CN109821650A - 一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，所述处理工艺包括以下步骤：（1）高硅赤铁矿尾矿、工业碱渣、腐殖酸、CO气体原料准备；（2）粗精矿制备；（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒；（4）颗粒煅烧；（5）磁性铁制备；（6）精矿制备；（7）有机硅肥制备。本发明在高硅赤铁矿尾矿再利用方面，将悬浮焙烧与高温制造有机硅钙镁肥完美衔接在一起，实现一条产线一次升温生产两种产品的工艺，杜绝了热能浪费，提高了高硅赤铁矿尾矿的利用率，增加了产品附加值，降低了产品制造成本；得到全铁品位为18～25%粗精矿，全铁品位为64.5～66.5%精矿，以SiO2计有效硅含量20%以上的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
Description
技术领域
本发明属于尾矿综合利用技术领域，具体涉及一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺。
背景技术
铁尾矿是铁矿山的固体废弃物，另外，尾矿库由于超负荷堆存或暴雨造成溃坝成灾的事件也屡有发生，堆存的尾矿不仅破坏生态环境，还时刻威胁着人类的生命财产安全。
铁尾矿的大量堆存也是资源的极大浪费，铁尾矿本身已被加工磨细，其中含有许多可利用的成分，是潜在的二次资源，随着矿产资源的大量开发和利用，矿石日益贫乏，尾矿作为二次资源已受到世界各国的重视。因此，从社会、经济和环境效益综合考虑，开展尾矿综合利用研究是解决尾矿堆存问题的必然选择。
目前，附加值较高的高硅赤铁矿尾矿处理技术是制作硅肥和悬浮焙烧二次选铁，这两种工艺均需要高温处理，制作流程当中主要的能源消耗是高温煅烧：赤铁矿悬浮焙烧要求560℃以上，高温煅烧制作硅肥要求温度为600℃以上，因此，如何在满足生产需要的前提下降低能源消耗是一个亟待解决的课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺。该发明方法通过一次升温既满足生产硅肥需要又满足悬浮焙烧需要。
为解决上述技术为题，本发明所采取的技术方案是：一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，所述处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿、工业碱渣、腐殖酸、CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选得到粗精矿，粗精矿中过200目筛部分≥90%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与工业碱渣按1.5～2.5:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，粒度规格为1.00～4.75mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温600～1100℃，煅烧时间5～10h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉，向保温炉中通入CO气体，使保温炉中CO气体浓度达到20%以上，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选，经磁选机选别得到最终铁精矿和最终尾矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤后与腐殖酸按10～15:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，呈米粒状的造粒物料通过传送带进入干燥筒干燥，经冷却，然后采用双层筛筛分，2～5mm的造粒物料作为有机硅钙镁肥。
本发明所述步骤（3）中造粒后干燥处理，干燥温度为200～300℃，烘干至恒重。
本发明所述步骤（5）中保温炉炉温≥500℃。
本发明所述步骤（5）中煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应时间为5～20min。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的高硅赤铁矿尾矿：TFe：8～12%、SiO2≥65%；工业碱渣中氯含量为8～15%；腐殖酸中有效成分干基大于70%。
本发明所述步骤（2）中粗精矿全铁品位为18～25%。
本发明所述步骤（6）中的最终铁精矿全铁品位为64.5～66.5%。
本发明所述步骤（7）中的有机硅钙镁肥以SiO2计有效硅含量≥20%。
本发明所述步骤（7）中的造粒物料，小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本发明中使用的工业碱渣：主要成分为CaCO3、Mg(OH)2、MgCl2、CaCl2、NaCl，其中氯含量为8～15%。
本发明一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，高硅赤铁矿尾矿、粗精矿和精矿检测方法标准参考GB/T6730.2测定铁矿石中水分含量，GB/T6730.4测定全铁量；有机硅钙镁肥产品检测方法标准参考国标《GB/T 36207-2018 硅钙钾镁肥》及农业标准《NY/T797-2004 硅肥》。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明在高硅赤铁矿尾矿再利用方面，将悬浮焙烧与高温制造有机硅钙镁肥完美衔接在一起，实现一条产线一次升温生产两种产品的工艺，杜绝了热能浪费，提高了高硅赤铁矿尾矿的利用率，增加了产品附加值，降低了产品制造成本。2、本发明得到全铁品位为18～25%粗精矿，全铁品位为64.5～66.5%精矿，以SiO2计有效硅含量20%以上的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
附图说明
图1为本发明技术路线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：9%、SiO2：68%，工业碱渣：氯含量为12%，腐殖酸：有效成分干基71%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位20%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分91%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按1.5:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为220℃，粒度规格为1.00～1.25mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温700℃，煅烧时间9h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温520℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到22%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为7min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按11:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位20%粗精矿，全铁品位为65.6%精矿，以SiO2计有效硅含量20%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例2
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：8.5%、SiO2：66%，工业碱渣：氯含量为10%，腐殖酸：有效成分干基75%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位20.94%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分90.5%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按2:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为240℃，粒度规格为3.5～3.75mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温800℃，煅烧时间7h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温550℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到25%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为10min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按14:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位20.94%粗精矿，全铁品位为66.5%精矿，以SiO2计有效硅含量25%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例3
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：9.2%、SiO2：70%，工业碱渣：氯含量为13%，腐殖酸：有效成分干基80%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位21%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分90.8%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按1.8:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为250℃，粒度规格为2.0～2.5mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温900℃，煅烧时间6h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温540℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到28%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为13min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按10.8:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位21%粗精矿，全铁品位为65.8%精矿，以SiO2计有效硅含量30%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例4
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：10.2%、SiO2：73%，工业碱渣：氯含量为12%，腐殖酸：有效成分干基85%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位22.2%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分91.3%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按1.9:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为270℃，粒度规格为2.3～2.95mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温1000℃，煅烧时间5.5h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温530℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到21%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为15min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按11.55:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位22.2%粗精矿，全铁品位为66.2%精矿，以SiO2计有效硅含量25%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例5
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：9.5%、SiO2：75%，工业碱渣：氯含量为14%，腐殖酸：有效成分干基88%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位21.5%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分91.7%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按2.3:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为290℃，粒度规格为2.8～3.3mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温720℃，煅烧时间5.8；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温512℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到23%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为18min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按12.2:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位21.5%粗精矿，全铁品位为65%精矿，以SiO2计有效硅含量28%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例6
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：8.7%、SiO2：71%，工业碱渣：氯含量为9%，腐殖酸：有效成分干基90%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位23.2%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分92.1%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按2.1:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为230℃，粒度规格为2.85～3.35mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温935℃，煅烧时间6.5h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温526℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到24%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为11min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按13.5:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位23.2%粗精矿，全铁品位为66.2%精矿，以SiO2计有效硅含量22%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例7
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：12%、SiO2：78%，工业碱渣：氯含量为8%，腐殖酸：有效成分干基76%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位18%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分92.5%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按1.9:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为300℃，粒度规格为4.05～4.75mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温600℃，煅烧时间5h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温505℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到25%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为20min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按15:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位18%粗精矿，全铁品位为65.8%精矿，以SiO2计有效硅含量22%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
实施例8
一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿：TFe：8%、SiO2：65%，工业碱渣：氯含量为15%，腐殖酸：有效成分干基90%，CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选（磨矿、弱磁选别、强磁选别），得到全铁品位25%的粗精矿，粗精矿中过200目筛部分90%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与碱渣按2.5:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，干燥温度为200℃，粒度规格为3.75～4.35mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温1100℃，煅烧时间10h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉、保温炉炉温500℃，向保温炉中通入CO气体使保温炉中CO气体浓度达到20%，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁、还原反应时间为5min；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选（磨矿、筛分、弱磁选别、强磁选别），经磁选机选别可得最终精矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤烘干后与腐殖酸按10:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，然后采用双层筛筛分，2～5mm造粒物料作为有机硅钙镁肥；小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
本实施例得到全铁品位25%粗精矿，全铁品位为64.5%精矿，以SiO2计有效硅含量32%的有机硅钙镁肥，符合国家标准。
上述实施例将悬浮焙烧与高温制造有机硅钙镁肥完美衔接在一起，实现一条产线一次升温生产两种产品的工艺，杜绝了热能浪费，提高了高硅赤铁矿尾矿的利用率，增加了产品附加值，降低了产品制造成本；可得到全铁品位为18～25%粗精矿，全铁品位为64.5～66.5%精矿，以SiO2计有效硅含量20%以上的有机硅钙镁肥，硅钙镁肥的整体质量符合国家标准《GB/T 36207-2018 硅钙钾镁肥》及农业标准《NY/T797-2004 硅肥》。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：
（1）原料准备：高硅赤铁矿尾矿、工业碱渣、腐殖酸、CO气体；
（2）粗精矿制备：高硅赤铁矿尾矿原料经预选得到粗精矿，粗精矿中过200目筛部分≥90%；
（3）粗精矿与工业碱渣混合造粒：粗精矿经水力旋流器脱泥处理干燥后与工业碱渣按1.5～2.5:1的质量比混合造粒，造粒后干燥处理，粒度规格为1.00～4.75mm；
（4）颗粒煅烧：干燥混合颗粒送至高温炉中煅烧，炉温600～1100℃，煅烧时间5～10h；
（5）磁性铁制备：煅烧产物自高温炉转入保温炉，向保温炉中通入CO气体，使保温炉中CO气体浓度达到20%以上，煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应生成磁性铁；
（6）精矿制备：将保温炉还原反应生成的磁性铁水淬处理后进行磨选，经磁选机选别得到最终铁精矿和最终尾矿；
（7）有机硅肥制备：磨选最终尾矿过滤后与腐殖酸按10～15:1的质量比在转鼓造粒桶中机械混合造粒，呈米粒状的造粒物料通过传送带进入干燥筒干燥，经冷却，然后采用双层筛筛分，2～5mm的造粒物料作为有机硅钙镁肥。
2.根据权利要求1所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（3）中造粒后干燥处理，干燥温度为200～300℃，烘干至恒重。
3.根据权利要求1所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（5）中保温炉炉温≥500℃。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（5）中煅烧产物中氧化铁在高温下与CO发生还原反应时间为5～20min。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的高硅赤铁矿尾矿：TFe：8～12%、SiO2≥65%；工业碱渣中氯含量为8～15%；腐殖酸中有效成分干基大于70%。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）中粗精矿全铁品位为18～25%。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（6）中的最终铁精矿全铁品位为64.5～66.5%。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（7）中的有机硅钙镁肥以SiO2计有效硅含量≥20%。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺，其特征在于，所述步骤（7）中的造粒物料，小于2mm的造粒物料再次造粒后双层筛筛分，大于5mm的造粒物料破碎后双层筛筛分。
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