CN116984109A - 一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,包括如下步骤:对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物;将所述粗精矿进行重选提纯,得到湿铁精矿与轻矿物;对所述湿铁精矿脱水,得到铁精矿;将所述非磁性矿物与轻矿物合并后脱水、烘干、打散,得到提铁尾矿;将所述提铁尾矿与破磨干燥后的石灰石、黏土以及石英砂选尾矿按预定配比混匀,获得水泥生料;将所述水泥生料制备成硅酸盐水泥。本申请能够提取出铁精矿,可用于钢铁的冶炼;得到的提铁尾矿与石灰石、黏土、石英砂选尾矿混合,可用于制备硅酸盐水泥。通过本申请的方法可以有效的实现磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用。
Description
技术领域
本申请涉及铝工业领域,尤其涉及赤泥。
背景技术
随着我国氧化铝产量的不断增加,赤泥年排放量及堆存量也不断增大。对赤泥进行铁矿物回收不仅可以为钢铁企业提供原材料以降低我国铁矿石对外依存度,还可以缓解氧化铝企业的环保压力。常规磁选技术无法实现高铁赤泥中铁矿物的有效回收,对赤泥进行磁化焙烧-选铁工艺是实现赤泥中铁矿物资源化回收利用的有效途径。赤泥磁化焙烧-选铁后可以得到TFe含量高的铁精矿,还产生了磁化焙烧选铁尾渣,该选铁尾渣因粒度细、γ-2CaO·SiO2含量上低、铁含量不高等系列原因导致其难以被利用。
发明内容
本申请实施例提供了一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,以解决磁化焙烧选铁尾渣难以被利用的技术问题。
本申请实施例提供一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法包括如下步骤:
对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物;
将所述粗精矿进行重选提纯,得到湿铁精矿与轻矿物;
对所述湿铁精矿脱水,得到铁精矿;
将所述非磁性矿物与轻矿物合并后脱水、烘干、打散,得到提铁尾矿;
将所述提铁尾矿与破磨干燥后的石灰石、黏土以及石英砂选尾矿按预定配比混匀,获得水泥生料;
将所述水泥生料压制后煅烧、急冷获得水泥熟料;
将所述水泥熟料与石膏混合干磨矿后得到硅酸盐水泥。
在本申请的一些实施例中,以所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的质量百分比计,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣中,Fe2O3含量不高于58%,SiO2含量不高于12%,CaO含量不高于2.5%,Na2O含量不高于1.0%。
在本申请的一些实施例中,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣中,粒径小于0.038mm的颗粒占比为50%-60%。
在本申请的一些实施例中,所述磁选抛尾的场强为0.3T-0.6T;和/或,
磁选脉动水冲次为220-290次/min。
在本申请的一些实施例中,所述粗精矿重选提纯为摇床重选、离心重选以及螺旋溜槽重选工艺中至少两种的串联使用;和/或,
所述重选提纯工艺的次数为2-3次。
在本申请的一些实施例中,所述提铁尾矿中,粒径小于0.074mm的颗粒占比为88%以上;和/或,
所述提铁尾矿的含水量不高于2%。
在本申请的一些实施例中,所述水泥生料中各原料配比是按预设水泥熟料KH值0.84~0.89,SM值1.8~2.4,IM值1.0~1.8及各原料的化学组成计算而来,即:4-12%的提铁尾矿,60-75%的石灰石,15-25%的黏土,4-8%的石英砂选尾矿。
在本申请的一些实施例中,所述将所述水泥生料压制后煅烧,所述压制的压力为3-6Mpa。
在本申请的一些实施例中,所述将所述水泥生料压制后煅烧,所述煅烧的温度为1350-1450℃,所述煅烧的时间为70-100min。
在本申请的一些实施例中,所述硅酸盐水泥的比表面积为400m2/kg,其中粒径小于0.045mm的颗粒占比为93%-95%。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请实施例提供的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,通过磁选、重选等方式可以从磁化焙烧赤泥选铁尾渣提取出铁精矿,用于钢铁的冶炼;得到的提铁尾矿与石灰石、黏土、石英砂选尾矿混合,可用于制备硅酸盐水泥。通过本申请的方法处理磁化焙烧赤泥选铁尾渣后,可以充分的利用其中的铁资源、硅资源、钙资源,从而有效的实现磁化焙烧赤泥选铁尾渣的高效利用。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
现有的磁化焙烧选铁尾渣存在难以被利用的技术问题。
本申请实施例提供的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
本申请实施例提供一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法包括如下步骤:
S1:对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物;
S2:将所述粗精矿进行重选提纯,得到湿铁精矿与轻矿物;
S3:对所述湿铁精矿脱水,得到铁精矿;
S4:将所述非磁性矿物与轻矿物合并后脱水、烘干、打散,得到提铁尾矿;
S5:将所述提铁尾矿与破磨干燥后的石灰石、黏土以及石英砂选尾矿按预定配比混匀,获得水泥生料;
S6:将所述水泥生料压制后煅烧、急冷获得水泥熟料;
S7:将所述水泥熟料与石膏混合干磨矿后得到硅酸盐水泥。
本领域技术人员可以理解,湿式磁选抛尾是本领域的常规技术手段,磁选选出的粗精矿具有磁性,富集有铁元素。
通过重选可以选出密度较大的湿铁精矿,湿铁精矿脱水后即得到铁精矿。
提铁尾矿主要的成分是氧化铁、二氧化硅、氧化钙等,还含有少量残余的氧化铝,适用于水泥的制备。
本申请通过磁选、重选等方式,能够从磁化焙烧赤泥选铁尾渣中提取出铁精矿用于钢铁冶炼;得到的提铁尾矿与石灰石、黏土、石英砂选尾矿混合,可用于制备硅酸盐水泥。通过本申请的方法处理磁化焙烧赤泥选铁尾渣后,可以充分的利用其中的铁资源、硅资源、钙资源,从而实现了磁化焙烧赤泥选铁尾渣的有效利用。
在本申请的一些实施例中,以所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的质量百分比计,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣中,Fe2O3含量不高于58%,SiO2含量不高于12%,CaO含量不高于2.5%,Na2O含量不高于1.0%。
在本申请的一些实施例中,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣中,粒径小于0.038mm的颗粒占比为50%-60%。
在本申请的一些实施例中,所述磁选抛尾的场强为0.3T-0.6T;和/或,
磁选脉动水冲次为220-290次/min。
控制湿式磁选的具体磁场强度,有利于获得品质较好且回收率较高的粗精矿,尽可能的降低粗精矿中的杂质含量,如强度取值过大会导致粗精矿的铁含量降低,而磁场强度过小将使铁回收率降低和铁矿物损失在非磁性矿物中。
控制湿式磁选的具体脉动水冲次,有利于获得品质较好且回收率较高的粗精矿,尽可能的降低粗精矿中的杂质含量,如脉动水冲次取值过大会导致粗精矿的铁损失在非磁性矿物中,而脉动水冲次过小将使粗铁精矿中非磁性矿物夹杂严重导致粗精矿铁含量降低从而影响后续重选提纯的效果。
在本申请的一些实施例中,所述粗精矿重选提纯为摇床重选、离心重选以及螺旋溜槽重选工艺中至少两种的串联使用;和/或,
所述重选提纯工艺的次数为2-3次。
控制重选提纯的方式是因为单一的重选工艺不容易获得品质较高的铁精矿,采用两种或两种以上的重选工艺,可以利用摇床重选、离心重选以及螺旋溜槽重选工艺的优点将其串联起来以克服单一重选工艺存在的问题从而获得产率可观与铁含量较高的铁精矿,而控制重选提纯工艺的具体次数,是通过反复的重选提纯尽可能的提高铁精矿的Fe2O3含量,同时充分降低SiO2、Al2O3、Na2O等杂质元素的含量,从而能够获得可以作为生产钢铁原材的高品质铁精矿。
在本申请的一些实施例中,所述提铁尾矿中,粒径小于0.074mm的颗粒占比为88%以上;和/或,
所述提铁尾矿的含水量不高于2%。
控制提铁尾矿的粒径和含水率是为了获得适合用于生产硅酸盐水泥的原材料,当含水率过高的时候不利用提铁尾矿的打散分散工作,当含水率过低的时候会导致干燥能耗过高而影响工艺的经济性,而控制提铁尾矿的细度是使其可以满足用于生产硅酸盐水泥,以实现焙烧赤泥选铁尾渣的全量化利用,进而提高赤泥的利用率。
在本申请的一些实施例中,以所述水泥生料的质量百分比计,所述预定配比为:4-12%的提铁尾矿,60-75%的石灰石,15-25%的黏土,4-8%的石英砂选尾矿。
所述水泥生料中各原料配比是按预设水泥熟料KH值0.84~0.89,SM值1.8~2.4,IM值1.0~1.8及各原料的化学组成计算而来。
控制硅酸盐水泥熟料的KH、SM以及IM值,既可以通过KH、SM以及IM值与提铁尾矿、石灰石、黏土与石英砂选尾矿的具体化学组成计算出生料的具体配比,还可以通过KH、SM以及IM值计算出的水泥熟料化学组成保证水泥熟料中的C3S、C2S、C3A、C4AF等矿物含量进而保证硅酸盐水泥熟料的力学性能,还可以最大限度的利用磁化焙烧赤泥选铁尾渣,为焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用提供技术支撑。
在本申请的一些实施例中,所述将所述水泥生料压制后煅烧,所述压制的压力为3-6Mpa。
控制水泥生料的压制压力是保证水泥生料能够压制成型,取值过小不能使水泥生料压制成型而无法进行后续的煅烧作业,而压力过大会使水泥生料成型后过紧实而导致后续水泥生料煅烧不彻底,进而影响水泥熟料的力学性能。
作为一种可选的实施方式,水泥生料被压制成圆柱体,所述圆柱体的直径为50mm,高度为40-60mm。
而控制水泥生料圆柱体的具体直径与高度,是控制值水生料圆柱体的体积,体积过大不利于后续水泥生料的煅烧反应程度进而影响后续硅酸盐水泥的性能,体积取值过小会影响生产效率。
在本申请的一些实施例中,所述将所述水泥生料压制后煅烧,所述煅烧的温度为1350-1450℃,所述煅烧的时间为70-100min。
控制水泥生料圆柱体的煅烧温度和煅烧时间,是保证水泥生料圆柱体内的化学成分煅烧成以硅酸钙为主的水硬性胶凝物质,如果取值过小不能使水泥生料煅烧完全而影响水泥熟料的矿物组成进而影响硅酸盐水泥的性能,取值过大不利于熟料C3S、C2S、C3A、C4AF等矿物的生成而且过高的温度与时间也会增加额外的能耗,降低经济性。。
在本申请的一些实施例中,所述硅酸盐水泥的比表面积为400m2/kg,其中粒径小于0.045mm的颗粒占比为93%-95%。
控制硅酸水泥的比表面积与磨矿细度的具体值,是为了保证硅酸盐水泥的力学性能。如果取值过小会影响硅酸盐水泥的强度而影响水泥的销售,取值过大会导致水泥早起强度大后期发展不足,同时会增加能耗而降低产品的市场竞争能力。
下面结合具体实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
本实施例中的磁化焙烧赤泥选铁尾渣为广西某铝厂的拜耳法赤泥磁化焙烧选铁尾渣,以质量百分数计,其中含有Al2O3 18.84%,SiO2 10.64%,Fe2O3 57.66%,CaO1.25%,其细度-0.038mm含量为52.87%(即粒径小于0.038mm的颗粒占比为52.87%,下文同此含义),有用矿物为磁铁矿、褐铁矿,脉石矿物主要是锐钛矿、金红石、铝硅酸钠、石英等。本实施例提供上述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,具体步骤如下:
先对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行一粗(场强0.3T,脉动水冲次230次/min)一扫(场强0.35T,脉动水冲次250次/min)湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物,粗精矿经过一粗(采用螺旋流程)二精(第1段精选采用细沙摇床,第2段精选采用矿泥摇床)重选提纯后得到湿铁精矿与轻矿物,将非磁性矿物与轻矿物合并得到湿尾矿,湿铁精矿与湿尾矿经脱水后得到产率为87.59%、Fe2O3含量为54.44%的尾矿与产率为12.41%、Fe2O3含量为80.42%的铁精矿,铁精矿可以作为钢铁原料进行销售,尾矿经过烘干、打散后得到含水率为1.21%,打散得到细度-0.074mm含量为89.12%的提铁尾矿。
预设水泥熟料KH值0.86,SM值2.2,IM值1.2,制备水泥的各原料的主要化学组成见表1。计算后,将提铁尾矿为4.04%,石灰石为74.02%、黏土为17.82%以及石英砂选尾矿为4.12%混匀后配制成水泥生料,水泥生料以3Mpa压力下压制成直径为50mm、高为60mm的圆柱体后,在1350℃的条件下煅烧80min,取出急冷后获得水泥熟料,将水泥熟料与石膏按92:8的混合干磨矿,控制干磨后物料的比表面积为390m2/kg,细度-0.045mm含量95%,最后得到硅酸盐水泥。取制备的水泥按GB/T1346-2011标准测定水泥的凝结时间,同时按照水泥标准胶砂强度试验标准GB/T17671-2021将水泥:标准砂:水以450:1350:225的比例制成40×40×160mm棱柱体,1天后脱模进行养护,分别测量3d与28d的抗压强度与抗折强度,以分析硅酸盐水泥的性能,提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果见表2。
表1实施例1制备水泥的原料的主要化学成分/%
表2实施例1提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果
由表2试验结果可知,本实施例的磁化焙烧赤泥选铁尾渣经过磁-重联合体铁工艺处理后可以获得产率为12.41%、Fe2O3含量为80.42%的铁精矿以及产率87.59%、Fe2O3含量为54.44%的体铁尾矿,提铁尾矿制备的硅酸盐水泥3天与28天的抗压强度分别为28.6MPa、60.3MPa,而3天与28天的抗折强度分别为4.8Mpa与8.5Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为48min与112min。综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该硅酸盐水泥满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的525等级要求。
实施例2
本实施例中的磁化焙烧赤泥选铁尾渣为河南某铝厂的拜耳法赤泥磁化焙烧选铁尾渣,以质量百分数计,其中含有Al2O3 16.95%,SiO2 14.23%,Fe2O3 53.66%,CaO2.01%,其细度-0.038mm含量为54.66%,有用矿物为主要磁铁矿、褐铁矿,脉石矿物主要是锐钛矿、金红石、铝硅酸钠、石英等,本实施例提供上述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,具体步骤如下:
先对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行一粗(场强0.3T,脉动水冲次220次/min)一扫(场强0.4T,脉动水冲次260次/min)湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物,粗精矿经过一粗(采用矿泥摇床)一精(采用离心选矿机)重选提纯后得到湿铁精矿与轻矿物,将非磁性矿物与轻矿物合并得到湿尾矿,湿铁精矿与湿尾矿经脱水后得到产率为86.38%、Fe2O3含量为49.22%的尾矿与产率为13.62%、Fe2O3含量为81.85%的铁精矿,铁精矿可以作为钢铁原料进行销售,尾矿进行烘干、打散处理后得到含水率为1.79%,打散细度-0.074mm含量为90.55%的提铁尾矿。
按预设水泥熟料KH值0.87,SM值2.11,IM值1.2,制备水泥的各原料的主要化学组成见表3。计算后,将提铁尾矿为5.41%,石灰石为73.79%、黏土为16.53%以及石英砂选尾矿为4.27%混匀后配制成水泥生料,水泥生料以4Mpa压力下压制成直径为50mm、高为50mm的圆柱体后,在1400℃的条件下煅烧90min,取出急冷后获得水泥熟料,将水泥熟料与石膏按91:9的混合干磨矿,控制干磨后物料的比表面积为380m2/kg,细度-0.045mm含量96%,最后得到硅酸盐水泥。取制备的水泥按GB/T1346-2011标准测定水泥的凝结时间,同时按照水泥标准胶砂强度试验标准GB/T17671-2021将水泥:标准砂:水以450:1350:225的比例制成40×40×160mm棱柱体,1天后脱模进行养护,分别测量3d与28d的抗压强度与抗折强度,以分析硅酸盐水泥性的能,提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果见表4。
表3实施例2制备水泥原材料的主要化学成分/%
表4实施例2提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果
由表4试验结果可知,本实施例的磁化焙烧赤泥选铁尾渣经过磁-重联合体铁工艺处理后可以获得产率为13.62%、Fe2O3含量为81.85%的铁精矿以及产率86.38%、Fe2O3含量为49.22%的体铁尾矿,提铁尾矿制备的硅酸盐水泥3天与28天的抗压强度分别为27.8MPa、59.5MPa,而3天与28天的抗折强度分别为4.8Mpa与8.6Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为61min与133min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该硅酸盐水泥满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的525的等级要求,该选铁尾渣实现了综合利用。
实施例3
本实施例中的磁化焙烧赤泥选铁尾渣为山西某铝厂拜耳法赤泥磁化焙烧选铁尾渣,以质量百分数计,其中含有Al2O3 14.21%,SiO2 12.55%,Fe2O3 57.96%,CaO 1.31%,其细度-0.038mm含量为56.01%,有用矿物为赤铁矿以及磁铁矿,脉石矿物主要是铝针铁矿、金红石、锐钛矿、方解石、水化石榴石、钠硅渣等。本实施例提供上述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,具体步骤如下:
先对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行一粗(场强0.5T,脉动水冲次260次/min)一扫(场强0.6T,脉动水冲次290次/min)湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物,粗精矿经过一粗(采用离心选矿机)一精(采用矿泥摇床)重选工艺提纯后得到湿铁精矿与轻矿物,将非磁性矿物与轻矿物合并得到产率为湿尾矿,湿铁精矿与湿尾矿经过脱水处理后得到产率81.38%、Fe2O3含量为52.61%的尾矿与产率为18.62%、Fe2O3含量为81.33%的铁精矿,铁精矿可以作为钢铁原料进行销售,尾矿进行烘干、打散后得到含水率为0.90%,打散细度-0.074mm含量为88.12%的提铁尾矿。
预设水泥熟料KH值0.86,SM值2.1,IM值1.2,制备水泥的各原料的主要化学组成见表5。计算后,将提铁尾矿为5.11%,石灰石为73.66%、黏土为17.112%以及石英砂选尾矿4.12%混匀后配制成水泥生料,水泥生料以5Mpa压力下压制成直径为50mm、高为60mm的圆柱体后,在1400℃的条件下煅烧95min,取出急冷后获得水泥熟料,将水泥熟料与石膏按90:10的混合干磨矿,控制干磨后物料的比表面积为390m2/kg,细度-0.045mm含量95%,最后得到硅酸盐水泥。取制备的水泥按GB/T1346-2011标准测定水泥的凝结时间,同时按照水泥标准胶砂强度试验标准GB/T17671-2021将水泥:标准砂:水以450:1350:225的比例制成40×40×160mm棱柱体,1天后脱模进行养护,分别测量3d与28d的抗压强度与抗折强度,以分析硅酸盐水泥性的能,提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果见表6。
表5实施例3制备水泥原材料的主要化学成分/%
表6实施例3提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果
由表6试验结果可知,本实施例的磁化焙烧赤泥选铁尾渣经过磁-重联合体铁工艺处理后可以获得产率为18.62%、Fe2O3含量为81.33%的铁精矿以及产率81.38%、Fe2O3含量为52.61%的体铁尾矿,提铁尾矿制备的硅酸盐水泥3天与28天的抗压强度分别为25.4MPa、58.9MPa,而3天与28天的抗折强度分别为4.9Mpa与8.1Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为56min与58.9min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该硅酸盐水泥满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的525等级要求,该选铁尾渣实现了综合利用。
实施例4
本实施例中的磁化焙烧赤泥选铁尾渣为山东某铝厂拜耳法赤泥磁化焙烧选铁尾渣,以质量百分数计,其中含有Al2O3 17.77%,SiO2 13.66%,Fe2O3 52.04%,CaO1.01%,其细度-0.038mm含量为50.82%,有用矿物为赤铁矿以及褐铁矿,脉石矿物主要是锐钛矿、金红石、铝硅酸钠、钠硅渣、石英等。本实施例提供上述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,具体步骤如下:
先对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行一粗(场强0.4T,脉动水冲次230次/min)一扫(场强0.5T,脉动水冲次260次/min)湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物,粗精矿经过一粗(采用螺旋流程)一精(采用矿泥摇床)重选工艺提纯后得到湿铁精矿与轻矿物,将非磁性矿物与轻矿物合并得到产率为湿尾矿,湿铁精矿与湿尾矿经过脱水处理后得到产率87.21%、Fe2O3含量为47.90%的尾矿与产率为12.79%、Fe2O3含量为80.25%的铁精矿,铁精矿可以作为钢铁原料进行销售,尾矿进行烘干、打散处理后得到含水率为1.09%,打散细度-0.074mm含量为90.11%的提铁尾矿。
预设水泥熟料KH值0.87,SM值2.3,IM值1.1,制备水泥的各原料的主要化学组成见表7。计算后,将提铁尾矿为5.01%,石灰石为74.01%、黏土为14.72%以及石英砂选尾矿为5.27%混匀后配制成水泥生料,水泥生料以5Mpa压力下压制成直径为50mm、高为40mm的圆柱体后,在1350℃的条件下煅烧120min后,取出急冷后获得水泥熟料,将水泥熟料与石膏按87:13的混合干磨矿,控制干磨后物料的比表面积为390m2/kg,细度-0.045mm含量95%,最后得到硅酸盐水泥。取制备的水泥按GB/T1346-2011标准测定水泥的凝结时间,同时按照水泥标准胶砂强度试验标准GB/T17671-2021将水泥:标准砂:水以450:1350:225的比例制成40×40×160mm棱柱体,1天后脱模进行养护,分别测量3d与28d的抗压强度与抗折强度,以分析硅酸盐水泥性的能,提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果见表8。
表7实施例4制备水泥原材料的主要化学成分/%
表8实施例4提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果
由表8试验结果可知,本实施例的磁化焙烧赤泥选铁尾渣经过磁-重联合体铁工艺处理后可以获得产率为12.79%、Fe2O3含量为80.25%的铁精矿以及产率87.21%、Fe2O3含量为47.90%的提铁尾矿,提铁尾矿制备的硅酸盐水泥的3天与28天抗压强度分别为21.60MPa、50.3MPa,而3天与28天的抗折强度分别为4.1Mpa与6.9Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为55min与139min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该硅酸盐水泥满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的425的等级要求,该选铁尾渣实现了综合利用。
实施例5
本实施例中的磁化焙烧赤泥选铁尾渣为贵州某铝厂拜耳法赤泥磁化焙烧选铁尾渣,以质量百分数计,其中含有Al2O3 16.96%,SiO2 14.39%,Fe2O3 52.87%,CaO1.52%,其细度-0.038mm含量为54.09%,且有用矿物为一水硬铝石以及三水铝石,脉石矿物主要是铝针铁矿、赤铁矿、方解石、水化石榴石等。本实施例提供上述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,具体步骤如下:
先对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行一粗(场强0.3T,脉动水冲次230次/min)两扫(扫1场强0.5T,扫1脉动水冲次240次/min,扫2场强0.6T,扫2脉动水冲次280次/min,)湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物,粗精矿经过一粗(采用离心选矿机)一精(采用螺旋溜槽)重选工艺提纯后得到湿铁精矿与轻矿物,将非磁性矿物与轻矿物合并得到产率为湿尾矿,湿铁精矿与湿尾矿经过脱水处理后得到产率76.68%、Fe2O3含量为45.24%的尾矿与产率为31.32%、Fe2O3含量为81.01%的铁精矿,铁精矿可以作为钢铁原料进行销售,尾矿进行烘干、打散后得到含水率为1.53%,打散细度-0.074mm含量为93.77%的提铁尾矿。
预设水泥熟料KH值0.86,SM值2.2,IM值1.1,制备水泥的各原料的主要化学组成见表9。计算后,将提铁尾矿为6.10%,石灰石为73.56%、黏土为16.27%以及石英砂选尾矿4.07%混匀后配制成水泥生料,水泥生料以6Mpa压力下压制成直径为50mm、高为40mm的圆柱体后,在1450℃的条件下煅烧80min后,取出急冷后获得水泥熟料,将水泥熟料与石膏按88:12的混合干磨矿,控制干磨后物料的比表面积为400m2/kg,细度-0.045mm含量90%,最后得到硅酸盐水泥。取制备的水泥按GB/T1346-2011标准测定水泥的凝结时间,同时按照水泥标准胶砂强度试验标准GB/T17671-2021将水泥:标准砂:水以450:1350:225的比例制成40×40×160mm棱柱体,1天后脱模进行养护,分别测量3d与28d的抗压强度与抗折强度,以分析硅酸盐水泥性的能,提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果见表10。
表9实施例5制备水泥原材料的主要化学成分/%
表10实施例5提铁指标与硅酸盐水泥指标测试结果
由表10试验结果可知,本实施例的磁化焙烧赤泥选铁尾渣经过磁-重联合工艺处理后可以获得产率为21.32%、Fe2O3含量为81.01%的铁精矿以及产率78.68%、Fe2O3含量为45.24%的体铁尾矿,提铁尾矿制备的硅酸盐水泥3天与28天的抗压强度分别为27.8MPa、60.8MPa,而3天与28天的抗折强度分别为4.6Mpa与8.9Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为60min与115min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该硅酸盐水泥满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的525的等级要求,该选铁尾渣实现了综合利用。
对比例1
将对比例1和实施例1进行对比,对比例1和实施例1的区别在于:
选取的磁化焙烧赤泥选铁尾渣同实施例1,采用发明专利CN202111388163.8所示的方法以选铁尾渣替代赤泥原矿进行制备高铁水泥,高铁水泥3天与28天的抗压强度分别为17.2MPa、42.8MPa,而3天与28天的抗折强度分别为3.9Mpa与7.1Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为60min与220min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该高铁水泥满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的425的等级要求,该选铁尾渣实现了综合利用。与实施例1的硅酸盐水泥的抗压强度、抗折强度相比(525等级),对比例1所得的高铁水泥强度均低于实施例,而且实施例1还获得了产率为12.41%、Fe2O3含量为80.42%的铁精矿,经济价值更高。因此本申请实施例相较于发明专利CN202111388163.8提供的方法更适合用于磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用。
对比例2
将对比例2和实施例2进行对比,对比例2和实施例2的区别在于:
选取的磁化焙烧赤泥选铁尾渣同实施例2,采用发明专利CN202111388163.8所示的方法以选铁尾渣替代赤泥原矿进行制备高铁水泥,高铁水泥3天与28天的抗压强度分别为14.MPa、33.2MPa,而3天与28天的抗折强度分别为1.8Mpa与5.3Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为92min与490min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该高铁水泥的抗折强度与抗折强度均不满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的最低标准425等级要求,导致该高铁水泥无法进行市场销售。与实施例2提铁尾矿制备的等级525的硅酸盐水泥的抗压强度、抗折强度相比,对比例2所得的高铁水泥强度均低于实施例2,且实施例2还获得了产率为13.62%、Fe2O3含量为81.85%的铁精矿,经济价值更高。因此,本申请实施例相较于发明专利CN202111388163.8提供的方法更适合用于磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用。
对比例3
将对比例2和实施例2进行对比,对比例2和实施例2的区别在于:
选取的磁化焙烧赤泥选铁尾渣同实施例2,采用发明专利CN202111388163.8所示的方法以选铁尾渣替代赤泥原矿进行制备高铁水泥,高铁水泥3天与28天的抗压强度分别为14.MPa、33.2MPa,而3天与28天的抗折强度分别为1.8Mpa与5.3Mpa,硅酸盐水泥的初凝时间与终凝为92min与490min,综合凝结时间、抗压强度以及抗折强度指标可知,该高铁水泥的抗折强度与抗折强度均不满足通用硅酸盐水泥国标GB175-2020的最低标准425等级要求,导致该高铁水泥无法进行市场销售。与实施例2提铁尾矿制备的等级525的硅酸盐水泥的抗压强度、抗折强度相比,对比例2所得的高铁水泥强度均低于实施例2,且实施例2还获得了产率为13.62%、Fe2O3含量为81.85%的铁精矿,经济价值更高。因此,本申请实施例相较于发明专利CN202111388163.8提供的方法更适合用于磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用
对实施例1-5和对比例1-3制备的硅酸盐水泥与高铁水泥的抗压强度与抗折强度指标进行统计,结果见表11。
表11实施例与对比例试验数结果
综合本发明实施例1-5提铁尾矿制备的硅酸盐水泥规格均高于或等于硅酸盐水泥425等级要求,而对比例1-3之别的高铁水泥规格小于或等于硅酸盐水泥425等级要求,且实施例1-5还获得了产率可观的高品质铁精矿(Fe2O3含量>80%),可以作为生产钢铁的原料进行销售,经济价值更高。因此本申请实施例1-5相较对比例1-3具备显著的优势,更适合用于磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在;应当理解,以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所述范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外,在本申请说明书的描述中,术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中,“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。对于用“和/或”描述的三项以上的关联对象的关联关系,表示这三个关联对象可以单独存在任意一项,或者其中任意至少两项同时存在,例如,对于A,和/或B,和/或C,可以表示单独存在A、B、C中的任意一项,或者同时存在其中的任意两项,或者同时存在其中三项。在本文中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法包括如下步骤:
对磁化焙烧赤泥选铁尾渣进行湿式磁选抛尾,得到粗精矿与非磁性矿物;
将所述粗精矿进行重选提纯,得到湿铁精矿与轻矿物;
对所述湿铁精矿脱水,得到铁精矿;
将所述非磁性矿物与轻矿物合并后脱水、烘干、打散,得到提铁尾矿;
将所述提铁尾矿与破磨干燥后的石灰石、黏土以及石英砂选尾矿按预定配比混匀,获得水泥生料;
将所述水泥生料压制后煅烧、急冷获得水泥熟料;
将所述水泥熟料与石膏混合干磨矿后得到硅酸盐水泥。
2.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,以所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣的质量百分比计,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣中,Fe2O3含量不高于58%,SiO2含量不高于12%,CaO含量不高于2.5%,Na2O含量不高于1.0%。
3.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述磁化焙烧赤泥选铁尾渣中,粒径小于0.038mm的颗粒占比为50%-60%。
4.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述磁选抛尾的场强为0.3T-0.6T;和/或,
磁选脉动水冲次为220-290次/min。
5.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述粗精矿重选提纯为摇床重选、离心重选以及螺旋溜槽重选工艺中至少两种的串联使用;和/或,
所述重选提纯工艺的次数为2-3次。
6.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述提铁尾矿中,粒径小于0.074mm的颗粒占比为88%以上;和/或,
所述提铁尾矿的含水量不高于2%。
7.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述水泥生料中各原料配比是按预设水泥熟料KH值0.84~0.89,SM值1.8~2.4,IM值1.0~1.8及各原料的化学组成计算而来,即:4-12%的提铁尾矿,60-75%的石灰石,15-25%的黏土,4-8%的石英砂选尾矿。
8.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述将所述水泥生料压制后煅烧,所述压制的压力为3-6Mpa。
9.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述将所述水泥生料压制后煅烧,所述煅烧的温度为1350-1450℃,所述煅烧的时间为70-100min。
10.根据权利要求1所述的一种磁化焙烧赤泥选铁尾渣的综合利用方法,其特征在于,所述硅酸盐水泥的比表面积为400m2/kg,其中粒径小于0.045mm的颗粒占比为93%-95%。
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