CN111495582B

CN111495582B - 一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法

Info

Publication number: CN111495582B
Application number: CN202010344328.0A
Authority: CN
Inventors: 马卫东; 李润
Original assignee: Hanyuan Weiye Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Hanyuan Weiye Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2022-08-26
Anticipated expiration: 2040-04-27
Also published as: CN111495582A

Abstract

本申请提供了一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，涉及铅锌冶炼水淬渣回收利用技术领域，制备方法如下：S1.向铅锌冶炼水淬渣的矿浆中添加晶种；S2.在磁场强度为500‑1000高斯的条件下分选矿浆中磁选强的高铁物质；解决了目前处理低铅、铜、锌、砷等重金属的铅锌冶炼渣的主要路径就是直接填满、堆存或水泥厂拉少量去做配料而导致的污染土壤、浪费土地、价值利用不充分等问题；将铅锌冶炼渣中高铁组分分离出来，最终这部分高铁物质可以作为重介质粉。

Description

一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法

技术领域

本申请涉及铅锌冶炼水淬渣回收利用技术领域，具体而言，涉及一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法。

背景技术

铅锌冶炼水淬渣是一种工业固体废弃物，该类废渣的末端治理在很长时期仍是环境治理的重要组成部分。随着人类资源短缺危机的加深，采用工业废弃物作为二次资源，进而开发废弃物资源化-再生循环的高新技术已经成为国内外的研究热点。据估算铅冶炼系统每生产一吨铅排放0.71吨废渣，锌冶炼系统每生产一吨锌排放0.96吨渣。因此，铅锌冶炼渣的资源化不仅仅是铅锌冶炼企业发展的必由之路，也是保持其可持续发展的基础。目前处理铅锌冶炼渣的资源化技术主要有提取有价成分(主要涉及湿法提取、火法提取、选冶联合提取)、生产建筑材料和冶炼废渣的稳定化(主要有水泥基固化、石灰基固化、塑料固化、玻璃固化、沥青固化、自胶结固化、硫磺固化、药剂稳定化等)等几种方案。针对铅锌冶炼渣中铅、锌、铜、银、镓、锗等含量较高的冶炼渣，通常采用湿法、火法或者选冶联合的方法提取其中的有价金属；而针对有价金属含量较低的铅锌冶炼渣，主要处理方法集中在采用生产建材和稳定化方式来消耗废渣。

目前，针对铅锌冶炼渣经过火法提取其中有价成分后，铅、锌、铜、砷等重金属的含量均小于0.1％，铅锌冶炼厂通常将这类渣堆存或者采用填埋的方式处理，少部分送给水泥厂作为配料使用。该类固废的大量堆存或填埋可能会因为环境变化导致废渣中少量的重金属被释放出来，最终污染水体或当地土壤，从而造成巨大损失。

铅锌冶炼水淬固体废渣由于长期得不到有效处理，在许多铅锌冶炼厂附近堆积如山，不仅占据了大量的土地，污染了环境，还导致其中部分资源的浪费。因此，必须开发出一种新型高效的工艺技术，将铅锌冶炼水淬渣资源化，增加其附加值，这样对铅锌冶炼企业清洁生产、节能减排均具有重要的现实意义。针对铅锌冶炼水淬渣重金属含量低、铁含量中等的特点，目前尚未开发出一种能够提高其附加值的技术。

中国发明专利申请CN1256976A公开了一种利用高含钛磁铁矿生产重介质的方法，该方法综合利用了选钛工艺过程中产生的副产物—高含钛磁铁矿，使之变废为宝，生产重介质的同时还回收了钛精矿，同时减少了这类副产物占用土地资源的难题。

申请内容

本申请的目的在于提供一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其解决了铅锌冶炼水淬渣废渣减量化、资源化的难题，进而提高铅锌冶炼水淬渣废渣的附加值。

本申请的实施例通过以下技术方案实现：

一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，制备方法如下：

S1.向铅锌冶炼水淬渣的矿浆中添加晶种；

S2.在磁场强度为500-1000高斯的条件下分选矿浆中磁选强的高铁物质。

进一步的，还包括步骤S0.将铅锌冶炼水淬渣进行破碎，破碎物排入磨机进行磨细，磨细后的粉料排入旋流器分级，制得矿浆。

进一步的，所述破碎物的粒度小于12mm，所述粉料的粒度小于0.074mm。

进一步的，所述晶种为TFe含量为60％-72％的磁铁矿，添加量为矿浆中铅锌冶炼水淬渣量的1％-3％，晶种的粒度为0.045mm-0.106mm。

进一步的，所述分选包括一次粗选、一次精选、一次扫选。

进一步的，所述粗选的具体操作为：控制矿浆浓度30-40％，磁选机转鼓转速为60r/min-180r/min，冲洗水压为0.1MPa-0.15MPa，冲洗水量为0.5t/h-1t/h，磁场强度500-800高斯，得到粗精矿。

进一步的，所述精选包括粗精矿再磨和选料。

进一步的，所述粗精矿再磨的具体操作为：控制粗精矿矿浆浓度为70％-85％，通过球磨机对粗精矿进行再磨，制得精选矿浆，所述精选矿浆中粒度小于0.045mm的铅锌冶炼水淬渣占90％；

所述选料的具体操作为：控制矿浆浓度为10％-20％，磁选机转鼓转速为30r/min-90r/min，冲洗水量为0.25t/h-0.5t/h，冲洗水压为0.1MPa-0.15MPa，磁场强度300-500高斯。

进一步的，所述扫选的具体操作为：控制矿浆浓度30％-40％，磁选机转鼓转速为120r/min-180r/min，冲洗水呀为0.1Mpa-0.15Mpa，冲洗水量为1t/h-1.5t/h，磁场强度800-1200高斯。

进一步的，还包括步骤S3.分选后尾矿经过过滤机处理，使其含水率控制在8％-12％。

本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

(1)解决了目前处理低铅、铜、锌、砷等重金属的铅锌冶炼渣的主要路径就是直接填满、堆存或水泥厂拉少量去做配料而导致的污染土壤、浪费土地、价值利用不充分等问题；本方法将铅锌冶炼渣中高铁组分分离出来，最终这部分高铁物质可以作为重介质粉；

(2)通过本申请提供的方法可以控制重介质粉粒度分布、密度、铁含量及磁性物质含量，能够获得铁含量60％以上，磁性矿物95％以上，真密度大于4.8t/m³，细度小于0.045mm占90％以上的优质重介质粉；

(3)能够确保产品中细粒级的含铁矿物能够被回收，从而能够获得较高的收率；

(4)通过本申请提供的方法可以极大的提高铅锌冶炼水淬渣的附加值，同时解决了该类固废堆存及填埋造成的二次污染问题；

(5)采用铅锌冶炼水淬渣生产的重介质材料，避免了采用四氯化碳、三氯乙烷、五氯乙烷、二溴乙烷、溴仿等有机重介质导致环境污染问题，同时也避免了采用氯化铁、氯化锰、氯化钡和氯化钙等无机盐作为重介质配料在生产上容易损失及管道容易结盐垢的缺陷，通过水淬渣获取的重介质不会挥发，同时也不会因为温度降低而导致堵塞管道；

(6)由于该重介质具有较强的磁选，从而确保该材料能够重复利用，最终降低重介质在相关领域的应用成本，如洗煤业。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的生产流程的示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法进行具体说明。

S0.将铅锌冶炼水淬渣进行破碎，破碎物排入磨机进行磨细，破碎物的粒度小于12mm，粒度大于12mm的颗粒继续返回破碎；磨细后的粉料排入旋流器分级，粉料的粒度小于0.074mm，粒度大于0.074mm的粉料继续返回磨细；制得矿浆。

S1.向铅锌冶炼水淬渣的矿浆中添加晶种，晶种为TFe含量为60％-72％的磁铁矿，添加量为矿浆中铅锌冶炼水淬渣量的1％-3％，晶种的粒度为0.045mm-0.106mm；可选的，晶种的粒度可以为0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等，其并不影响本方案的实现。

S2.在磁场强度为500-1000高斯的条件下分选矿浆中磁选强的高铁物质；

S3.分选后尾矿经过过滤机处理，使其含水率控制在8％-12％。

步骤S2中的分选包括一次粗选、一次精选、一次扫选，具体而言，粗选将浆料分成粗精矿和中间矿，精选是对粗精矿进行，而扫选是对中间矿进行，精选选剩下的物料和扫选选出的物料返回前端进行粗选，循环使用。

其中，粗选的具体操作为：控制矿浆浓度30-40％，磁选机转鼓转速为60r/min-180r/min，冲洗水压为0.1MPa-0.15MPa，冲洗水量为0.5t/h-1t/h，磁场强度500-800高斯，得到粗精矿；

精选又包括粗精矿再磨和选料；粗精矿再磨的具体操作为：控制粗精矿矿浆浓度为70％-85％，通过球磨机对粗精矿进行再磨，制得精选矿浆，所述精选矿浆中粒度小于0.045mm的铅锌冶炼水淬渣占90％；选料的具体操作为：控制矿浆浓度为10％-20％，磁选机转鼓转速为30r/min-90r/min，冲洗水量为0.25t/h-0.5t/h，冲洗水压为0.1MPa-0.15MPa，磁场强度300-500高斯。

扫选的具体操作为：控制矿浆浓度30％-40％，磁选机转鼓转速为120r/min-180r/min，冲洗水呀为0.1Mpa-0.15Mpa，冲洗水量为1t/h-1.5t/h，磁场强度800-1200高斯。

实施例1

采用本申请的方法对四川汉源某工业园区的铅锌冶炼水淬渣进行处理，铅锌冶炼水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁的含量分别为0.03％，0.09％，0.1％，0.07％和16.60％，其中磁铁矿中的铁占比47％，赤褐铁矿中的铁占比13.31％，菱铁矿中铁占比4.94％，硅酸盐中铁占22.71％。首先在矿浆中加入粒径为-0.074mm占80％的磁铁矿晶种，用量为渣量3％,铁品位为68％。其次，采用图1所示的工艺流程对样品进行分离，其中一段磨矿细度-0.074占92％，二段磨矿细度-0.045mm占90％,粗选磁场强度1000高斯，扫选磁场强度1200高斯，精选磁场强度500高斯，最终获得重介质粉铜、铅、锌、砷含量分别为0.024％,0.042％,0.03％，0.07％,铁含量为63.61％，真比重4.82t/m3，水淬渣中磁性铁回收率占94.38％。

实施例2

采用本申请的方法对四川雅安市石棉县某工业园区的铅锌冶炼水淬渣进行处理，铅锌冶炼水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁的含量分别为0.04％，0.1％，0.12％，0.1％和21.16％，水淬渣中主要矿物有焦炭、似磁黄铁矿、似黄铁矿、单质硫、褐铁矿、似磁铁矿、石英、玻璃质等矿物。铁矿物种类多，嵌布状态比较复杂，部分呈微细粒玻璃基体中，不易充分解离。似黄铁矿和似磁铁矿间形成的固溶体结构属于较难分离的结构类型。其中磁铁矿中铁占比为52.6％，赤褐铁矿占比9.86％，似磁黄铁矿中铁占比3.6％，黄铁矿中铁占比15.3％，硅酸盐中铁占比14.3％，其余为其他类型的含铁矿物。首先，在矿浆中加入粒径为-0.106mm占92％的磁铁矿晶种，用量为2％，TFe含量为69.12％。其次，采用图1所示的工艺流程对样品进行分离，其中一段磨矿细度小于0.074占95％，二段磨矿细度-0.045mm占92％,粗选磁场强度800高斯，扫选磁场强度1000高斯，精选磁场强度300高斯，最终获得重介质粉铜、铅、锌、砷含量分别为0.026％，0.048％，0.064％，0.09％,铁含量为68.25％，真比重4.96t/m³，磁性铁回收率占96.21％。

实施例3

采用本申请的方法对内蒙古赤峰市某铅锌冶炼厂的铅锌冶炼水淬渣进行处理，铅锌冶炼水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁的含量分别为0.1％，0.15％，0.21％，0.1％和18.96％，铁的独立矿物较为复杂，有铁的硫化物(似黄铁矿)、硫氧化合物(似磁黄铁矿)、氧化物(磁铁矿、褐铁矿)及少量金属铁，玻璃基体中也含有少量铁。似磁黄铁矿和似磁铁矿一起形成固溶体分离结构，似磁黄铁矿为主晶，磁铁矿为客晶，其分离有一定难度。其中磁铁矿中铁占比49.98％，赤铁矿中铁占比11.23％，磁黄铁矿中铁占比为2.96％，黄铁矿中铁占比为11.26％，硅酸盐中铁占比11.67％。首先，在矿浆中加入粒径为-0.045mm占80％的磁铁矿晶种，用量为渣量1.5％，TFe含量为67.92％。其次，采用图1所示的工艺流程对水淬渣进行分离，其中一段磨矿细度-0.074mm占98％，二段磨矿细度-0.045占95％，粗选磁场强度1000高斯，精选磁场强度，300，扫选磁场强度1200，最终获得重介质粉铜、铅、新、砷、铁含量分别为0.012％，0.018％，0.013％，0.045％，66.71％，真密度为4.95t/m³，磁性铁回收率占96.51％。

对比例1

采用本申请的方法对四川汉源某工业园区的铅锌冶炼水淬渣进行处理，铅锌冶炼水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁的含量分别为0.03％，0.09％，0.1％，0.07％和16.60％，其中磁铁矿中的铁占比47％，赤褐铁矿中的铁占比13.31％，菱铁矿中铁占比4.94％，硅酸盐中铁占22.71％。首先采用图1所示的工艺流程对样品进行分离，其中一段磨矿细度-0.074占92％，二段磨矿细度-0.045mm占90％,粗线磁场强度1000高斯，扫选磁场强度1200高斯，精选磁场强度500高斯，最终获得重介质粉铜、铅、锌、砷含量分别为0.02％,0.05％,0.03％，0.08％,铁含量为63.32％，真比重4.73t/m³，水淬渣中磁性铁的回收率为75.1％。

对比例2

采用本申请的方法对四川雅安市石棉县某工业园区的铅锌冶炼水淬渣进行处理，铅锌冶炼水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁的含量分别为0.04％，0.1％，0.12％，0.1％和21.16％，水淬渣中主要矿物有焦炭、似磁黄铁矿、似黄铁矿、单质硫、褐铁矿、似磁铁矿、石英、玻璃质等矿物。铁矿物种类多，嵌布状态比较复杂，部分呈微细粒玻璃基体中，不易充分接力。似黄铁矿和似磁铁矿间形成的固溶体结构属于较难分离的结构类型。其中磁铁矿中铁占比为52.6％，赤褐铁矿占比9.86％，似磁黄铁矿中铁占比3.6％，黄铁矿中铁占比15.3％，硅酸盐中铁占比14.3％，其余为其他类型的含铁矿物。首先采用图1所示的工艺流程对样品进行分离，其中一段磨矿细度-0.074占95％，二段磨矿细度-0.045mm占92％,粗选磁场强度800高斯，扫选磁场强度1000高斯，精选磁场强度300高斯，最终获得重介质粉铜、铅、锌、砷含量分别为0.03％，0.056％，0.07％，0.09％,铁含量为67.15％，真比重4.92t/m³，磁性铁回收率为78.12％。

对比例3

采用本申请的方法对内蒙古赤峰市某铅锌冶炼厂的铅锌冶炼水淬渣进行处理，铅锌冶炼水淬渣中铜、铅、锌、砷、铁的含量分别为0.1％，0.15％，0.21％，0.1％和18.96％，铁的独立矿物较为复杂，有铁的硫化物(似黄铁矿)、硫氧化合物(似磁黄铁矿)、氧化物(磁铁矿、褐铁矿)及少量金属铁，玻璃基体中也含有少量铁。似磁黄铁矿和似磁铁矿一起形成固溶体分离结构，似磁黄铁矿为主晶，磁铁矿为客晶，其分离有一定难度。其中磁铁矿中铁占比49.98％，赤铁矿中铁占比11.23％，磁黄铁矿中铁占比为2.96％，黄铁矿中铁占比为11.26％，硅酸盐中铁占比11.67％。采用图1所示的工艺流程对水淬渣进行分离，其中一段磨矿细度-0.074mm占98％，二段磨矿细度-0.045占95％，粗选磁场强度1000高斯，精选磁场强度，300，扫选磁场强度1200，最终获得重介质粉铜、铅、新、砷、铁含量分别为0.01％，0.02％，0.01％，0.05％，64.62％，真密度为4.79t/m³，磁性铁回收率为80.16％。

结果见下表：

由上表可得，在处理相同的铅锌冶炼水淬渣时，添加磁种后磁性铁的回收率提高15-20％，真比重也优于常规工艺。

新老方案的经济效益对比：

铅锌冶炼水淬渣重介质产率约为20％，以年处理1万吨水淬渣为例，老方案为铅锌冶炼水淬渣直接销售给水泥厂作为配料，新方案是指采用本申请对铅锌冶炼水淬渣进行处理后，得到的重介质销售给洗煤厂等，尾矿销售给水泥厂做配料，见下表：

老方案

由上表可知，采用新工艺生产重介质粉，每年可以增收256万元的效益。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：制备方法如下：

S1.向铅锌冶炼水淬渣的矿浆中添加晶种；

还包括步骤S0.将铅锌冶炼水淬渣进行破碎，破碎物排入磨机进行磨细，磨细后的粉料排入旋流器分级，制得矿浆；

所述破碎物的粒度小于12mm，所述粉料的粒度小于0.074mm；

所述晶种为TFe含量为60％-72％的磁铁矿，添加量为矿浆中铅锌冶炼水淬渣量的1％-3％，晶种的粒度为0.045mm-0.106mm。

2.根据权利要求1所述的用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：所述分选包括一次粗选、一次精选、一次扫选。

3.根据权利要求2所述的用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：所述粗选的具体操作为：控制矿浆浓度30-40％，磁选机转鼓转速为60r/min-180r/min，冲洗水压为0.1MPa-0.15MPa，冲洗水量为0.5t/h-1t/h，磁场强度500-800高斯，得到粗精矿。

4.根据权利要求3所述的用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：所述精选包括粗精矿再磨和选料。

5.根据权利要求4所述的用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：所述粗精矿再磨的具体操作为：控制粗精矿矿浆浓度为70％-85％，通过球磨机对粗精矿进行再磨，制得精选矿浆，所述精选矿浆中粒度小于0.045mm的铅锌冶炼水淬渣占90％；

6.根据权利要求2所述的用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：所述扫选的具体操作为：控制矿浆浓度30％-40％，磁选机转鼓转速为120r/min-180r/min，冲洗水呀为0.1Mpa-0.15Mpa，冲洗水量为1t/h-1.5t/h，磁场强度800-1200高斯。

7.根据权利要求1所述的用铅锌冶炼水淬渣制备重介质粉的方法，其特征在于：还包括步骤S3.分选后尾矿经过过滤机处理，使其含水率控制在8％-12％。