罐底油泥冷固结并还原铁矾渣的可行性研究

罐底油泥富含饱和烃、芳香烃、沥青和胶质等多种有机组分,其中的沥青质、胶质等具有较强的粘性,为探究其冷固结铁矾渣制备球团的可能性,及其对铁矾渣中铅、锌、铁的还原与回收效果,进行了系统的工艺条件研究,并通过XRD和SEM-EDS分析了还原机理。结果表明,Fe、Zn、Pb含量分别为26.76%、6.95%和3.01%的铁矾渣,在燕山石化公司的罐底油泥、CaO、汉中锌业有限责任公司的铁矾渣质量比为40∶30∶100、成球压力为10 MPa条件下,可获得抗压强度、落下强度分别为253.33 N、7次的罐底油泥-铁矾渣生球团,经过100 ℃干燥30 min的冷固结球团的抗压强度、落下强度分别为301.67 N、8.67次;冷固结球团在1 250 ℃下直接还原90 min,铅、锌的挥发率分别达81.10 %、99.56 %,并获得铁金属化率为82.86%的焙砂;焙砂经过磨矿（74 μm占66.52%）-中磁选（477.71 kA/m）-再磨（-38 μm占90.80%）-弱磁粗选（207.01 kA/m）-弱磁精选（16.56 kA/m）,获得铁品位为90.34%、回收率为14.82%的金属铁粉和铁品位为65.20%、回收率为55.54%的铁精矿,铁总回收率为70.35%。可见,罐底油泥可用作为铁矾渣冷固结球团的粘结剂和还原剂使用。     

焙烧制度对煤泥-浸锌渣冷固结球团还原行为的影响

基于直接还原法探讨了焙烧制度对煤泥-浸锌渣冷固结球团中锌、铅挥发率和铁金属化率的影响,分析了焙烧制度对球团中含锌、铅、铁化合物相变的影响,试验确定了焙砂磨矿-弱磁选回收其中铁的工艺和效果。结果表明：在1 250 ℃焙烧90 min,可使球团中锌、铅的挥发率分别达到98.87%、95.39%,铁的金属化率达到98.66%;焙砂中未见锌、铅单质及其化合物,只存在大量的金属铁,且金属铁颗粒多数大于30 μm;焙砂采用2段磨矿、2段弱磁选流程处理,可同时获得含铁91.20%、回收率为30.32%的金属铁粉和铁品位为61.58%、回收率为50.01%的铁精矿,铁总回收率达80.33%。     

铜渣转底炉直接还原回收铁锌工艺研究

为解决国内某铜渣的开发利用问题，以兰炭为还原剂、白云石为添加剂，采用模拟转底炉直接还原—磨矿—磁选工艺，对有价元素铁、锌的回收及杂质硫的脱除进行了研究。结果表明：在兰炭用量为25%，白云石用量为10%，还原温度为1 300 ℃，还原时间为35 min情况下，直接还原过程的锌脱除率为99.14%，可获得ZnO含量为79.59%的氧化锌粉，金属化球团经磨矿、磁选后，获得了铁品位为92.79%、铁回收率为88.12%、硫含量为0.08%的金属铁粉。机理分析表明，铜渣中的铁橄榄石、磁铁矿相大部分已转变为金属铁相，金属铁颗粒明显聚集长大，最大粒度超过100 μm，且与脉石矿物等存在清晰平滑的界面，有利于后续磨矿、磁选工序得到高品位的金属铁粉。     

无烟煤转底炉直接还原铜渣回收铁、锌研究

以无烟煤作还原剂,经过配料、圆盘造球、转底炉直接还原和磨矿-磁选工艺流程,从国内某铜渣中回收铁、锌,先后进行了基础实验和中试研究。所得最佳还原条件为:铜渣∶无烟煤∶石灰石∶工业纯碱=100∶21.5∶10∶1,还原温度1 280 ℃,还原时间38 min;转底炉排出的金属化球团的磨选条件为:一段磨矿细度-0.074 mm粒级占75.88%,磁场强度143.31 kA/m,二段磨矿细度-0.074 mm粒级占62.89%,磁场强度95.54 kA/m。基于上述条件经过转底炉直接还原流程,金属化球团磁选得到金属铁粉TFe品位92.38%,铁回收率88.39%;布袋收尘系统所得粉尘中氧化锌含量为74.25%。机理研究表明,铜渣中的硅酸铁和磁铁矿经过转底炉还原后转变为金属铁,易于通过磨矿-磁选的方法回收。     

铁矾法炼锌工艺中回收银的研究

在铁矾法炼锌工艺中,溶解于溶液中的Ag~+吸附于锌焙烧料中残余的闪锌矿ZnS(0.3—0.5wt%S)表面,或生成银铁矾型化合物使银富集于酸浸渣。控制沉矾过程中焙砂的用量,保证沉矾前液清亮是降低铁矾渣中的银含量的有效措施。高酸浸出渣中的银铁矾型化合物须酸分解转化为可浮的银矿物。故从高酸浸出渣Ag(300g/t)中可用超酸浸出—硫化浮选法回收银,银的回收率76.54%,银精矿品位4456.0g/t。     

铜渣转底炉直接还原回收铁锌工艺研究

为解决国内某铜渣的开发利用问题,以兰炭为还原剂、白云石为添加剂,采用模拟转底炉直接还原-磨矿-磁选工艺,对有价元素铁、锌的回收及杂质硫的脱除进行了研究。结果表明：在兰炭用量为25%,白云石用量为10%,还原温度为1 300 ℃,还原时间为35 min情况下,直接还原过程的锌脱除率为99.14%,可获得ZnO含量为79.59%的氧化锌粉,金属化球团经磨矿、磁选后,获得了铁品位为92.79%、铁回收率为88.12%、硫含量为0.08%的金属铁粉。机理分析表明,铜渣中的铁橄榄石、磁铁矿相大部分已转变为金属铁相,金属铁颗粒明显聚集长大,最大粒度超过100 μm,且与脉石矿物等存在清晰平滑的界面,有利于后续磨矿、磁选工序得到高品位的金属铁粉。     

硫酸渣磁铁精矿球团试验研究

对某地低品位硫酸渣经还原焙烧-磁选所得磁铁精矿进行了球团试验研究, 结果表明, 该磁铁精矿添加1.5%的湖泗膨润土, 在造球时间10 min、生球水分16.8%的条件下, 得到生球落下强度5.3 次/0.5 m、抗压强度31.55 N/个、爆裂温度435 ℃的良好指标; 球团在预热温度900 ℃、预热时间10 min、焙烧温度1 200 ℃、焙烧时间15 min的条件下固结, 成品球团抗压强度可到达2 871 N/个, 还原度为83.38%, 还原膨胀指数为17.86%, 低温还原粉化指数RDI_-3.15 6.12%。研究结果证明, 使用该磁铁矿完全能生产出可供高炉使用的优质氧化球团, 既扩大了钢铁企业原料来源, 又综合利用了硫酸渣中的铁资源, 具有重大的环保效益。     

铜冶炼渣直接还原焙烧—磁选回收铜、铁试验研究

铜冶炼渣中含有铜、铁等有价金属,其中铜金属可通过直接浮选回收,但铁的矿物组成复杂,很难直接通过磁选回收。以含铁38.76%、含铜2.26%的铜冶炼渣为研究对象,在矿石性质研究基础上,以烟煤为还原剂,通过直接还原焙烧—磁选工艺回收铜渣中的铜、铁。结果表明,铜冶炼渣、烟煤和还原助剂氧化钙以100∶25∶20的质量比混合,在焙烧温度1 200 ℃,焙烧时间80 min的条件下直接还原焙烧铜渣;焙砂在磨矿细度为-0.045 mm含量占80%,磁场强度为111 kA/m的条件下进行磁选试验,最终可获得铁品位为91.54%,铁回收率为90.54%,铜品位为6.06%、铜回收率为89.04%的含铜铁精矿,研究结果可为铜冶炼渣的回收利用提供依据。     

低品位难选铁矿转底炉直接还原中试研究

采用转底炉直接还原焙烧-磁选方法,对低品位难选铁矿进行了转底炉中试试验研究。混合物料配比是m（原矿）:m（焦粉）:m（膨润土）:m（液体粘结剂）=100:33:4:8,转底炉焙烧温度1 250℃~1 330℃,还原时间为42 min,含碳球团厚度3层（约60 mm）,最终获得的球团平均金属化率83.44%,两段磨矿磁选所得还原铁粉产率39.52%,铁品位94.39%,铁回收率83.34%。对还原铁粉压块,压块密度为4.78 t/m3,可以作为优质的电炉炼钢原料。      

谢 铿 王海北 刘三平 苏立峰

对内蒙古某公司湿法炼锌产生的铅银渣和铁矾渣进行扩大试验,采用"洗涤—净化—萃取"工艺回收渣中夹带的水溶锌,铅银渣和铁矾渣中锌洗涤回收率分别达到42%和90%左右,铁去除率大于98%,萃取后得到的富锌溶液可送电积车间生产电锌。该工艺流程简单、原料适应性强、经济效益和社会效益显著。     

含铅锌铁锰矿综合利用新工艺研究

针对湖南某含铅锌铁锰矿, 开发了冷固球团-还原挥发-电炉熔分新工艺, 先将矿粉与还原剂及粘结剂混合, 造球后经低温固结, 再送入回转窑还原。矿中铁还原为海绵铁; MnO₂还原为MnO; 同时铅、锌还原成金属态并挥发, 在烟气中氧化并富集到烟尘中; 还原后的金属化球团直接进入电炉, 通过熔分得到生铁和锰渣。实现了含铅锌铁锰矿的综合回收利用。回转窑还原挥发后的金属化球团中铅、锌含量较低, 不会影响电炉炉衬寿命和操作, 回收铅锌的同时省去了铁锰粉矿进电炉前需造块的工序。试验结果表明, 在焦粉加入量为20%, 硅石用量2.5%, 1 390 ℃下熔分90 min, 得到生铁和锰渣, 生铁中铁品位为95.72%, 锰渣中锰品位为31.53%。     

基于深度还原的某稀土尾矿选铁试验

将某稀土尾矿磁选预抛尾后进行了深度还原-弱磁选工艺技术条件研究，并对深度还原产物和磁选铁粉进行了XRD分析。结果表明，试样适宜的深度还原条件为褐煤用量占试样与褐煤总质量的10%、还原温度为1 200 ℃、还原时间为60 min，还原产物磨矿细度为-74 μm 85%，弱磁选磁场强度为118 kA/m，最终获得了铁品位为91.00%、还原产物弱磁选作业回收率为90.83%、铁综合回收率达78.20%的磁选铁粉；深度还原使还原对象中的复杂铁矿物大都还原成了单质铁，还原产物具有较好的磨矿-弱磁选效果。     

某微细嵌布贫赤铁矿石直接还原-弱磁选试验

湖南某赤铁矿石铁品位约27%,大部分铁矿物嵌布粒度在5 μm左右。对该矿石进行煤基直接还原-弱磁选试验研究,主要考察了还原温度、还原时间对还原效果的影响以及磨矿细度、磁场强度对弱磁选效果的影响。试验结果表明：将原矿压团后与烟煤（煤与矿的质量比为2∶1）在1 150 ℃下还原焙烧100 min,所得还原矿的金属化率为93.41%;还原矿磨至-0.043 mm占90.22%后在63.68 kA/m的磁场强度下经1次弱磁选,可获得铁品位为75.71%、金属化率为92.11%、铁回收率为91.12%的铁精矿。     

研山铁矿综合尾矿再选试验及生产实践

研山铁矿综合尾矿铁品位为9.14%，磁性铁分布率为20.13%、赤褐铁分布率为55.91%，铁矿物主要富集在微细粒级，其次是粗粒级。为充分利用选矿厂闲置的原反浮选尾矿选铁系统回收综合尾矿中的铁矿物，进行了选矿试验。结果表明，试样经强磁选预富集—磨矿—弱磁选—1粗1精1扫反浮选流程处理，在高梯度强磁选背景磁感应强度为0.72 T，磨矿细度为-74 μm占90%，弱磁选磁场强度为238 kA/m，反浮选粗选pH调整剂NaOH用量为1 300 g/t（pH=11.5）、抑制剂苛化淀粉用量为840 g/t、活化剂CaO用量为687.5 g/t、捕收剂GK68用量为1 800 g/t，精选GK68用量为900 g/t情况下，可获得铁品位为69.84%、回收率为4.13%的优质铁精矿。改造后的生产实践表明，采用盘式磁选回收机预富集—一段闭路磨矿—浓缩磁选—二段闭路磨矿—弱磁选抛尾—1粗1精3扫闭路反浮选流程处理选矿厂综合尾矿，每年可产出铁品位超过69%的铁精粉约5.5万t，可为企业增加利润1 750万元/a。     

铁矾渣还原焙烧自硫化研究

为解决铁矾渣大量堆存带来的资源浪费和重金属污染,及传统焙烧回收处理工艺会产生SO_2等二次污染的问题,同时实现铁矾渣中主要有价金属的回收利用,提出了铁矾渣还原焙烧固硫的预处理方法。以铁矾渣热分解过程和热力学计算为基础,通过考察焙烧条件对铁矾渣中主要有价金属锌的硫化率、硫的固定率及物相转变的影响,对铁矾渣还原焙烧自硫化过程进行了研究。结果表明:在焙烧温度为900℃,碳粉添加量为18%,碳酸钠添加量为5%,焙烧时间为90min的条件下,锌的硫化率和硫固化率分别可达93.47%和87.69%。焙烧产物主要以硫化物形式存在,可通过浮选等方式富集。铁矾渣还原焙烧可以实现Zn等主要有价金属的综合回收预处理并避免焙烧过程中SO_2的排放。该研究对其它重金属硫酸盐的清洁处理具有重要的指导意义。     

铁矿石碳热还原过程中铅锌脱除及含铁物相的演变规律

针对含铅0.39%、含锌0.30%的铁矿,采用碳热还原脱除铅锌杂质,利用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱分析等检测手段考察了铁矿还原焙烧过程的反应行为及物相演变规律。结果表明,该铁矿中铅主要以氧化铅和铅铁矾形式存在,锌主要以氧化锌形式存在; 升高焙烧温度及延长焙烧时间均有利于铅锌脱除; 在1 200 ℃下焙烧60 min时,铁矿中铅和锌脱除率均在90%以上。含铅锌铁矿在碳热还原焙烧过程中会生成中间产物铁橄榄石,并最终转变为金属铁和游离的氧化硅固溶体。还原焙烧产物经磁场强度80 kA/m弱磁选可获得铁品位91.91%和铁回收率84.78%的铁精矿,且铁精矿中铅和锌含量分别为0.01%和0.03%,可作为电炉炼钢原料使用。     

铅渣煤基直接还原-磁选选铁试验

云南澜沧某铅渣Fe、Cu、Pb、Zn含量均较高,采用煤基直接还原-磁选工艺对其中的铁进行了回收工艺技术条件研究,并对试验过程中的重要产物进行了XRD和SEM-EDS分析。结果表明,含铁25.98%的铅渣在还原煤用量为铅渣质量的30%、焙烧温度为1 200 ℃、焙烧时间为40 min、直接还原产物磨矿细度为-74 μm占83.92%、1粗1精弱磁选磁场强度分别为180、56 kA/m情况下,可获得铁品位为93.68%、回收率为77.59%的金属铁粉;煤基直接还原可使铅渣中粒度细微、嵌布关系复杂、磁性弱的含铁矿物转变成粒度粗大、与渣界限分明、磁性强的金属铁,为弱磁选分离创造了有利条件。     

钒钛海砂矿转底炉直接还原研究

针对印尼钒钛海砂选矿后的精矿,采用转底炉直接还原—电炉熔分工艺,先后完成了小型基础试验研究和中试试验。得到最佳的条件是,m（海砂精矿）:m（兰炭）:m（膨润土）:m（有机粘结剂）=100:25:3:1,含碳球团3层（54 mm）,还原温度1 260℃,还原时间30 min,中试得到球团平均金属化率88.63%,球团中剩碳4.81%。将金属化球团热装入300 kVA的直流电炉进行冶炼,得到含钒铁水,铁水中铁品位96.25%,钒品位0.443%,铁与钒回收率分别为99.64%和88.96%,炉渣中TiO₂品位38.86%,钛回收率为98.95%。结果表明,转底炉直接还原—电炉熔分处理海砂精矿技术上可行。      

熔剂性红土镍矿球团的还原焙烧-弱磁选效果

回转窑直接还原红土镍矿存在所需温度高、对耐火材料要求苛刻、还原指标差等问题。为开发一种高效低成本的红土镍矿球团还原工艺,考察了以CaO为熔剂改变红土镍矿碱度对红土镍矿球团还原焙烧-弱磁选效果的影响。结果表明：自然碱度下,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为60 min时,所得还原产品经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别仅3.8%和72.9%,回收率分别为17.8%和39.8%,磁性产品中含有较多的镁橄榄石和顽火辉石;随着红土镍矿碱度的增加,红土镍矿的软熔温度先降低后提高,碱度为1.0时,红土镍矿的软熔温度最低,比自然碱度时降低了100 ℃;碱度为1.0的红土镍矿球团在1 300 ℃下还原焙烧60 min后,经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别为8.7%和83.8%,回收率分别为85.6%和62.8%。XRD和扫描电镜分析结果表明：自然碱度的红土镍矿还原焙烧生成的Fe-Ni合金晶粒多在5 μm以下,并且分布比较分散,还原产品中夹杂有较多的杂质;添加CaO至碱度为1.0时,Fe-Ni合金晶粒可以长大到10~50 μm,还原产品中杂质较少,镍和铁得到了明显的富集。试验结果可以为红土镍矿球团还原焙烧-磁选制取镍铁新工艺提供理论基础。     

铜冶炼渣固废资源制备珠铁的研究

为了最大程度地回收铜渣中的铁资源、得到高品质的珠铁产品, 在实验室条件下模拟转底炉, 使用高温炉焙烧还原由铜渣、还原煤、石灰石制备的含碳球团, 直接还原生成珠铁和渣, 再通过人工挑选的方式实现渣铁分离。研究了焙烧温度、焙烧时间、还原煤用量、石灰石用量等因素对焙烧效果、珠铁全铁品位、铁回收率的影响, 确定较佳的球团配料比为铜渣∶还原煤∶石灰石=100∶20∶10, 较佳的焙烧条件为焙烧温度1 400 ℃、焙烧时间40 min, 最终可获得铁回收率91.04%、全铁品位94.72%、C含量1.23%的高品质珠铁。