CN106994388A - 一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，属矿物加工工程技术领域。该方法是按一定质量比将含硫、磷和砷铁粗精矿与还原剂和硫磷砷脱除剂混匀放入瓷干锅并置入马弗炉中；在700℃～1000℃的温度下焙烧30min～60min；焙烧产物水淬后，经一段弱磁选获得一段磁选精矿和最终尾矿；一段磁选精矿磨后，经二段弱磁选获得铁精矿和铁次精矿。铁精矿中硫、磷和砷的含量分别低于0.10％，铁的品位和回收率分别大于66.00％和81.00％。本发明工艺简单，流程合理，可实现硫磷砷的高效同步脱除和铁的同步回收，生成的硫、磷、砷化合物易与强磁性矿物分离，且不会逸散于空气中而污染环境，对原料的适应性较宽，并易于工业化实施。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工工程技术领域，具体涉及同步脱除硫、磷和砷回收铁的方法，即采用固化非挥发脱除硫、磷和砷回收含硫、磷和砷难处理铁粗精矿中的铁。
背景技术
我国铁矿资源分布非常广泛，但我国铁矿资源多而不富，以中低品位矿为主，富矿资源储量只占1.8％，而贫矿储量占47.6％。矿石类型复杂，难选矿和多组分共伴生矿比重大。并且我国的铁矿资源大多含有一定量的有害元素，如砷、硫和磷等。砷在铁矿石中主要以毒砂(FeAs2S)的形式存在，硫在铁矿石中主要以黄铁矿和磁黄铁矿的形式存在，磷在矿石中一般以磷灰石(3CaO·P2O5)状态存在。这些元素都是钢材中的有害元素。例如：砷在钢中偏析严重，促进钢材带状组织的发展，降低钢的冲击韧性，易使钢在热加工过程中开裂。此外，砷及其化合物大都为剧毒物质，含砷矿石的处理会带来严重的环境问题；硫在加热时形成硫化物FeS，它在钢中不溶解并因此而不与钢的组织结合，增加钢中非金属夹杂物，使钢的强度降低，还会明显降低钢的焊接性能，在热加工时，容易产生脆性；磷是降低钢的表面张力的元素，使钢的强度和塑性降低，并使钢的焊接性能和冷弯性能变差，特别是在低温时更严重(冷脆性)。因此，进行含砷、硫和磷元素的含铁矿石进行砷、硫和磷脱除研究，对于降低砷、硫和磷在冶炼系统中的危害，实现含硫、磷和砷矿产资源的综合利用有着十分重要的意义。
关于含硫、磷、砷铁矿石中有害元素的脱除方法主要有浮选法、焙烧法、化学浸出和生物浸出等及其组合方法。对于含嵌布粒度较细的硫、磷、砷矿物的铁矿石，如果要单体解离就必须要细磨，所以增加了球磨的成本，产品沉降、浓缩也困难；对于含硫、磷和砷矿物嵌布粒度极细的铁矿石，浮选一般很难获得较理想的选别指标；化学浸出法降硫、磷和砷虽然对品位低和组成复杂的矿石不需要细磨至单体解离，也能得到好的效果。但是一部分铁会溶解，造成铁回收率降低，浸矿后铁精矿中的MgO、CaO含量会减少，导致精矿碱度下降，致精矿产品的自熔性受到破坏，从而增加了冶炼成本。浸出过程中加入大量的酸，导致浸出成本高、而且对环境污染比较大；生物脱硫、磷、砷工艺虽然有环境污染小的优点，但是在浸矿过程中所需的细菌要进行采集、分离、培养和驯化，时间较长，生产成本也较高，实际应用相对比较困难；焙烧脱除含铁矿石中硫、磷、砷有害元素多采用气化脱砷工艺，如氧化焙烧、还原焙烧、烧结焙烧、水蒸气焙烧和离析焙烧等；焙烧生成的含硫、磷和砷气体容易造成大气污染，需加强废气的无害化处理。研究表明：球团和烧结脱砷都是在低碱度条件下进行的，而在高碱度条件下进行脱砷，产生稳定的CaAsO4存在于烧结矿中，砷酸钙与矿石的分离却存在一定难度，烧结和球团脱砷难以达到脱砷的目的。
因此，有效脱除硫、磷、砷有害元素回收含铁物料中铁的新工艺和新技术必须工艺流程简单，操作方便，生产可靠，指标较高，成本较低，还要投资少，见效快，环境影响小，才能够取得较好的经济效益。
发明内容
为有效提高难处理铁粗精矿中硫、磷和砷的脱除率和铁的回收率，本发明要解决的技术问题是提供一种固化非挥发脱除难处理铁粗精矿中的硫、磷和砷而回收铁的方法，以期该方法可高效脱除难处理铁粗精矿中的硫、磷、砷并有效回收其中的铁。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，具体包括以下步骤：
(1)将硫、磷和砷含量分别为0.40％～0.60％、0.50％～0.70％和0.70％～1.0％，含铁40.00％-50.00％的铁粗精矿与按其质量5％～15％的硫磷砷脱除剂和5％～12％的还原剂混匀放入瓷坩埚中，并置入马弗炉中，在700℃～1000℃的温度下焙烧30min～60min，得到焙烧产物。
(2)将步骤(1)所述的焙烧产物水淬后，在一段弱磁选磁场条件下，经弱磁选获得一段磁选精矿和最终尾矿。
(3)将步骤(2)所述的一段磁选精矿经磨矿后，在二段弱磁选磁场条件下，经弱磁选获得最终铁精矿和铁次精矿。
进一步的，所述步骤(1)的硫磷砷脱除剂是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙中的一种或多种。
进一步的，所述步骤(1)的还原剂为褐煤、无烟煤和焦炭的一种或多种。
进一步的，所述步骤(2)一段弱磁选磁场强度的范围为0.20T～0.35T。
进一步的，所述步骤(3)一段弱磁精矿的磨矿细度为-0.045mm 90％～-0.038mm80％。
进一步的，所述步骤(3)二段弱磁选磁场强度的范围为0.05T～0.20T。
本发明特别适合于含砷和(或)硫和(或)磷的含铁物料。
本发明与公知技术相比存在的优点如下：
1、本发明可同步脱除难处理铁粗精矿中的硫、磷和砷有害元素，实现硫、磷和砷的高效同步脱除、铁的同步回收和提高铁精矿的品位。
2、本发明以含硫、磷和砷的难处理铁粗精矿为原料，采用固化非挥发脱除硫、磷和砷而回收难处理铁粗精矿中的铁。本方法工艺简单，流程结构合理，环境影响小，对原料的适应性较宽，易于工业化实施。
3、本发明生成的含硫、磷、砷物质易与强磁性矿物分离，且含硫、磷和砷物质稳定性高，在自然环境中难以发生热分解为其他环境污染源。
具体实施例
以下结合实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并不仅限于下述实施例。
实施例1
原料为硫、磷和砷含量分别为0.54％、0.63％和0.70％，含铁为45.32％的难处理铁粗精矿。
(1)以含硫、磷和砷难处理铁粗精矿的质量百分比分别为7.50％和10.00％的比例添加硫磷砷脱除剂和还原剂。其中，硫磷砷脱除剂为氧化钙和碳酸钙，其比例为3:1，还原剂为褐煤和无烟煤，比例为1:3，将原料与硫磷砷脱除剂和还原剂混匀得混合物料；
(2)将步骤(1)所述的混合物料放入瓷坩埚中并置入马弗炉中，在焙烧温度为750℃，焙烧时间为50min的条件下进行焙烧；
(3)将步骤(2)所得的焙砂水淬后，在磁选强度0.35T的条件下，经弱磁选获得一段弱磁铁精矿和最终尾矿，最终尾矿含铁9.58％；
(4)将步骤(3)所得的一段弱磁铁精矿磨至-0.045 90％～-0.038 70％后，在磁选强度0.20T的条件下，经二段弱磁选获得最终铁精矿和铁次精矿。最终铁精矿的品位和回收率分别为66.12％和81.49％，硫、磷、砷含量分别为0.023％、0.039％和0.080％。
实施例2
原料为硫、磷和砷含量分别为0.49％、0.58％和0.82％，含铁48.27％的难处理铁粗精矿。
(1)以含硫、磷和砷难处理铁粗精矿的质量百分比分别为12.50％和12.00％的比例添加硫磷砷脱除剂和还原剂。其中，硫磷砷脱除剂为氧化钙和氢氧化钙，其比例为4:1，还原剂为褐煤和焦炭，比例为1:5，将原料与硫磷砷脱除剂和还原剂混匀得混合物料；
(2)将步骤(1)所述的混合物料放入瓷坩埚中并置入马弗炉中，在焙烧温度为850℃，焙烧时间为45min的条件下进行焙烧；
(3)将步骤(2)所得的焙砂水淬后，在磁选强度0.30T的条件下，经弱磁选获得一段弱磁铁精矿和最终尾矿，最终尾矿含铁8.97％；
(4)将步骤(3)所得的一段弱磁铁精矿磨至-0.045 90％～-0.038 60％后，在磁选强度0.10T的条件下，经二段弱磁选获得最终铁精矿和铁次精矿。最终铁精矿的品位和回收率分别为68.67％和82.17％，硫、磷、砷含量分别为0.026％、0.035％和0.089％。
实施例3
原料为硫、磷和砷含量分别为0.52％、0.63％和0.75％，含铁42.45％难处理铁粗精矿。
(1)以含硫、磷和砷难处理铁粗精矿的质量百分比分别为10.00％和8.50％的比例添加硫磷砷脱除剂和还原剂。其中，硫磷砷脱除剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙，其比例为5:1:1，还原剂为褐煤、无烟煤和焦炭，比例为1:2:3，将原料与硫磷砷脱除剂和还原剂混匀得混合物料；
(2)将步骤(1)所述的混合物料放入瓷坩埚中并置入马弗炉中，在焙烧温度为950℃，焙烧时间为40min的条件下进行焙烧；
(3)将步骤(2)所得的焙砂水淬后，在磁选强度0.25T的条件下，经弱磁选获得一段弱磁铁精矿和最终尾矿，最终尾矿含铁8.13％；
(4)将步骤(3)所得的一段弱磁铁精矿磨至-0.045 90％～-0.038 50％后，在磁选强度0.15T的条件下，经二段弱磁选获得最终铁精矿和铁次精矿。最终铁精矿的铁品位和回收率分别为67.47％和81.43％，硫、磷、砷含量分别为0.021％、0.032％和0.092％。
Claims (6)
1.一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将硫、磷和砷含量分别为0.40％～0.60％、0.50％～0.70％和0.70％～1.0％，含铁40.00％-50.00％的铁粗精矿与按其质量5％～15％的硫磷砷脱除剂和5％～12％的还原剂混匀放入瓷坩埚中，并置入马弗炉中，在700℃～1000℃的温度下焙烧30min～60min，得到焙烧产物；
(2)将步骤(1)所述的焙烧产物水淬后，在一段弱磁选磁场条件下，经弱磁选获得一段磁选精矿和最终尾矿；
(3)将步骤(2)所述的一段磁选精矿经磨矿后，在二段弱磁选磁场条件下，经弱磁选获得最终铁精矿和铁次精矿。
2.如权利要求1所述的一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，其特征在于，所述步骤(1)的硫磷砷脱除剂是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，其特征在于，所述步骤(1)的还原剂为褐煤、无烟煤和焦炭的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(2)一段弱磁选磁场强度的范围为0.20T～0.35T。
5.如权利要求1所述的一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(3)一段弱磁精矿的磨矿细度为-0.045mm90％～-0.038mm 80％。
6.如权利要求1所述的一种脱除难处理铁粗精矿硫磷砷同时回收铁的方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(3)二段弱磁选磁场强度的范围为0.05T～0.20T。
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