CN110498624A - 铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）对降磷磁选尾矿预浓缩提高矿浆浓度；2）对Φ50米浓密机底流高频细筛隔渣；3）对筛下湿尾矿进行旋流器粗细粒级分级；4）对旋流器底流采用负倾角干排高频细筛脱水；5）对旋流器溢流采用HRC‑25高压浓密机浓缩；6）对细粒级底流采用压滤脱水。该方案实现了一种清洁环保、低成本的铁尾矿全粒级湿尾综合利用，具有工艺流程简单、易于工业应用的特点，对铁矿湿尾矿的大宗资源化利用具有重要示范推广意义，具有显著的经济及社会效益。

Description

铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备方法，具体涉及铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，属于选矿工艺、资源综合利用技术领域。
背景技术
尾矿是一种主要的工业固废，是各类矿石经破碎、磨矿、分选后丢弃的细粒固体废弃物。在地表尾矿库堆存是目前尾矿处理的主要方式，大量尾矿的排放已成为重要的污染源和安全隐患。据统计，我国现有尾矿库12000多座，现有尾矿堆存量超过110亿吨，尾矿堆存占用和污染的土地达到1300多万亩。目前，全国每年新增各类尾矿排放量约15亿吨以上，许多地区尾矿排放已达到生态容纳极限，面临无处可排的局面。微细粒尾矿由于粒度细，通常含有大量的粘土矿物，导致脱水十分困难，无法实现大宗资源化综合利用；而输送至尾矿库储存时，由于沉降速度慢，不易形成干滩，给尾矿库的安全会带来极大的隐患。因此，细粒尾矿的高效脱水以及低成本大宗资源化利用正成为国内外选矿技术人员研究的共性难题。
目前国内外矿山尾矿资源综合利用，大多数矿山把粗颗粒尾矿制备为各种粒级石料作为建筑石料进行销售予以资源化利用，以减少尾矿堆存占地，例如首钢公司密云铁矿、马钢桃冲铁矿等。还有回收尾矿中的铁和伴生金属，例如海南铁矿、安徽龙桥铁矿等。然而，这些国内外矿山铁尾矿资源综合利用都只是利用其中的一部分粗粒级湿尾和少数有价元素，没有真正做到湿尾矿的全粒级大宗资源化综合利用。
一般水泥工业生产水泥熟料的原料为石灰石、粘土、铁粉，石灰石提供煅烧熟料所需的氧化钙，粘土提供二氧化硅和氧化铝，铁粉提供氧化铁。根据梅山尾矿的化学成分来看，梅山尾矿主要含有氧化铁、二氧化硅和氧化钙，从矿物组成看用梅山尾矿代替铁粉从水泥生产工艺来看是可行的。如果用梅山尾矿代替铁粉所生产的水泥熟料性能不低于用铁粉配料时所生产的水泥熟料，这就为梅山矿业公司的梅山尾矿的资源化利用提供了一条有效地途径，同时也为水泥企业越来越紧缺的铁粉原料提供了可替代的原料。这样不仅可缓解梅山铁矿湿尾矿堆积占地的问题，更重要的是将资源进行了优化配置，使废物得到合理的利用。
因此，研究一种清洁环保、低成本的铁尾矿全粒级湿尾综合利用的工艺和方法，以减少湿尾占用土地和污染环境，实现铁矿山生产过程中产生的全粒级湿尾矿的资源化利用并获得最大经济效益具有重要的实践和理论意义，在同类矿山具有示范意义和推广价值。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，该技术方案以铁矿山选矿后产生的湿尾矿为原料，对其中的铁元素予以资源优化利用，该湿尾矿为经两段闭路磨矿，浮选回收黄铁矿，弱磁-强磁系统降磷提铁后的磁选尾矿，尾矿浓度为15-20%，细度为-200目在75%左右，尾矿铁品位在21%左右。在对湿尾矿进行了全面的工艺矿物学研究和代替铁质校正材料作水泥配料研究之后，决定设计对湿尾矿进行浓缩-分级-粗细粒级低成本脱水工艺流程，以实现一种清洁环保、低成本的铁尾矿全粒级湿尾综合利用的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，所述方法包括以下步骤：
1）对降磷磁选尾矿预浓缩提高矿浆浓度：把尾矿浓度为15-20%的矿浆泵送到Φ50米浓密机（型号为BCN-50）进行预浓缩，以提高矿浆的浓度降低全粒级尾矿脱水处理成本，获得澄清的溢流作为选矿环水回用和浓度为26-32%的底流。
2）对Φ50米浓密机底流高频细筛隔渣：把矿浆质量浓度为26-32%的Φ50米浓密机底流泵送到DZ102800A单层高频振动细筛隔渣，单层高频振动细筛负倾角1-3°安装，保证筛上物料水分符合要求；高频振动细筛聚氨酯筛网安装方式为靠给矿端的3张聚氨酯筛网筛孔为0.3mm，排矿端的高频细筛聚氨酯筛网筛孔为0.5mm，通过筛孔调整均衡分配过筛物料量，以保证筛网的均匀磨损和筛上物料的水分；经过隔渣脱出铁品位10%左右的石英粗颗粒作为建筑用砂实现湿尾的梯级资源化利用，同时提高筛下湿尾矿的铁品位满足水泥生产对Fe2O3 含量的要求。
3）对筛下湿尾矿进行旋流器粗细粒级分级：经隔渣后的筛下矿浆泵送到锥角为20°新结构FX-250-PU浓缩型旋流器进行粗细分级、底流浓缩，获得的底流矿浆质量浓度为65%以上且底流产率50%左右，同时得到矿浆质量浓度小于20%的旋流器细粒级溢流。
4）对旋流器底流采用负倾角干排高频细筛脱水：干排高频细筛安装采用3-5°负倾角，筛子后挡板采用筛孔0.35mm的筛网，沿物料运动方向，入料端采用筛孔0.35mm的筛网，排料端采用筛孔0.5mm的筛网；在干排高频细筛的排矿端安装有可调整高度的挡水条，通过调整挡水条高度使得高浓度底流中的粗颗粒在筛面形成一层过滤料层，使得粗细颗粒在筛面料层上方形成挤压脱水，得到水份＜16%的粗粒级尾矿，筛下料浆返回旋流器的给矿泵箱形成闭路，以提高负倾角干排高频细筛筛上脱水物料产率，筛上脱水物料Fe2O3 含量大于25%，作为水泥生产所需的粗粒级铁质校正材料。
5）对旋流器溢流采用HRC-25高压浓密机浓缩：把粗细粒级分级旋流器的溢流泵送到HRC-25高压浓密机，高压浓密机直径25米，高度13.726米，容积2439m3。按照50g/t添加絮凝剂，絮凝剂桥链作用使得微细粒形成絮团，调整HRC-25高压浓密机操作参数可形成5-8米的浓相层，获得澄清的溢流作为选矿环水回用；耙架旋转破坏絮团形成水的上升通道，通过高的浓相层自重挤压，获得45-53%的高浓度细粒级底流。
6）对细粒级底流采用压滤脱水：把HRC-25高压浓密机获得的浓度45-53%的细粒级底流泵送到压滤机给料泵池，给料泵送到600m2压滤机进行压滤脱水，得到水份小于16%的滤饼，微细粒压滤饼Fe2O3 含量大于25%，作为水泥生产所需的细粒级铁质校正材料。
该方案实现了一种清洁环保、低成本的铁尾矿全粒级湿尾综合利用，具有工艺流程简单、易于工业应用的特点，对铁矿湿尾矿的大宗资源化利用具有重要示范推广意义，具有显著的经济及社会效益。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该方法采用粗细粒级分级处理，粗粒级采用负倾角干排高频细筛脱水，细粒级采用高压浓密机浓缩、压滤脱水，可以大大降低微细粒湿尾全粒级的脱水成本，全粒级湿尾脱水成本小于10元/吨，远低于尾矿浓缩固化成本30元/吨。2）根据铁尾矿的化学成分来看，铁尾矿主要含有氧化铁、二氧化硅和氧化钙，从矿物组成看用铁尾矿代替铁粉从水泥生产工艺来看是可行的，经水泥厂使用生产的水泥熟料性能不低于用铁粉配料时所生产的水泥熟料，这为铁尾矿的资源化利用提供了一条有效地途径，同时也为水泥企业越来越紧缺的铁粉原料提供了可替代的原料，拓展了类似铁尾矿的资源化利用途径，可实现全粒级湿尾矿的大宗综合利用；3）该方法采用旋流器和负倾角干排高频细筛对粗粒级脱水，与陶瓷过滤机脱水相比，不仅具有脱水生产成本降低、设备操作简单、设备故障率低、维修量小等优点，而且生产时不需要硝酸清洗陶瓷板，消除了生产现场重大危险源，降低环水中总氮的含量，确保外排水的水质合格，有利于水环境的保护。
附图说明
图1为本发明整个工艺流程图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，所述方法包括以下步骤：1）对降磷磁选尾矿预浓缩提高矿浆浓度：把尾矿浓度为15-20%的矿浆泵送到Φ50米浓密机（型号为BCN-50）进行预浓缩，以提高矿浆的浓度降低全粒级尾矿脱水处理成本，获得澄清的溢流作为选矿环水回用和浓度为26-32%的底流。
2）对Φ50米浓密机底流高频细筛隔渣：把矿浆质量浓度为26-32%的Φ50米浓密机底流泵送到DZ102800A单层高频振动细筛隔渣，单层高频振动细筛负倾角1-3°安装，保证筛上物料水分符合要求；高频振动细筛聚氨酯筛网安装方式为靠给矿端的3张聚氨酯筛网筛孔为0.3mm，排矿端的高频细筛聚氨酯筛网筛孔为0.5mm，通过筛孔调整均衡分配过筛物料量，以保证筛网的均匀磨损和筛上物料的水分；经过隔渣脱出铁品位10%左右的石英粗颗粒作为建筑用砂实现湿尾的梯级资源化利用，同时提高筛下湿尾矿的铁品位满足水泥生产对Fe2O3 含量的要求。
3）对筛下湿尾矿进行旋流器粗细粒级分级：经隔渣后的筛下矿浆泵送到锥角为20°新结构FX-250-PU浓缩型旋流器进行粗细分级、底流浓缩，获得的底流矿浆质量浓度为65%以上且底流产率50%左右，同时得到矿浆质量浓度小于20%的旋流器细粒级溢流。
4）对旋流器底流采用负倾角干排高频细筛脱水：干排高频细筛安装采用3-5°负倾角，筛子后挡板采用筛孔0.35mm的筛网，沿物料运动方向，入料端采用筛孔0.35mm的筛网，排料端采用筛孔0.5mm的筛网；在干排高频细筛的排矿端安装有可调整高度的挡水条，通过调整挡水条高度使得高浓度底流中的粗颗粒在筛面形成一层过滤料层，使得粗细颗粒在筛面料层上方形成挤压脱水，得到水份＜16%的粗粒级尾矿，筛下料浆返回旋流器的给矿泵箱形成闭路，以提高负倾角干排高频细筛筛上脱水物料产率，筛上脱水物料Fe2O3 含量大于25%，作为水泥生产所需的粗粒级铁质校正材料。
5）对旋流器溢流采用HRC-25高压浓密机浓缩：把粗细粒级分级旋流器的溢流泵送到HRC-25高压浓密机，高压浓密机直径25米，高度13.726米，容积2439m3。按照50g/t添加絮凝剂，絮凝剂桥链作用使得微细粒形成絮团，调整HRC-25高压浓密机操作参数可形成5-8米的浓相层，获得澄清的溢流作为选矿环水回用；耙架旋转破坏絮团形成水的上升通道，通过高的浓相层自重挤压，获得45-53%的高浓度细粒级底流。
6）对细粒级底流采用压滤脱水：把HRC-25高压浓密机获得的浓度45-53%的细粒级底流泵送到压滤机给料泵池，给料泵送到600m2压滤机进行压滤脱水，得到水份小于16%的滤饼，微细粒压滤饼Fe2O3 含量大于25%，作为水泥生产所需的细粒级铁质校正材料。
降磷磁选尾矿经过如图1所示的Φ50米浓密机预浓缩、负倾角高频细筛隔渣、旋流器粗细分级、粗粒级负倾角干排高频细筛脱水、细粒级HRC-25高压浓密机浓缩和压滤脱水工艺流程，最终得到粗细两种铁尾矿产品作为水泥铁质校正材料，Fe2O3 ＞25%，硫品位＜0.8%，水份＜16%。
上述铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料工艺还具有一套相应的工艺和设备参数：预浓缩底流浓度26-32%；负倾角高频细筛隔渣筛孔0.5mm，负倾角1-3°；FX-250-PU浓缩型旋流器分级锥角为20°；旋流器底流浓度＞65%；干排高频细筛的负倾角为3-5°；絮凝剂添加量50g/t；HRC-25高压浓密机细粒级底流浓度为45-53%；HMZGFQ600/2000-U压滤机给料压力0.65-0.8MPa，给矿浓度45-53%，压榨压力1.4MPa，压榨时间5min。该方案实现了一种清洁环保、低成本的铁尾矿全粒级湿尾综合利用，具有工艺流程简单、易于工业应用的特点，对铁矿湿尾矿的大宗资源化利用具有重要示范推广意义，具有显著的经济及社会效益。
应用实施例1：
按图1所示工艺流程，低浓度降磷磁选尾矿经Φ50米浓密机预浓缩得到底流浓度28%的矿浆经筛孔0.5mm的高频细筛隔渣提铁；采用锥角为20°的FX-250-PU浓缩型旋流器分级，旋流器沉砂口直径35mm，溢流管直径80mm，旋流器给矿压力0.2MPa，获得浓度为70.2%且产率48.3%的底流，同时得到浓度19.8%的旋流器细粒级溢流；对旋流器底流采用负倾角为3°的干排高频细筛脱水，得到水份15.3%的粗粒级尾矿作为水泥铁质校正材料，其中Fe2O3 25.8%，硫品位0.78%；对旋流器溢流采用HRC-25高压浓密机浓缩，按照50g/t添加絮凝剂，获得浓度46%的细粒级底流；细粒级底流采用HMZGFQ600/2000-U压滤机处理，给料浓度46%，给料压力0.65-0.8MPa，压榨压力1.4MPa，压榨时间5min，得到水份15.6%的细粒级压滤饼作为水泥铁质校正材料，其中Fe2O3 27.8%，硫品位0.75%。
应用实施例2：
按图1所示工艺流程，低浓度降磷磁选尾矿经Φ50米浓密机预浓缩得到底流浓度31%的矿浆经筛孔0.5mm的高频细筛隔渣提铁；采用锥角为20°的FX-250-PU浓缩型旋流器分级，旋流器沉砂口直径35mm，溢流管直径80mm，旋流器给矿压力0.23MPa，获得浓度为73.6%且产率46.2%的底流，同时得到浓度19.1%的旋流器细粒级溢流；对旋流器底流采用负倾角为4°的干排高频细筛脱水，得到水份14.86%的粗粒级尾矿作为水泥铁质校正材料，其中Fe2O3 25.6%，硫品位0.77%；对旋流器溢流采用HRC-25高压浓密机浓缩，按照50g/t添加絮凝剂，获得浓度47%的细粒级底流；细粒级底流采用HMZGFQ600/2000-U压滤机处理，给料浓度47%，给料压力0.65-0.8MPa，压榨压力1.4MPa，压榨时间8min，得到水份14.16%的细粒级压滤饼作为水泥铁质校正材料，其中Fe2O3 28.5%，硫品位0.73%。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.一种铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）对降磷磁选尾矿预浓缩提高矿浆浓度；
2）对Φ50米浓密机底流高频细筛隔渣；
3）对筛下湿尾矿进行旋流器粗细粒级分级；
4）对旋流器底流采用负倾角干排高频细筛脱水；
5）对旋流器溢流采用HRC-25高压浓密机浓缩；
6）对细粒级底流采用压滤脱水。
2.根据权利要求1所述的铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述步骤1）中对降磷磁选尾矿预浓缩提高矿浆浓度，具体如下，把尾矿浓度为15-20%的矿浆泵送到Φ50米浓密机进行预浓缩，以提高矿浆的浓度降低全粒级尾矿脱水处理成本，获得澄清的溢流作为选矿环水回用和浓度为26-32%的底流。
3.根据权利要求2所述的铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述步骤2）对Φ50米浓密机底流高频细筛隔渣具体如下，把矿浆质量浓度为26-32%的Φ50米浓密机底流泵送到DZ102800A单层高频振动细筛隔渣，单层高频振动细筛负倾角1-3°安装，高频振动细筛聚氨酯筛网安装方式为靠给矿端的3张聚氨酯筛网筛孔为0.3mm，排矿端的高频细筛聚氨酯筛网筛孔为0.5mm，通过筛孔调整均衡分配过筛物料量。
4.根据权利要求3所述的铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述步骤3）对筛下湿尾矿进行旋流器粗细粒级分级具体如下，经隔渣后的筛下矿浆泵送到锥角为20°FX-250-PU浓缩型旋流器进行粗细分级、底流浓缩。
5.根据权利要求4所述的铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述步骤4）对旋流器底流采用负倾角干排高频细筛脱水，具体如下，干排高频细筛安装采用3-5°负倾角，筛子后挡板采用筛孔0.35mm的筛网，沿物料运动方向，入料端采用筛孔0.35mm的筛网，排料端采用筛孔0.5mm的筛网；在干排高频细筛的排矿端安装有可调整高度的挡水条，通过调整挡水条高度使得高浓度底流中的粗颗粒在筛面形成一层过滤料层，使得粗细颗粒在筛面料层上方形成挤压脱水，得到水份＜16%的粗粒级尾矿，筛下料浆返回旋流器的给矿泵箱形成闭路，以提高负倾角干排高频细筛筛上脱水物料产率，筛上脱水物料Fe2O3 含量大于25%，作为水泥生产所需的粗粒级铁质校正材料。
6.根据权利要求5所述的铁尾矿全粒级制备水泥铁质校正材料的方法，其特征在于，所述步骤6）对细粒级底流采用压滤脱水，具体如下，把HRC-25高压浓密机获得的浓度45-53%的细粒级底流泵送到压滤机给料泵池，给料泵送到600m2压滤机进行压滤脱水，得到水份小于16%的滤饼，微细粒压滤饼Fe2O3 含量大于25%，作为水泥生产所需的细粒级铁质校正材料。
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