿。
（8）根据上述所述的Ι强磁选粗选尾矿给入Ι′粗粒摇床重选处理，且两套流程产生的次精铁精矿合并产出。
上述技术方案的基本原理是：首先将不同矿物组成、不同粒度组成的多级尾矿进行分类，按照尾矿的矿物学性质划分为两类尾矿；然后通过SLon磁选机使入选的磁性矿石中具有各种不同比磁化系数的有价矿物得到有效的预先富集；再通过重选进一步使入选的比磁化系数相近的矿石按照不同比重、粒度进行比较分选，实现目的矿物与贫连生体、含铁硅酸盐矿物的有效分离。
本发明特别适合于回收细粒含铁高硅酸盐型赤褐铁尾矿中的细粒和微细粒赤褐铁矿物，进一步降低尾矿品位，实现直接抛尾；提高资源的综合利用率。
本发明的特点：
1、本发明独特设计的“两级分类再选”的工艺流程，采用的是磁选、离心机、摇床的集成工艺，不仅充分顺应了尾矿矿物性质，巧妙的结合比磁化系数、比重、细度组成的差别，而且充分发挥了各种设备的优点，实现了设备与设备、设备与工艺之间的优势因素互补。
2、本发明与现有技术相比不需要焙烧、反浮选工艺，工艺流程短，过程管理的要求低、运行成本低、环境污染小，适于工业化生产。
3、本发明可有效回收细粒含铁高硅酸盐型铁尾矿中的铁矿物，总尾矿的综合品位由16%降至10%以下，获得了品位50%以上的铁精矿和40%以上的次级铁精矿，实现了节能减排，缓解了环境压力。
实施例1
1）将大红山二选厂全磁流程生产的细粒含铁高硅酸盐型铁尾矿分类：根据尾矿的物性，将尾矿分为性质差异较大的两类尾矿：细粒级高品位铁尾矿和粗粒级低品位尾矿，尾矿性质见表1-表4。
2）低品位尾矿，首先直接给入Ι′强磁选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为9000-10000奥斯特，Ι′强磁尾抛入最终尾矿；
3）Ι′强磁精矿给入Ⅱ′强磁选进行精选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为8000-9000奥斯特；Ⅱ′强磁尾矿给入Ι′摇床扫选，Ι′摇床精矿与Ⅱ′强磁精矿混合浓缩过滤获得40%以上的次级铁精矿，Ι′摇床尾矿抛入最终尾矿；
4）高品位尾矿，首先经过斜板浓缩后，直接给入Ι强磁选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为8000-10000奥斯特；进入该步骤的磁性有价矿物减少为给矿质量的40%-50%，铁品位由25%左右提高到42%以上；
5）Ι强磁精矿给入离心机选进行深度精选，离心机为SLon-2400时，选别工艺条件为：离心机转数220 转/分，射流压力：0.5-0.6Mpa；给矿浓度：17.0%-23.0%；洗涤水量：10.0 L/min -13.0L/min；选别时间：精选矿时间为70s-80s。获得55%以上的铁精矿；
7）Ι强磁尾矿，与Ⅱ′强磁尾矿混合，给入（3）所述的Ι′摇床扫选；
8）离心机尾矿给入Ⅱ强磁选进行扫选，磁选机为SLon2000立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为7000-8000奥斯特；Ⅱ强磁尾矿给入Ι摇床扫选，Ι摇床精矿、Ⅱ强磁精矿与（3）所述的次级铁精矿混合，浓缩过滤获得40%以上的次级铁精矿，Ι摇床尾矿抛入最终尾矿。
9）根据上述所述的Ι强磁选粗选尾矿给入Ι′粗粒摇床重选处理，且两套流程产生的次精铁精矿合并产出。
表1 高品位尾矿的多元素分析
| 元素 | Fe | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Na2O |
| 含量（%） | 27.78 | 37.89 | 2.49 | 2.59 | 8.05 | 1.24 |
表2 高品位尾矿的粒级组成及金属分布率
表3 低品位尾矿的多元素分析
| 元素 | As（10-6） | P | S | TFe | SiO2 | Al2O3 |
| 含量（%） | 7.28 | 0.35 | 0.03 | 9.52 | 58.30 | 10.43 |
| 元素 | CaO | MgO | K2O | Na2O | — | — |
| 含量（%） | 3.74 | 2.52 | 1.08 | 3.50 | — | — |
表4 低品位尾矿的粒级组成及金属分布率
| 粒级（mm） | 产率（%） | 铁品位（%） | 金属分布率（%） |
| +0.25 | 4.26 | 7.93 | 3.55 |
| -0.250+0.147 | 12.67 | 7.81 | 10.39 |
| -0.147+0.104 | 8.38 | 7.15 | 6.29 |
| -0.104+0.074 | 12.14 | 15.86 | 20.22 |
| -0.074+0.037 | 23.78 | 6.51 | 16.26 |
| -0.037+0.019 | 19.23 | 6.81 | 13.76 |
| -0.019+0.010 | 3.70 | 12.9 | 5.01 |
| -0.010+0.005 | 3.17 | 8.71 | 2.90 |
| -0.005 | 12.67 | 16.24 | 21.62 |
| 合计 | 100.00 | 9.52 | 100.00 |
Claims (10)
1.一种硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于包括浓缩、一级磁选、二级磁选、离心机、摇床重选步骤，具体包括：
A、分级、浓缩：将尾矿通过水力漩流器经行分级，其中溢流部分置入斜板浓密机进行浓缩；
B、一级磁选：浓缩后的尾矿直接进入磁场强度为8000~10000奥斯特的磁选机进行磁选得到强磁精矿和终尾矿；
C、二级磁选：将得到的强磁精矿再次进入磁场强度为7000~9000奥斯特的磁选机进行磁选得到铁精矿和磁选尾矿；
D、离心重选：将得到的一级强磁精矿给入离心机深度精选获得铁精矿和重选尾矿；
E、摇床重选：将得到的磁选尾矿再给入摇床扫选得到次级铁精矿和终尾矿。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于浓缩前还包括尾矿分级步骤，按尾矿粒级，采用水力漩流器将尾矿分为细粒级高品位铁尾矿和粗粒级低品位铁尾矿，高品位铁尾矿为铁品位在10~30%，粒级为－45μm~＋19μm；低品位铁尾矿为铁品位在10%以下。
3.根据权利要求2所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的高品位铁尾矿在一级磁选和二级磁选之间还包括离心机精选步骤以获得50%以上的铁精矿。
4.根据权利要求3所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的离心机精选步骤中的离心机为射流离心机，其选别工艺条件为：离心机转速210~230r/min，射流压力为0.5~0.6MPa，给矿浓度为17~23%，洗涤水量为10~13L/min，选别时间为70~80s。
5.根据权利要求2或3所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的高品位铁尾矿在一级磁选和二级磁选时的磁选机均为立环脉动高梯度磁选机、周期式高梯度磁选机、联连续式高梯度磁选机或双立环式磁选机。
6.根据权利要求5所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的一级磁选磁场强度为8000~10000奥斯特。
7.根据权利要求5所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的二级磁选磁场强度为7000~8000奥斯特。
8.根据权利要求2所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的低品位铁尾矿在一级磁选和二级磁选时的磁选机均为立环脉动高梯度磁选机、周期式高梯度磁选机、联连续式高梯度磁选机或双立环式磁选机。
9.根据权利要求8所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的一级磁选磁场强度为9000~10000奥斯特。
10.根据权利要求8所述的硅酸盐型铁尾矿的回收工艺，其特征在于所述的二级磁选磁场强度为8000~9000奥斯特。
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