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赤鐵礦礦石無廢高效利用方法

1508   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:中國礦業(yè)大學(xué) 徐州潤鋒新材料有限公司  
2022-04-18 15:35:31


權(quán)利要求
1.赤鐵礦無廢高效利用方法,其特征在于步驟如下: a、將赤鐵礦原礦破碎篩分、磨礦后,加水?dāng)嚢柚瞥傻V漿并分級,分級后得到溢流和底流,底流返回至上一級磨礦重新作業(yè); b、將分級后得到的溢流給進行強磁選1,得到磁選精礦1和磁選尾礦1; c、對磁選精礦1采用反浮選進行提質(zhì)脫硅,得到高品位的鐵精礦1和泡沫產(chǎn)品,高品位精礦作為煉鐵原料直接使用; d、將泡沫產(chǎn)品消泡后與和步驟b中的磁選尾礦1一起進行強磁選2,得到磁選精礦2和磁選尾礦2; e、將磁選精礦2進行離心分選提質(zhì)得到低品位鐵精礦2和離心液,低品位鐵精礦作為配礦與高鐵低硅鐵礦摻配,作為煉鐵原料; f、將離心液和磁選尾礦2進行濃縮,得到濃縮底流和循環(huán)水; g、將濃縮底流過濾脫水,得到濾餅; h、將濾餅進行干燥,得到干燥的物料; i、將干燥的物料進行磨細(xì)制粉,磨細(xì)過程中加入質(zhì)量比為5-10%復(fù)合活化劑,磨礦時間40-80min,制得尾礦微粉與水泥廠中高強度水泥摻配,增加水泥的產(chǎn)量,且增加不同強度水泥的種類,水泥適用范圍更為廣泛;或者送入混凝土攪拌站以取代水泥10%-30%,改善混凝土力學(xué)特性、和易性及耐久性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤鐵礦無廢高效利用方法,其特征在于:所述步驟a磨礦后的加水制成的礦漿配制質(zhì)量濃度為40%-50%,分級使用的分級旋流器的分級粒度為74μm。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤鐵礦無廢高效利用方法,其特征在于:所述步驟b中的強磁選1使用立環(huán)高梯度磁選機,立環(huán)高梯度磁選機的磁選強度為0.5-0.6T;所述步驟d中的強磁選2使用立環(huán)高梯度磁選機,立環(huán)高梯度磁選機的磁選強度為0.6-0.8T。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤鐵礦無廢高效利用方法,其特征在于:所述步驟c中的反浮選浮選使用的試劑條件為:pH調(diào)整劑NaOH用量為800-1000g/t,硅酸礦物活化劑CaO用量為600-800g/t,捕收劑油酸鈉用量為200-300g/t,抑制劑淀粉用量為800-1000g/t。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤鐵礦無廢高效利用方法,其特征在于:所述步驟e中的離心分選使用的離心分選機工作參數(shù):沖洗水壓力0.4-0.6Mpa,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為180-240rpm。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的赤鐵礦無廢高效分選方法,其特征在于:所述步驟i中使用的復(fù)合活化劑原料為按質(zhì)量百分比:糖類衍生物1-4%,六偏磷酸鈉15-25%,硅酸鈉20-25%,氧化鈣40-55%的混合物;糖類衍生物為蔗糖、葡萄糖、果糖、糖蜜的一種或多種混合物。

說明書
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及礦石無廢高效利用方法,尤其適用于礦物分選領(lǐng)域使用的赤鐵礦礦石無廢高效利用方法。

背景技術(shù)
鐵礦石,鋼鐵工業(yè)的糧食,位于鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的起點,是我國重要的礦產(chǎn)資源之一。隨著我國鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展,國內(nèi)煉鐵企業(yè)對優(yōu)質(zhì)鐵精礦的需求量快速增長。我國鐵礦資源豐富,但全國總鐵礦儲量的1/5以上為細(xì)粒難選的弱磁性赤鐵礦。目前,細(xì)粒赤鐵礦的選礦技術(shù)主要是強磁選、重選和浮選。強磁選是回收赤鐵礦最為經(jīng)濟的手段,用于回收赤鐵礦,常采用一段強磁選+反浮選工藝得到高品位的鐵礦,尾礦直接進入尾礦庫,但尾礦具備再選經(jīng)濟價值,直接進入尾礦庫帶來很大的資源浪費;焙燒磁選是近年來發(fā)展較快的赤鐵礦回收技術(shù),但存在能耗高的技術(shù)特點,尤其在當(dāng)今鋼鐵過剩情況下不具備成本優(yōu)勢??梢?,針對細(xì)粒赤鐵礦,仍然缺乏生產(chǎn)成本低,環(huán)保的高效分選短流程新工藝。我國赤鐵礦具有貧、細(xì)、雜的特性,隨著貧雜赤鐵礦資源的開發(fā)和利用,尾礦數(shù)量與日俱增,尾礦的堆置不僅對環(huán)境造成污染,更造成資源的巨大浪費。如何規(guī)?;{利用赤鐵礦尾礦已成為解決我國資源短缺和發(fā)展礦山循環(huán)經(jīng)濟的亟需解決問題。鐵尾礦的主要成分為硅酸鹽礦物,具有和水泥相似的礦物組成,主要包括SiO 2、Al 2O 3、CaO、MgO、Fe 2O 3,具備了成為礦物摻合料的潛質(zhì),但針對赤鐵礦尾礦制備礦物摻合料尚處于初始研究階段,尚未進行大規(guī)模工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)的不足之處,提供流程簡單、產(chǎn)品靈活,可實現(xiàn)將赤鐵礦石的分選產(chǎn)物被高效利用,安全環(huán)保的赤鐵礦礦石無廢高效利用方法化。
赤鐵礦無廢高效利用方法,其特征在于步驟如下:
a、將赤鐵礦原礦破碎篩分、磨礦后,加水?dāng)嚢柚瞥傻V漿并分級,分級后得到溢流和底流,底流返回至上一級磨礦重新作業(yè);
b、將分級后得到的溢流給進行強磁選1,得到磁選精礦1和磁選尾礦1;
c、對磁選精礦1采用反浮選進行提質(zhì)脫硅,得到高品位的鐵精礦1和泡沫產(chǎn)品,高品位精礦作為煉鐵原料直接使用;
d、將泡沫產(chǎn)品消泡后與和步驟b中的磁選尾礦1一起進行強磁選2,得到磁選精礦2和磁選尾礦2;
e、將磁選精礦2進行離心分選提質(zhì)得到低品位鐵精礦2和離心液,低品位鐵精礦作為配礦與高鐵低硅鐵礦摻配,作為煉鐵原料;
f、將離心液和磁選尾礦2進行濃縮,得到濃縮底流和循環(huán)水;
g、將濃縮底流過濾脫水,得到濾餅;
h、將濾餅進行干燥,得到干燥的物料;
i、將干燥的物料進行磨細(xì)制粉,磨細(xì)過程中加入質(zhì)量比為5-10%復(fù)合活化劑,磨礦時間40-80min,制得尾礦微粉與水泥廠中高強度水泥摻配,增加水泥的產(chǎn)量,且增加不同強度水泥的種類,水泥適用范圍更為廣泛;或者送入混凝土攪拌站以取代水泥10%-30%,改善混凝土力學(xué)特性、和易性及耐久性。
所述步驟a磨礦后的加水制成的礦漿配制質(zhì)量濃度為40%-50%,分級旋流器的分級粒度為74μm。
所述步驟b中立環(huán)高梯度磁選機的磁選強度為0.5-0.6T;所述步驟d中立環(huán)高梯度磁選機的磁選強度為0.6-0.8T
所述步驟c中的浮選條件為:pH調(diào)整劑NaOH用量為800-1000g/t,硅酸礦物活化劑CaO用量為600-800g/t,捕收劑油酸鈉用量為200-300g/t,抑制劑淀粉用量為800-1000g/t。
所述步驟e中的離心分選機工作參數(shù):沖洗水壓力0.4-0.6Mpa,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為180-240rpm。
所述步驟i中使用的復(fù)合活化劑原料為按質(zhì)量百分比:糖類衍生物1-4%,六偏磷酸鈉15-25%,硅酸鈉20-25%,氧化鈣40-55%的混合物;糖類衍生物為蔗糖、葡萄糖、果糖、糖蜜的一種或多種混合物。
有益效果:針對赤鐵礦礦石工藝礦物學(xué)特性,提出了兩段高梯度磁選提質(zhì)脫硅的工藝流程,得到兩種品位的鐵精礦產(chǎn)品,高品位鐵礦直接作為煉鐵原料,低品位精礦作為配礦與高品位、低硅的鐵精礦進行摻配作為煉鐵原料,產(chǎn)品靈活;同時根據(jù)尾礦的特性,通過采用復(fù)合活化劑+機械磨礦的方式提高了尾礦微粉表面活性,添加30%尾礦微粉,該微粉為尾礦經(jīng)干磨45min,磨礦過程中加入復(fù)合活化劑制成試驗?zāi)z砂,8d的活性指數(shù)高于80%,遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的活性指數(shù)60%的要求(YB/T4561-2016),同時,流動比大于95%,比表面積大于500m 2,SiO 2含量高于60%,完全符合鐵尾礦制備礦物摻合料的各項指標(biāo)要求,產(chǎn)品既可用于與水泥廠高強度水泥摻配,增加水泥的產(chǎn)量,且增加水泥的種類,強度等級可控,水泥適用范圍更為廣泛。此外,尾礦微粉還可供給于混凝土攪拌站等,取代水泥10%-30%,改善混凝土力學(xué)特性、和易性及耐久性。本方法可以將赤鐵礦礦石的所有分選物被充分利用,無廢棄物產(chǎn)生安全環(huán)保,其工藝流程簡單,產(chǎn)品靈活,實現(xiàn)了赤鐵礦高效分選和尾礦大宗消納資源化利用的目標(biāo),具有很好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益,可為綠色無廢礦山的建設(shè)提供了新的方法,對于礦山生態(tài)保護和國家無廢礦山建設(shè)具有重要的實踐價值。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的赤鐵礦礦石無廢高效利用方法流程示意圖圖;
圖2為本發(fā)明的尾礦微粉制粉過程中加入6%復(fù)合活化劑的活性指標(biāo)對比;
圖3為本發(fā)明的尾礦微粉制粉過程中加入7%復(fù)合活化劑的活性指標(biāo)對比。

具體實施方式
下面結(jié)合實施例進一步詳細(xì)說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容和有益效果,該實施例僅用于說明本發(fā)明而非對本發(fā)明的限制。
如圖1所示,本發(fā)明的赤鐵礦礦石無廢高效利用方法,其步驟如下:
a、將赤鐵礦原礦破碎篩分、磨礦后,加水?dāng)嚢柚瞥傻V漿并分級,分級后得到溢流和底流,底流返回至上一級磨礦重新作業(yè);礦漿配制質(zhì)量濃度為40%-50%,分級旋流器的分級粒度為74μm;
b、將分級后得到的溢流給進行強磁選1,得到磁選精礦1和磁選尾礦1;強磁選使用立環(huán)高梯度磁選機,強磁選1的磁選強度為0.5-0.6T;
c、對磁選精礦1采用反浮選進行提質(zhì)脫硅,得到高品位的鐵精礦1和泡沫產(chǎn)品,高品位精礦作為煉鐵原料直接使用;反浮選使用pH調(diào)整劑,其使用的pH調(diào)整劑包括NaOH用量為800-1000g/t,硅酸礦物活化劑CaO用量為600-800g/t,捕收劑油酸鈉用量為200-300g/t,抑制劑淀粉用量為800-1000g/t;
d、將泡沫產(chǎn)品消泡后與和步驟b中的磁選尾礦1一起進行強磁選2,得到磁選精礦2和磁選尾礦2;強磁選2使用立環(huán)高梯度磁選機,強磁選2磁選強度為0.6-0.8T;
e、將磁選精礦2進行離心分選提質(zhì)得到低品位鐵精礦2和離心液,低品位鐵精礦作為配礦與高鐵低硅鐵礦摻配,作為煉鐵原料;離心分選參數(shù)為沖洗水壓力0.4-0.6Mpa,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為180-240rpm;
f、將離心液和磁選尾礦2進行濃縮,得到濃縮底流和循環(huán)水;
g、將濃縮底流過濾脫水,得到濾餅;
h、將濾餅進行干燥,得到干燥的物料;
i、將干燥的物料進行磨細(xì)制粉,磨細(xì)過程中加入質(zhì)量比為5-10%復(fù)合活化劑,磨礦時間40-80min,制得尾礦微粉高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YB/T4561-2016)中礦物摻合料的質(zhì)量要求。制得的尾礦微粉可用于與水泥廠中高強度水泥摻配,增加水泥的產(chǎn)量,且增加不同強度水泥的種類,水泥適用范圍更為廣泛。此外,尾礦微粉還可供給于混凝土攪拌站等,取代水泥10%-30%,改善混凝土力學(xué)特性、和易性及耐久性。復(fù)合活化劑原料為按質(zhì)量百分比:糖類衍生物1-4%,六偏磷酸鈉15-25%,硅酸鈉20-25%,氧化鈣40-55%的混合物;糖類衍生物為蔗糖、葡萄糖、果糖、糖蜜的一種或多種混合物。
實施例1
海南昌江地區(qū)赤鐵礦中含F(xiàn)e 46.41%、SiO 2 29.76%,主要金屬礦物為赤鐵礦,脈石礦物主要為石英、高嶺石、絹云母、方解石等。將該赤鐵礦破碎篩分后磨礦至-200目占85%,經(jīng)過I段立環(huán)脈動高梯度(磁場強度0.6T)磁選機磁選,得到產(chǎn)率為55.25%,品位為56.50%的磁選精礦,尾礦產(chǎn)率為44.75%,品位為33.95%。磁選精礦經(jīng)過1段浮選機反浮選脫硅,浮選條件為pH為11.0,CaO用量為700g/t,油酸鈉用量為250g/t,淀粉用量為1.0kg/t,取得精礦品位為62.55%,產(chǎn)率為82.14%,尾礦品位為28.67%,產(chǎn)率為17.86%。磁選尾礦和浮選泡沫產(chǎn)品進入II段立環(huán)脈動高梯度磁選機(磁場強度0.7T)磁選,得到精礦品位為47.95%,產(chǎn)率為35.62%,尾礦品位為24.73%,產(chǎn)率為64.38%。磁選精礦經(jīng)過離心分選機分選,得到品位為53.02%,產(chǎn)率為80.12%的精礦。
上述得到的尾礦經(jīng)過濃縮、脫水、烘干、機械磨礦,磨礦過程中添加質(zhì)量比例6%的復(fù)合活化劑(按照質(zhì)量百分比:糖蜜2%,六偏磷酸鈉23%,硅酸鈉25%,氧化鈣50%配成),磨礦時間45min,得到的尾礦微粉-38μm占80%以上。參考《用于水泥和混凝土中的鐵尾礦粉》(YB/T4561-2016)測試鐵尾礦微粉的性能指標(biāo)。與對比膠砂(未添加尾礦微粉)相比,試驗?zāi)z砂1(添加30%尾礦微粉,該微粉為尾礦經(jīng)干磨45min,磨礦過程中加入6%復(fù)合活化劑)28d的活性指數(shù)為80.12%,遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的60%(YB/T4561-2016),遠(yuǎn)高于試驗?zāi)z砂2(添加30%尾礦微粉,該微粉為尾礦干磨70min,干磨過程中不添加復(fù)合活化劑)的活性指數(shù)。同時,經(jīng)過活化后的鐵尾礦微粉的比表面積為525.00m 2/kg,SiO 2含量65.30%,密度為2.82g/cm 3,流動比98.00%,各指標(biāo)均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,制成的尾礦微粉可用于部分取代水泥制備膠凝材料。
表1活化后(干磨45min,干磨過程中加入質(zhì)量比6%復(fù)合活化劑)尾礦微粉其他性能指標(biāo)
性能指標(biāo) 試驗數(shù)值 標(biāo)準(zhǔn)要求 密度/(g/cm 3) 2.82 ≥2.70 比表面積/(m 2/kg) 525 ≥400.00 含水量/% 0.08 ≤1.00 流動比/% 98.00 ≥95.00 燒失量/% 3.80 ≤5.00 二氧化硅含量/% 65.30 ≥60.00 三氧化硫含量/% 1.02 ≤2.00 氯離子含量/% 0.03 ≤0.06
實施例2
同樣為海南昌江地區(qū)赤鐵礦,兩段高梯度分選同實施例1,分選后得到的最終尾礦經(jīng)過濃縮、脫水、烘干、機械磨礦,磨礦過程中添加質(zhì)量比例7%的復(fù)合活化劑(按照質(zhì)量百分比:糖蜜1.5%,果糖1.5%,六偏磷酸鈉17%,硅酸鈉25%,氧化鈣55%配成),磨礦時間45min,得到的尾礦微粉-38μm占80%以上。參考《用于水泥和混凝土中的鐵尾礦粉》(YB/T4561-2016)測試鐵尾礦微粉的性能指標(biāo)。與對比膠砂(未添加尾礦微粉)相比,試驗?zāi)z砂1(添加30%尾礦微粉,該微粉為尾礦經(jīng)干磨45min,磨礦過程中加入7%復(fù)合活化劑)28d的活性指數(shù)為81.20%,遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的60%(YB/T4561-2016),遠(yuǎn)高于試驗?zāi)z砂2(添加30%尾礦微粉,該微粉為尾礦干磨70min,干磨過程中不添加復(fù)合活化劑)的活性指數(shù)。同時,經(jīng)過活化后的鐵尾礦微粉的比表面積為560m 2/kg,SiO 2含量65.10%,密度為2.81g/cm 3,流動比98.50%,各指標(biāo)均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,制成的尾礦微粉可用于部分取代水泥制備膠凝材料??梢?,采用本發(fā)明方法,海南地區(qū)赤鐵礦可實現(xiàn)鐵的高效回收,鐵尾礦經(jīng)復(fù)合活化劑+機械磨礦活化制成高活性微粉,部分取代水泥用于膠凝材料制備,實現(xiàn)尾礦的大規(guī)模消納和資源化利用,實現(xiàn)礦山無尾礦排放的目標(biāo)。
性能指標(biāo) 試驗數(shù)值 標(biāo)準(zhǔn)要求 密度/(g/cm 3) 2.81 ≥2.70 比表面積/(m 2/kg) 560 ≥400.00 含水量/% 0.07 ≤1.00 流動比/% 98.50 ≥95.00 燒失量/% 3.60 ≤5.00 二氧化硅含量/% 65.10 ≥60.00 三氧化硫含量/% 0.99 ≤2.00 氯離子含量/% 0.03 ≤0.06
表2活化后(干磨45min,干磨過程中加入7%復(fù)合活化劑)尾礦微粉其他性能指標(biāo)
圖2為尾礦微粉活性指標(biāo)對比:對比組為對比膠砂,未添加尾礦微粉;未加活化劑組為添加30%尾礦微粉,但尾礦微粉干磨過程未添加復(fù)合活化劑,磨礦時間70min;加入活化劑組為添加30%尾礦微粉,干磨過程中加入6%復(fù)合活化劑,磨礦時間為45min。
圖3為尾礦微粉活性指標(biāo)對比:對比組為對比膠砂,未添加尾礦微粉;未加活化劑組為添加30%尾礦微粉,但尾礦微粉干磨過程未添加復(fù)合活化劑,磨礦時間70min;加入活化劑組為添加30%尾礦微粉,干磨過程中加入7%復(fù)合活化劑,磨礦時間為45min。


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聲明:
“赤鐵礦礦石無廢高效利用方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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