CN112808752A - 一种金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉的方法 - Google Patents
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Abstract
一种金精粉焙烧‑氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉的方法，涉及危险废弃物的综合利用和环境保护领域，将难以用于钢铁冶炼的金精粉焙烧‑氰化尾渣梯级制备成选煤用重介质粉，实现了危险废弃物的综合利用，降低了危险废弃物对环境的影响，变废、变危险源为宝贵的铁资源，处理方法包括如下步骤：①金精粉焙烧‑氰化尾渣制备焙烧原料；②悬浮态适时磁化焙烧；③焙烧矿梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；④选煤用改性重介质粉制备。本发明可获得5种不同品质改性重介质粉，满足真密度大于4.5 g·cm‑3、磁性含量大于95%、‑45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求。
Description
技术领域
一种金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉的方法，涉及危险废弃物的综合利用和环境保护领域，将金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备成选煤用改性重介质粉，实现了危险废弃物的综合利用，降低了危险废弃物对环境的影响，变废、变危险源为宝贵的铁资源。
背景技术
金精粉焙烧-氰化尾渣是一种危险废弃物，需要专业机构对其进行破氰处理转变为一般废弃物后，才能综合利用。
金精粉焙烧-氰化尾渣中含有大量的三氧化二铁资源，这部分三氧化二铁是由金精粉中的硫化铁经焙烧转化而来，然而由于金精粉中硫化铁堪布粒度细、与脉石的包裹和连生情况较为严重，故由其转化来的三氧化二铁也具有这种特性；同时，在金精粉焙烧的过程中存在部分硫化铁未能完全反应的情况，故氰化尾渣中硫元素含量也相对较高。
针对金精粉焙烧-氰化尾渣中含有大量铁资源、铁矿物与脉石的包裹和连生情况严重、硫元素含量高等特点，国内外的学者们对其进行了大量的研究，研究结果表明，在现有的经济和技术条件下，磁化焙烧-磁选工艺是回收金精粉焙烧-氰化尾渣中铁资源的最有效的方法；然而，金精粉焙烧-氰化尾渣中的铁资源很难获得60%以上品位的铁精矿，同时获得的铁精矿中二氧化硅、硫和氧化铝等杂质容易超标，因此，没有钢铁冶炼企业愿意收购由氰化尾渣生产的铁精矿。在金精粉焙烧-氰化尾渣被认定为危险废弃物以前，氰化尾渣主要用于建筑材料或水泥厂；然而金精粉焙烧-氰化尾渣被认定为危险废弃物以后，氰化尾渣只能堆存于尾矿库，不但造成了资源的浪费，也对周边环境带来了极大的威胁。因此，迫切需要一种低成本、环保型的方法，实现氰化尾渣的综合利用。
选煤用重介质粉其国家标准要求需要满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%和一定粒度组成的要求；而金精粉焙烧-氰化尾渣生产的铁精矿产品虽然无法满足钢铁冶炼企业铁精矿的国家标准，却能够满足选煤用重介质粉的需求。
重介质粉在选煤过程中产生的磁团聚和非选择吸附等作用极易引起选煤过程介质密度不稳和重耗加剧等现象，因此，有必要对常规选煤用重介质粉进行改性，已获得高分散性能的重介质粉，提高选煤过程中介质密度的稳定性，降低重介质粉的消耗。
现有的金精粉焙烧-氰化尾渣生产铁精矿的工艺是以获得高品位、低杂质含量的钢铁冶炼用铁精矿为目标而研发出的氰化尾渣利用方法，具有成本高、工艺复杂等特点，不利于氰化尾渣的低成本、低能耗、安全环保的综合利用。
本发明一种金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉的方法，是以生产高性能选煤用重介质粉为研究目标，开发了一种低成本、低能耗、安全环保的金精粉焙烧-氰化尾渣梯级利用和高性能重介质粉的制备方法，不但实了现金精粉焙烧-氰化尾渣的低成本、低能耗、安全环保的高效利用，还获得了高分散性能的选煤用重介质粉。
发明内容
针对现有的金精粉焙烧-氰化尾渣生产铁精矿的工艺是以获得高品位、低杂质含量的钢铁冶炼用铁精矿为目标而研发出的氰化尾渣利用方法及金精粉焙烧-氰化尾渣生产的铁精矿却难以符合钢铁冶炼企业原料要求这一现实问题，及选煤过程中急需高分散性能的重介质粉以提高选煤过程中介质密度的稳定性，降低重介质粉的消耗这一需求。本发明的目的在于，提供一种金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉的方法，以金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备不同规格选煤用改性重介质粉为新目标，发明了一种低成本、低能耗、安全环保的金精粉焙烧-氰化尾渣梯级利用和改性重介质粉制备的新工艺，不但解决了氰化尾渣应用难、只能堆存等问题，为黄金冶炼带来一定的经济效益、变废为宝、变危为宝贵的铁资源；也获得了多种高分散性能的重介质粉，提高了选煤过程中介质密度的稳定性，降低了重介质粉的消耗。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案。
本发明所述的一种金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用重介质粉的方法由(1)金精粉焙烧-氰化尾渣制备焙烧原料；(2) 悬浮态适时磁化焙烧；(3) 焙烧矿梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；(4) 选煤用改性重介质粉制备；四个步骤组成。
上述（1）金精粉焙烧-氰化尾渣制备焙烧原料，其特征在于，所述金精粉焙烧-氰化尾渣为黄金冶炼厂利用来自矿山或采购回来的金精粉（或金精矿）经过焙烧-（酸浸）-氰化浸出-洗涤-浓缩-洗涤过滤处理后获得的氰化尾渣（含水13%~20%）；采用打散设备、悬浮态干燥设备和气流粉碎设备中的一种或多种联合使用处理氰化尾渣，获得分散状态的焙烧原料（含水1%~20%）。
上述（2）悬浮态适时磁化焙烧，其特征在于，采用带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，将焙烧原料中弱磁性的α、β和σ型三氧化二铁还原成四氧化三铁或γ型三氧化二铁其中的一种或混合物；其中悬浮态适时磁化焙烧温度为550℃~900℃，焙烧时间为1~60秒，还原气氛一氧化碳浓度为1~15%，氧气含量小于5%。
上述（3）焙烧矿梯级制备选煤用重介质粉，其特征在于，控制磁场强度为300 Oe~1500 Oe对焙烧矿中的强磁性矿物进行磁场强度由低到高梯级回收，并对部分梯级回收产物按一定比例制备不同规格的选煤用重介质粉。按以下步骤进行：
① 第一梯级回收，采用300 Oe ~500 Oe的磁场强度对焙烧矿进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料；
② 第二梯级回收，采用500 Oe ~800 Oe的磁场强度对第二梯级利用原料进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料；
③ 第三梯级回收，采用800 Oe ~1500 Oe的磁场强度对第三梯级利用原料进行1次粗选处理，粗精矿经磨矿擦洗后，采用600 Oe~1200 Oe的磁场强度进行1次精选处理，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料；
④ 将未经浓缩、过滤和干燥处理的1#、2#和3#重介质粉矿浆按质量比，1#/3#：2#=1:0.1~10的比例添加到搅拌桶中搅拌30-120秒，获得4#和5#重介质粉矿浆。
上述（4）选煤用改性重介质粉制备，其特征在于，分别控制1#、2#、3#、4#和5#重介质粉矿浆与淀粉、糊精、腐殖酸钠、单宁等分散药剂中的一种或几种混合物在搅拌桶中作用1~5分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#、4#和5#改性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为20~50℃，矿浆pH为7~12、分散药剂总用量在0.001~10kg/吨重介质粉；5种不同品质改性重介质粉均满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求；同时，其真密度由大到小为：3#＞1#＞4#＞5#＞3#，其硫分含量由大到小为3#＞1#＞4#（5#）＞3#，-45μm组成含量由大到小为：3#＞5#＞1#＞4#＞3#。
具体实施方式
金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉实例1
① 河南某金精粉焙烧-氰化尾渣（含水15%）采用流化床干燥机处理后，获得含水3%分散状态的焙烧原料。
② 将焙烧原料切线给入带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，控制悬浮态适时磁化焙烧温度为730℃~780℃，焙烧时间为5秒，还原气氛一氧化碳浓度为5~10%，氧气含量小于1%，焙烧矿多级旋风负压冷却到100℃以下后，在密闭的存储罐中冷却到室温。
③ 第一梯级回收，冷却的焙烧矿配成30%浓度的矿浆在400Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在350 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料。
④ 第二梯级回收，第二梯级利用原料在750Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在550 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料。
⑤ 第三梯级回收，第三梯级利用原料在1500Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在立式磨中擦洗2分钟，擦洗后粗精矿在600 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料。
⑥ 取部分1#、2#和3#重介质粉矿浆按质量比，1#：2#=1:1和3#：2#=1:1的比例分别在搅拌桶中搅拌50秒，获得4#和5#重介质粉矿浆。
⑦ 分别控制1#、2#、3#、4#和5#重介质粉矿浆与淀粉在搅拌桶中作用2分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#、4#和5#改性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为25℃，矿浆pH为11、淀粉总用量在0.5 kg/吨重介质粉。
⑧ 1#改性重介质粉真密度大于4.7 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于88%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%；2#改性重介质粉真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于4%、硫分含量小于2%；3#改性重介质粉真密度大于4.8 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于95%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于1%；4#改性重介质粉真密度大于4.6 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于83%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1.5%；5#改性重介质粉真密度大于4.65 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于90%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%。
金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉实例1
① 陕西某金精粉焙烧-氰化尾渣（含水17%）采用打散机处理后，获得含水16%分散状态的焙烧原料。
② 将焙烧原料切线给入带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，控制悬浮态适时磁化焙烧温度为800℃~850℃，焙烧时间为10秒，还原气氛一氧化碳浓度为8~13%，氧气含量小于0.5%，焙烧矿多级旋风负压冷却到100℃以下后，在密闭的存储罐中冷却到室温。
③ 第一梯级回收，冷却的焙烧矿配成35%浓度的矿浆在500Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在300 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料。
④ 第二梯级回收，第二梯级利用原料在800Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在600 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料。
⑤ 第三梯级回收，第三梯级利用原料在1400Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在立式磨中擦洗1分钟30秒，擦洗后粗精矿在500 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料。
⑥ 取部分1#、2#和3#重介质粉矿浆按质量比，1#：2#=2:1和3#：2#=3:1的比例在搅拌桶中搅拌60秒，获得4#和5#重介质粉矿浆。
⑦ 分别控制1#、2#、3#、4#和5#重介质粉矿浆与淀粉在搅拌桶中作用3分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#、4#和5#改性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为30℃，矿浆pH为12、糊精总用量在1 kg/吨重介质粉。
⑧ 1#改性重介质粉真密度大于4.75 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于87%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于1.5%；2#改性重介质粉真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于81%，外在水分含量小于3%、硫分含量小于2.5%；3#改性重介质粉真密度大于4.9 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于97%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于1%；4#改性重介质粉真密度大于4.65 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于82%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1.8%；5#改性重介质粉真密度大于4.7 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于92%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1.2%。
Claims (8)
1.一种金精粉焙烧-氰化尾渣梯级制备选煤用改性重介质粉的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1) 金精粉焙烧-氰化尾渣制备焙烧原料；(2) 悬浮态适时磁化焙烧；(3) 焙烧矿梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；(4) 选煤用改性重介质粉制备；其中所述金精粉焙烧-氰化尾渣为黄金冶炼厂利用来自矿山或采购回来的金精粉（或金精矿）经过焙烧-（酸浸）-氰化浸出-洗涤-浓缩-过滤处理后获得的氰化尾渣（含水13%~20%）。
2.权利要求1所述金精粉焙烧-氰化尾渣制备焙烧原料，其特征在于，采用打散设备、悬浮态干燥设备和气流粉碎设备中的一种或多种联合使用处理氰化尾渣，获得分散状态的焙烧物料（含水1%~20%）。
3.权利要求1所述悬浮态适时磁化焙烧，其特征在于，采用带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，将焙烧物料中弱磁性的α、β和σ型三氧化二铁还原成四氧化三铁或γ型三氧化二铁其中的一种或混合物；其中悬浮态适时磁化焙烧温度为550℃~900℃，焙烧时间为1~60秒，还原气氛一氧化碳浓度为1~15%，氧气含量小于5%。
4. 权利要求1所述焙烧矿梯级制备不同规格的选煤用重介质粉，其特征在于，控制磁场强度为300 Oe~1500 Oe对焙烧矿中的强磁性矿物进行磁场强度由低到高梯级回收，并对部分梯级回收产物按一定比例制备不同规格的选煤用重介质粉。
5. 权利要求4所述的磁场强度由低到高梯级回收，其特征在于，（1）第一梯级回收，采用300 Oe ~500 Oe的磁场强度对焙烧矿进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料；（2）第二梯级回收，采用500 Oe ~800Oe的磁场强度对第二梯级利用原料进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料；（3）第三梯级回收，采用800 Oe ~1500 Oe的磁场强度对第三梯级利用原料进行1次粗选处理，粗精矿经磨矿擦洗后，采用600 Oe~1200Oe的磁场强度进行1次精选处理，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料。
6.将权利要求5中1#、2#和3#重介质粉矿浆按质量比，1#/3#：2#=1:0.1~10的比例添加到搅拌桶中搅拌30-120秒，获得4#和5#重介质粉矿浆。
7.分别控制权利要求5和6中所述1#、2#、3#、4#和5#重介质粉矿浆与淀粉、糊精、腐殖酸钠、单宁等分散药剂中的一种或几种混合物在搅拌桶中作用1~5分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#、4#和5#改性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为20~50℃，矿浆pH为7~12、分散药剂总用量在0.001~10 kg/吨重介质粉。
8.权利要求7中所述1#~5#为5种不同品质改性重介质粉，其特征在于，5种改性重介质粉均满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求；同时，其真密度由大到小为：3#＞1#＞4#＞5#＞3#，其硫分含量由大到小为3#＞1#＞4#（5#）＞3#，-45μm组成含量由大到小为：3#＞5#＞1#＞4#＞3#。
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