CN113151628A - 一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其包括如下步骤：a、将硫酸渣、煤粉和电石渣混合后造球；b、将所述步骤a得到的球团进行还原焙烧；c、将所述步骤b得到焙烧产物进行磨矿、磁选，得到第一精矿和第一尾矿。进步一地还包括步骤d，将步骤c得到的第一精矿磨矿，加入活化剂、捕收剂和起泡剂进行磁浮选柱精选，得到第二精矿和第二尾矿。本发明的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，采用电石渣为添加剂，降低了成本，减少了环境问题，提高了直接还原铁的品位，降低了直接还原铁中的硫含量。

Description

一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法
技术领域
本发明属于硫酸渣回收利用技术领域，具体涉及一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法。
背景技术
硫酸渣是利用黄铁矿为原料生产硫酸时产生的一种工业废渣。硫酸渣既会占用土地、污染环境，同时也造成铁资源的浪费。电石渣是由电石水解生成的固体残渣。干式电石渣的主要成分是氢氧化钙，其氢氧化钙的含量一般≥80％，可作为熟石灰的替代品广泛用于化工、建筑、冶金等行业。
目前针对硫酸渣直接还原生产直接还原铁(DRI)的工艺采用的添加剂主要为碳酸钙、氧化钙，或者一些含钙矿石如石灰石、白云石等。在直接还原工艺中添加剂用量较高，增加了工艺成本。并且，硫酸渣焙烧后生成的具有磁性的硫化物等杂质含量高，DRI中会残留杂质，影响其最终的铁品位。
CN102796839A公开了一种硫酸渣还原焙烧生产直接还原铁同步脱硫的工艺方法，该方法中加入了由碳酸钠和碳酸钙组成的脱硫剂，降低了直接还原铁中的硫含量，铁品位为90％左右，硫含量为0.04％。CN101906499A公开了一种直接还原-磨选处理硫酸渣的炼铁方法，采用石灰、石灰石、白云石等为熔剂，铁品位为92％，硫含量为0.05％。虽然相关技术中降低了硫含量，但采用的添加剂成本较高。
因此，急需开发一种利用硫酸渣生产直接还原铁的方法，能够降低生产成本，降低杂质含量，提高直接还原铁的品位。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：采用硫酸渣生产直接还原铁，相关技术方案中一般采用含钙物质或将其组合钠盐作为添加剂如氧化钙、石灰石和白云石等。在直接还原工艺中添加剂用量较高，增加了工艺成本。并且，硫酸渣焙烧后生成的具有磁性的硫化物等杂质含量高，DRI中会残留杂质，影响其最终的铁品位。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，采用电石渣为添加剂，降低了成本，减少了环境问题，提高了直接还原铁的品位。
根据本发明实施例的一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其包括如下步骤：
a、将硫酸渣、煤粉和电石渣混合后造球；
b、将所述步骤a得到的球团进行还原焙烧；
c、将所述步骤b得到焙烧产物进行磨矿、磁选，得到第一精矿和第一尾矿。
根据本发明实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的方法中，在硫酸渣还原焙烧的过程中，采用工业废料电石渣为添加剂，大大降低了生产成本；2、本发明的实施例中采用电石渣为添加剂，由于电石渣中含有铝、钠等金属元素，能够在直接还原焙烧过程中促进氧化铁的还原，增加低熔点物质的含量，促进铁颗粒的迁移长大，在后续的磨矿-磁选过程中，较大的金属铁颗粒有利于铁颗粒与焙烧渣的解离，从而优化磁选指标，提高了精矿中金属铁的品位；3、本发明实施例的方法中，由于硫酸渣为粉状固体，需造球后进入还原工序，电石渣主要成分为氢氧化钙，氢氧化钙作为一种固化剂能够在造球后提高球团的强度，在直接还原过程中减少球团粉化，优化直接还原过程，能够减少还原过程中的粉尘，并且减少生产过程中的部分设备如回转窑中的结圈现象。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，还包括步骤d，将步骤c得到的第一精矿磨矿，加入活化剂、捕收剂和起泡剂进行磁浮选柱精选，得到第二精矿和第二尾矿。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤d中，所述活化剂包括氯化铵或硫酸铵中的至少一种。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤d中，所述捕收剂包括异丙基黄药、丁黄药或丁铵黑药中的至少一种。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤d中，所述起泡剂包括2号油或甲基异丁基甲醇中的至少一种。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤d中，所述活化剂加入量为50-100g/t给矿；和/或，所述捕收剂加入量为20-40g/t给矿；和/或，所述起泡剂加入量为10-20g/t给矿。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤d中，所述磁浮选柱磁场强度为800～1500Oe，和/或，所述第一精矿的磨矿细度为-0.074mm占95％～99％。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤a中，所述电石渣加入量为所述硫酸渣质量的10～30％；和/或，所述煤粉的加入量为所述硫酸渣质量的20～35％。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤b中，所述还原焙烧的温度为1000～1200℃，焙烧时间为30～80min。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，所述步骤c中，所述磁选磁场强度为800～2000Oe；和/或，所述焙烧产物磨矿细度为-0.074mm占90～95％。
附图说明
图1是本发明实施例1中硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明实施例的一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其包括如下步骤：
a、将硫酸渣、煤粉和电石渣混合后造球，优选地，所述电石渣加入量为所述硫酸渣质量的10～30％，优选为20-30％，进一步优选为25-30％；和/或，所述煤粉的加入量为所述硫酸渣质量的20～35％，优选为25-35％，进一步优选为25-30％。；
b、将所述步骤a得到的球团进行还原焙烧，优选地，还原焙烧的温度为1000～1200℃，焙烧时间为30～80min；
c、将所述步骤b得到焙烧产物进行磨矿、磁选，优选地，可进行2～3次精选，得到第一精矿和第一尾矿，优选地，所述磁选磁场强度为800～2000Oe，优选为800-1500Oe，进一步优选为1000-1200Oe；和/或，所述焙烧产物磨矿细度为-0.074mm占90～95％。
根据本发明实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的方法中，在硫酸渣还原焙烧的过程中，采用工业废料电石渣为添加剂，大大降低了生产成本；2、本发明的实施例中采用电石渣为添加剂，由于电石渣中含有铝、钠等金属元素，能够在直接还原焙烧过程中促进氧化铁的还原，增加低熔点物质的含量，促进铁颗粒的迁移长大，在后续的磨矿-磁选过程中，较大的金属铁颗粒有利于铁颗粒与焙烧渣的解离，从而优化磁选指标，提高了精矿中金属铁的品位；3、本发明实施例的方法中，由于硫酸渣为粉状固体，需造球后进入还原工序，电石渣主要成分为氢氧化钙，氢氧化钙作为一种固化剂能够在造球后提高球团的强度，在直接还原过程中减少球团粉化，优化直接还原过程，能够减少还原过程中的粉尘，并且减少生产过程中的部分设备如回转窑中的结圈现象。
根据本发明实施例的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其中，还包括步骤d，将步骤c得到的第一精矿磨矿，加入活化剂、捕收剂和起泡剂进行磁浮选柱精选，得到第二精矿和第二尾矿。优选地，所述活化剂包括氯化铵或硫酸铵中的至少一种，本发明实施例中，由于硫酸渣焙烧产生的硫化物不同于自然界中天然矿石，其可浮性较低，因此加入活化剂进行活化。优选地，所述捕收剂包括异丙基黄药、丁黄药或丁铵黑药中的至少一种；所述起泡剂包括2号油或甲基异丁基甲醇中的至少一种。优选地，所述活化剂加入量为50-100g/t给矿(给矿以进行磁浮选的精矿计，下同)，进一步优选为80-100g/t给矿；和/或，所述捕收剂加入量为20-40g/t给矿；和/或，所述起泡剂加入量为10-20g/t给矿。优选地，所述磁浮选柱磁场强度为800～1500Oe，进一步优选为800～1000Oe，和/或，所述第一精矿的磨矿细度为-0.074mm占95％～99％。本发明实施例中采用磁浮选柱进一步对第一精矿进行磁浮选处理，由于焙烧产物中含有一些硫化矿物以及硅酸盐矿物，在磁选过程中会因为机械夹杂或焙烧生成的某些硫化物本身具有磁性等原因，进入磁选后第一精矿中，增加第一精矿的杂质含量，甚至会导致一些有害元素含量超标，磁浮选柱精选充分利用重磁浮三种选矿方法，有效提高了直接还原铁产品的品质。在磁浮选柱的垂直分选空间中，具有磁性的直接还原铁颗粒在磁场和重力场的作用下向下运动，其他比重较小的矿物颗粒及可浮性较好的硫化矿物颗粒随着上升水流和气泡向上运动，从而实现了直接还原铁(DRI)与杂质的分离，进一步提高了直接还原铁的铁品位，降低了直接还原铁中硫含量。
下面结合实施例和附图详细描述本发明。
实施例1
硫酸渣：铁的质量百分含量为48.91％，硫的质量百分含量为0.94％；电石渣：氢氧化钙的质量百分含量为85.31％，氧化铝的质量百分含量为1.78％，氧化钠的质量百分含量为0.31％。
如图1所示，将硫酸渣与煤粉、电石渣混合，煤粉的添加量为硫酸渣质量的30％，电石渣的添加量为硫酸渣质量的25％，混合后造球。将球团在1100℃下焙烧60min，得到焙烧产物。将焙烧产物进行湿式磨矿，磨矿至-0.074mm占90％后进行磁选，磁选强度为1150Oe，得到精矿和尾矿1，对精矿再进行湿式磨矿，磨至-0.074mm占95％后，向矿浆中加入100g/t给矿硫酸铵(给矿以进行磁浮选的精矿计，下同)、20g/t给矿丁黄药和15g/t给矿2号油，进行磁浮选柱分选，磁场强度为1000Oe，得到直接还原铁精粉和尾矿2。
本实施例得到的直接还原铁产品中，Fe品位为94.13％(质量)，Fe回收率为83.64％，S含量为0.01％(质量)。
实施例2
硫酸渣：铁的质量百分含量为45.32％，硫的质量百分含量为0.95％；电石渣：氢氧化钙的质量百分含量为86.54％，氧化铝的质量百分含量为1.45％，氧化钠的质量百分含量为0.25％。
如图1所示，将硫酸渣与煤粉、电石渣混合，煤粉的添加量为硫酸渣质量的25％，电石渣的添加量为硫酸渣质量的28％，混合后造球。将球团在1200℃下焙烧50min，得到焙烧产物。将焙烧产物进行湿式磨矿，磨矿至-0.074mm占90％后进行磁选，磁选强度为1200Oe，得到精矿和尾矿1，对精矿再进行湿式磨矿，磨至-0.074mm占95％后，向矿浆中加入80g/t给矿氯化铵、25g/t给矿丁黄药和20g/t给矿2号油，进行磁浮选柱分选，磁场强度为800Oe，得到直接还原铁精粉和尾矿2。
本实施例得到的直接还原铁产品中，Fe品位为94.35％(质量)，Fe回收率为81.63％，S含量为0.01％(质量)。
实施例3
硫酸渣：铁的质量百分含量为48.91％，硫的质量百分含量为0.99％；电石渣：氢氧化钙的质量百分含量为84.34％，氧化铝的质量百分含量为1.38％，氧化钠的质量百分含量为0.2％。
将硫酸渣与煤粉、电石渣混合，煤粉的添加量为硫酸渣质量的30％，电石渣的添加量为硫酸渣质量的25％，混合后造球。将球团在1100℃下焙烧60min，得到焙烧产物。将焙烧产物进行湿式磨矿，磨矿至-0.074mm占90％后进行磁选，磁选强度为1150Oe，经过两次磁选精选后得到精矿和尾矿。
本实施例得到的直接还原铁产品中，Fe品位为92.85％(质量)，Fe回收率为84.14％，S含量为0.04％(质量)。
对比例1
与实施例1的方法相同，不同之处在于不加入电石渣，采用石灰石为添加剂。
对比例1得到的直接还原铁产品中，Fe品位为93.12％(质量)，Fe回收率为83.12％，S含量为0.01％(质量)。
对比例2
与实施例1的方法相同，不同之处在于，磁浮选过程中不加入硫酸铵。
对比例2得到的直接还原铁产品中，Fe品位为94.03％(质量)，Fe回收率为83.71％，S含量为0.03％(质量)。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将硫酸渣、煤粉和电石渣混合后造球；
b、将所述步骤a得到的球团进行还原焙烧；
c、将所述步骤b得到焙烧产物进行磨矿、磁选，得到第一精矿和第一尾矿。
2.根据权利要求1所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，还包括步骤d，将步骤c得到的第一精矿磨矿，加入活化剂、捕收剂和起泡剂进行磁浮选柱精选，得到第二精矿和第二尾矿。
3.根据权利要求2所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述活化剂包括氯化铵或硫酸铵中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述捕收剂包括异丙基黄药、丁黄药或丁铵黑药中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述起泡剂包括2号油或甲基异丁基甲醇中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述活化剂加入量为50-100g/t给矿；和/或，所述捕收剂加入量为20-40g/t给矿；和/或，所述起泡剂加入量为10-20g/t给矿。
7.根据权利要求2所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述磁浮选柱磁场强度为800～1500Oe，和/或，所述第一精矿的磨矿细度为-0.074mm占95％～99％。
8.根据权利要求1所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述电石渣加入量为所述硫酸渣质量的10～30％；和/或，所述煤粉的加入量为所述硫酸渣质量的20～35％。
9.根据权利要求1所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述还原焙烧的温度为1000～1200℃，焙烧时间为30～80min。
10.根据权利要求1所述的硫酸渣和电石渣生产直接还原铁的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述磁选磁场强度为800～2000Oe；和/或，所述焙烧产物磨矿细度为-0.074mm占90～95％。
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