硫酸烧渣提铁降硫工艺试验研究

刘 霞

硫酸烧渣提铁降硫工艺试验研究

刘 霞

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

对某化工厂黄铁矿制酸烧渣的工艺矿物学性质进行检测分析，确定采用筛分水洗—溜槽重选—浮选脱硫选矿工艺流程，从烧渣中分选获得了铁品位为65.29%，铁回收率为83.74%，硅、硫含量分别为4.89%、0.15%的高品质铁精矿产品。

硫酸烧渣；提铁降硫；螺旋溜槽；重选

我国75%产量的硫酸是以硫铁矿为原料制得的［1］。每生产1 t硫酸，硫酸厂要排渣0.7～1 t，全国每年烧渣总排量超过1 000万t，利用率不到50%，硫酸烧渣中铁含量在30%～60%之间，达不到炼铁要求，但长期堆存，又造成严重的环境污染［2，3］。硫酸烧渣属于人造矿石，用常规的铁矿石选别方法无法获得满意的效果。国内外对烧渣选别工艺进行过大量的研究工作，如氯化焙烧、磁化焙烧等工艺研究，但因工艺复杂或成本过高而未能用于生产实践［4，5］。本文通过对某硫铁矿厂生产的烧渣工艺矿物学研究，采用筛分水洗—溜槽重选—浮选脱硫的选矿工艺流程，成功地分选得到高品质铁精矿，此流程相对简单、成本较低、适应性广、具有一定的灵活性。

1 硫酸烧渣工艺矿物学

1.1化学成分及铁物相分析

试样中主要矿物为磁铁矿、赤褐铁矿、假象赤铁矿，少量及微量矿物的黄铁矿、铅锌铜的氧化物和硫化物等；主要脉石矿物有石英，少量绿泥石、绢云母、高岭土、透闪石、透辉石、硬石膏、玻璃质、霏细质炭质物等。硫酸烧渣主要化学成分结果见表1。采用化学物相法对硫酸烧渣铁化学物相进行分析检测，结果见表2。

从表1可知，烧渣中可回收的主要组分是铁，品位为60.89%，选矿需排除的造渣组分主要是SiO2，次为Al2O3，二者含量合计为8.23%，硫含量为1.39%，其它杂质含量相对较低。由表2可知，烧渣中的铁主要以磁铁矿、赤褐铁矿、假象赤铁矿为主，上述三种都为选矿富集对象，赋存于它们的铁占总铁的96.67%。

表1 主要化学成分分析结果%

表2 硫酸烧渣铁化学物相分析结果%

1.2粒度分析

对硫酸渣样品粒度分布进行了湿法筛分分析，分析结果见表3。

由表3可知，硫酸烧渣粒度较细，大于0.147 mm的颗粒为2.72%，品位为55.14%，可作为杂质直接去除。硫酸烧渣中的硫主要以残余黄铁矿和硫酸盐的形式存在，这两种形式的硫占总硫的80%以上。可以推测出脱除的主要为钙离子和硫酸根离子，硫的去除率为60%～70%左右，水洗后烧渣的铁品位提高到63.11%。因此，在筛分水洗的过程中不仅能去掉大颗粒低品位杂质，有助于提高铁品位。

表3 硫酸烧渣粒度组成及铁的分布%

2 选矿试验

2.1选矿方案确定

根据硫酸烧渣的矿物性质，首先进行筛分水洗试验，可溶性盐类溶解于水中，可以提高烧渣的铁品位，降低硫含量。螺旋溜槽具有结构简单、占地面积小、处理量大、富集比高、安装操作方便、适应性强等特点，重选采用螺旋溜槽进行分选［6，7］。筛分水洗除杂的烧渣采用两段螺旋溜槽重选，重选精矿再采用反浮选脱硅脱硫，得到合格的铁精矿产品。选矿原则流程如图1所示。

图1 硫酸烧渣提铁降硫选矿原则流程图

2.2溜槽重选

烧渣经筛分水洗后－0.147 mm矿样进入溜槽重选，分选得到铁精矿和尾矿。试验采用的螺旋溜槽直径为400 mm，研究截流宽度、矿浆浓度、给矿量三个参数对铁精矿的铁品位及回收率的影响规律，试验流程如图2所示。

图2 硫酸烧渣筛分水洗—溜槽重选试验流程

2.2.1 截流宽度

硫酸烧渣进入螺旋溜槽分选时的矿浆浓度为10%时，给矿量为0.05 t／h，进行截流宽度试验，试验结果如图3所示。

图3 溜槽截流宽度对铁精矿品位及回收率的影响

从图3可以看出，溜槽截流宽度对铁品位影响显著，在截留位置为3.5 cm时，铁品位最高，随着截流宽度的增大，回收率显著增大。

2.2.2 矿浆浓度

硫酸烧渣进入螺旋溜槽分选，截流宽度为3.5 cm，给矿量为0.05 t／h，进行矿浆浓度试验，试验结果如图4所示。

图4 矿浆浓度对铁精矿品位及回收率的影响

从图4可以看出，矿浆浓度为15%时，铁精矿品位最高，随着矿浆浓度的增大，回收率显著降低。

2.2.3 给矿量试验

硫酸烧渣进入螺旋溜槽分选，截流宽度为3.5cm，矿浆浓度为15%。进行给矿量试验，试验结果如图5所示。

图5 给矿量对铁精矿品位及回收率的影响

从图5可以看出，给矿量为0.05 t／h时，铁精矿品位达到最大值。随着给矿量的增大，回收率显著降低。

2.2.4 两段溜槽重选试验

硫酸烧渣一段重选截流宽度为3.5 cm，矿浆浓度为15%，给矿量为0.05 t／h，一段重选尾矿直接进入二次溜槽扫选试验，二段不进行浓缩和稀释，截流宽度为3 cm，分选得到溜槽精矿和尾矿。试验结果见表4。

表4 硫酸烧渣两段重选试验流程结果%

由表4可知，一段溜槽铁精矿铁品位为65.75%，二段溜槽精矿品位为62.59%，两段溜槽混合精矿全铁品位为64.70%，回收率为87.69%。

2.3浮选脱硫试验

硫酸烧渣经筛分水洗后进入溜槽重选，溜槽精矿硫含量较高，对烧渣重选铁精矿进行反浮选脱硫试验，浮选浓度为30%左右，采用NaOH为pH调整剂，硫酸铜为硫铁矿和磁黄铁矿活化剂，2＃油为起泡剂。浮选溜槽精矿经一粗一扫得到合格的铁精矿产品。

2.4全流程试验

采用筛分水洗—溜槽重选—反浮选脱硫选矿全流程分选，试验流程如图6所示。试验结果见表5。

图6 硫酸烧渣分选全流程试验流程图

表5 硫酸烧渣提铁降硫全流程分选试验结果%

由表5可知，全流程分选得到的铁精矿产品全铁品位为65.29%，杂质硫含量为0.15%，SiO2含量为4.89%。

3 结 论

1.硫酸烧渣主要由磁铁矿、赤褐铁矿、假象赤铁矿及石英等矿物组成，其粒度较细，铁品位高，杂质硫含量高。

2.对硫酸烧渣采用筛分水洗—溜槽重选—反浮选脱硫选矿试验流程，可得到铁品位为65.29%，铁回收率为83.74%铁精矿，硫含量为0.15%，产品质量达到炼铁原料要求。选矿工艺流程简单合理，用于生产实践的操作成本低廉、对所试烧渣取得了满意的选铁指标，这一方法可以在其它硫酸厂推广应用。

［1］ 蒋伟锋.硫酸烧渣综合利用及新途径探析［J］.中国资源综合利用，2004，（5）：23－25.

［2］ 金程，李登新.硫酸烧渣中铁的综合利用研究进展［J］.金属矿山，2011，（1）：162－165.

［3］ 王全亮，周虎强，代奕华.广西某硫酸烧渣脱硫选矿工艺研究［J］.矿冶工程，2008，28（5）：44－46.

［4］ 林瑞腾，汤景.硫酸烧渣选铁工艺研究［J］.苏州冶金，1998，（6）：18－19.

［5］ 刘丹，文书明.用硫酸烧渣生产选煤重介质研究［J］.矿冶，2010，19（1）：19－21.

［6］ 胡岳华，冯其明.矿物资源加工技术与设备［M］.北京：科技出版社，2006.95－100.

［7］ 封国富.旋转螺旋溜槽选矿试验与实践［J］.有色矿山，2002，31（4）：27－28.

Experimental Research on the Technology for Recovering Iron and Removing Sulfur of the Pyrite Cinder

LIU Xia
（HunanResearchInstituteofNonferrousMetals，Changsha410100，China）

Based on the processmineralogy properties of the pyrite cinder from a chemical plant，the beneficiation process of screening washing—gravity separation using chute—sulfur removal by flotation was determined，and the high quality iron concentrate containing65.29%iron was obtained with the recovery of83.74%，the contentof silica and sulfur was 4.89%and 0.15%，respectively.

pyrite cinder；iron increase and phosphorous reduction；spiral chute；gravity separation

TD922

：A

：1003－5540（2016）06－0009－03

2016－08－10

刘 霞（1984－），女，工程师，主要从事固体废弃物资源综合利用与选矿工艺研究工作。