钢渣回收铁的试验研究

张朝晖，鲁慧慧，巨建涛，谢建宏

(西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西 西安 710055)

钢渣是炼钢过程中产生的废渣， 数量约为钢产量的15%～20%[1]。近年来，随着我国钢铁工业的飞速发展，钢渣的排放量也随之增加[2]。钢渣中含有相当数量的铁，平均含金属铁约为10%左右[3]。不同品种的钢渣，可以作不同的用途。TFe高的钢渣可以作炼钢原料、炼铁原料，以及作烧结原料用，剩下的尾渣一般用于筑路、回填、制造钢渣水泥等[4，5]。太钢集团临汾钢铁有限公司年排转炉钢渣量30万t，转炉废渣中铁的含量为17%～28%。这些转炉钢渣除部分综合利用外，其余全部堆放在东王渣场[6]。综合回收转炉渣中的这部分铁，对节约企业资源、降低环境污染、增加企业经济效益，有很大的长远和现实意义。为此，本试验以临钢钢渣为原料，进行了回收铁的工艺研究。

1 试验原料及方法

1.1 试验原料

试验钢渣样取自太钢集团临汾钢铁有限公司。该钢渣样中，主要矿物成分为硅酸二钙、硅酸三钙、氧化钙和玻璃体。经工艺矿物学研究证明，钢渣中金属铁粒度分布极不均匀，磁铁矿、赤、褐铁矿结晶粒度细微，与硅钙质固溶体嵌布关系密切，较难单体解离。通过选矿可直接回收的金属矿物，主要有金属铁、磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿。

钢渣经多元素化学分析，其组成见表1。

表1 化学多元素分析结果

1.2 试验方法

结合钢渣性质，分别进行了湿式弱磁选和湿式强磁选对比试验，从而得到合适的工艺路线。

2 试验结果及讨论

2.1 湿式弱磁选试验

(1)湿式磁选磨矿细度试验

钢渣湿式磁选磨矿细度试验是在弱磁场中进行的。试验固定磁场强度0.16T，磨矿细度分别为-200目产品的含量60%、70%、80%、90%、95%。由试验数据可得铁品位、回收率与磨矿细度关系，如图1所示。

由图1可以看出，磨矿细度对铁精矿的铁品位与回收率有较大影响。在磨矿细度-200目70%时，铁回收率约为64%，品位约为59%；在磨矿细度-200目80%时，铁回收率提高到了约66%，但品位下降到了约50%。综合考虑各方面因素，磨矿细度以-200目占75%为宜。

(2)湿式弱磁选磁场强度试验

钢渣湿式磁选磁场强度试验，是在固定磨矿细度-200目92%，磁场强度分别为0.16T、0.145T、0.125T、0.10T下进行的。由试验数据可得铁品位、回收率与磁场强度的关系，如图2所示。

图1 —200目产品的磨矿细度与铁品位、回收率关系

图2 磁场强度与铁品位、回收率关系

从图2可以看出，随着磁场强度增加，铁精矿的品位有所下降，但都在50%以上，回收率明显提高。在磁场强度为0.175T时，达到了66.75%。因此，本次试验选弱磁场强度0.175T较为理想。

(3)湿式弱磁选试验结果及分析

钢渣湿式弱磁选验证试验，是在固定磨矿细度-200目75%、磁场强度为0.175T的条件下进行的。试验结果见表2。

表2 湿式弱磁选验证试验结果

从表2可以看出，铁精矿产率为31.00%，铁精矿品位可以达到60.60%，全铁回收率为66.99%，试验结果比较理想。

2.2 湿式强磁选试验

(1)湿式强磁选磁场强度试验

试验钢渣样中有弱磁性矿物赤、褐铁矿，为了进一步回收这部分赤、褐铁矿中的铁，进行了湿式强磁选磁场强度试验。试验用原料为湿式弱磁选磁场强度验证试验的弱磁尾渣。由试验数据可得铁品位、回收率与磁场强度关系，如图3所示。

图3 磁场强度与铁品位、回收率关系

从图3可以看出，随着磁场强度的变化，铁精矿品位变化不大，回收率有所增加。但强磁选精矿品位仅仅有20%左右，无法获得合格的铁精矿。

(2)湿式强磁选再磨细度试验

从钢渣湿式强磁选磁场强度试验结果可见，强磁选精矿品位仅仅只有20%左右，这可能是因为钢渣中赤、褐铁矿结晶粒度细小，没有达到单体解离原因。因此，进行了强磁选再磨细度试验，试验磁场强度1.278T，试验结果见表3。

从表3可以看出，弱磁选尾渣经过再磨，在同一磁感应强度下进行选别，铁精矿品位只能达到24%～25%，距合格的铁精矿质量要求相差甚远，而且入选弱磁选尾渣铁品位只有13%～14%。继续提高再磨细度，势必增加磨矿成本，经济上不够合理，因而没有必要继续深入研究。

2.3 铁精矿质量检验分析

为了检查选矿产品质量，特进行了铁精矿质量分析，铁精矿质量分析结果详见表4。

表3 弱磁选尾渣强磁选磨矿细度试验结果

表4 钢渣湿式弱磁选铁精矿和尾渣多项化学分析结果(%)

从表4的试验结果分析可知，湿式弱磁选工艺可以从该钢渣中选出品位为60%以上的铁精矿。但是，该铁精矿含磷超标，需在冶炼过程中注意除磷。

3 结论

(1)将钢渣在磨矿细度-200目75%，磁场强度0.175T的条件下进行湿式弱磁选，研究结果表明：铁精矿产率31.00%，选矿比3.23，铁精矿品位可以达到60.60%，全铁回收率为66.99%。

(2)湿式弱磁选工艺可以从该钢渣中选出品位为60%以上的铁精矿。但是，该铁精矿含磷超标。

[1] 姜从盛,丁庆军,王发洲,李春.钢渣的理化性能及其综合利用发展趋势[J].国外建材科技,2002,23(3):3-5.

[2] 谭策衡,刘闯. 热泼渣技术及其应用[J]. 上海宝钢工程设计, 2001(1) : 29-34.

[3] 韩永孝.浅谈钢渣的综合利用[J].再生资源研究,2007(6):39-42.

[4] 朱友益,王化军,张强.钢渣综合利用试验研究[J].矿产综合利用,1997(1):8-12.

[5] 丁明.非金属矿物加工工程[M].北京:化学工业出版社,2003.

[6] 武运生.临钢钢铁渣资源化综合利用现状与发展方向[J].中国冶金,2006,16(12):42-44.