CN102513203B - 一种高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，包括细磨原矿，异步反浮选脱磷硫，得低磷硫的粗精矿，将粗精矿在焙烧炉中添加碳酸钠还原焙烧，得还原焙烧矿，通过磨细还原焙烧矿进行磁絮凝强化分选，通过该工艺不仅能提高精矿铁品位，同时有效地强化了细粒级及微细粒磁性矿物的回收并实现了焙烧矿磷硫的深度脱除，显著提高了目前大量呆滞难选的高磷硫菱铁矿资源的回收利用率，最终能获得铁品位大于65%，铁回收率大于65%，磷含量小于0.20%，硫含量小于0.3%的铁精矿。
Description
技术领域
本发明涉及一种从含高磷、高硫的菱铁矿资源中回收利用铁资源的方法，属于选矿冶金技术领域。
背景技术
菱铁矿是一种传统的铁矿资源，但由于自身含铁品位低，性质独特，这种铁矿资源没有得到普遍应用。目前，一些矿物组成相对简单，有害杂质含量较低的菱铁矿资源开始得以利用，而大部分含高磷硫的菱铁矿资源基本上属于呆滞难选矿产资源。有关高磷硫菱铁矿资源的回收利用一直是选矿领域没有根本解决的技术难题，也是研究的热点问题。
高磷硫菱铁矿主要赋存于沉积型和部分接触交代热液型铁矿床中，其中有害元素磷主要以磷灰石的形式存在，有害元素硫主要以硫化矿的形式存在。目前，国内外对高磷硫菱铁矿进行了不少的研究，但生产实例少见。高磷硫菱铁矿开发利用技术主要涉及以下几点：1）有害杂质磷、硫的有效脱除；2）以菱铁矿为主的弱磁性铁矿物向磁性铁的充分转化；3）磁性铁矿物的有效回收。高磷硫菱铁矿经焙烧处理后，可得到含磁性铁的焙烧矿石，其中的磁性铁可作为炼铁的原料。但其前提条件是首先要实现菱铁矿向磁性铁的充分转化，进而实现磁性铁与含磷硫渣的高效分离。
申请号为200610031735.6的“一种菱铁矿﹑褐铁矿﹑及菱褐铁矿共生矿等弱磁性铁矿的选矿方法”所公开的工艺流程包括焙烧阶段﹑磁选阶段和反浮选阶段。该工艺实现了密封条件下的煤基回转窑全粒级菱铁矿磁化焙烧规模化工业生产，但该方法的缺点是工艺复杂﹑控制难度大﹑选矿成本高。同时该工艺也难以实现高磷硫菱铁矿中磷硫的有效脱除。
申请号为20061002265.4的“利用低品位菱铁矿生产铁精矿粉的工艺”
及200610069619.3的“一种褐铁矿和菱铁矿生产铁精粉的方法及还原焙烧炉”这两种工艺虽能获得高品位的铁精矿，但由于是在还原气氛下进行磁化焙烧将无法实现高硫菱铁矿中硫的有效脱除。
申请号为201010272435.3的“菱铁矿的开发利用方法”在强氧化气氛下促使硫以气体的形式排到空气中而实现硫的脱除并获的高品位铁精矿，但该工艺存在环境污染严重的问题。
目前，国内主要采用磁化焙烧-磁选的方法处理矿物组分相对简单，有害杂质含量较低的菱铁矿，若采用这些工艺处理含高磷、高硫的菱铁矿时，其产品质量难达到生产的要求，不能充分利用此类矿产资源。
发明内容
本发明为开发利用高磷硫菱铁矿资源，提高菱铁矿精矿的铁品位和回收率，降低精矿中磷，硫的含量，提供一种高磷硫菱矿资源回收利用的方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
1、将原矿磨至-45μm（小于45μm）粒级，且-45μm粒度的矿重量百分含量大于90%；控制磨矿细度，通过细磨矿达到矿物的单体解离，为磷硫的脱除创造良好的条件，但过磨将不仅增加选矿成本，同时会降低浮选指标，因此优选的磨矿细度为-45μm粒级的重量百分含量大于90%。
2、调节步骤1所得的矿浆pH值至7～9，按1吨原矿量计算，加入50～100克的黄药类捕收剂，50～100克的起泡剂，进行反浮选脱硫，收集含硫泡沫。
3、调节步骤2中反浮选脱硫的底流矿浆pH值至9～11，按1吨原矿量计算，加入100～200克的脂肪酸类捕收剂，进行反浮选粗选脱磷，收集含磷泡沫1；在反浮选粗选脱磷底流矿浆中加入100～200克的淀粉，20～50克的脂肪酸类捕收剂，进行反浮选扫选脱磷，收集含磷泡沫2，在含磷泡沫1中加入200～500克的淀粉，20～50克的脂肪酸类捕收剂，进行精选1脱磷，回收其中的铁矿物，收集含磷泡沫3，将含磷泡沫2和3混合并加入200～500克的淀粉，100～300克的脂肪酸类捕收剂，进行精选2脱磷，回收其中的铁矿物，将扫选，精选1及精选2底流过滤得滤渣和滤液，滤液循环使用。
4、在第3步骤脱磷反浮选的滤渣中添加2%～5%的碳酸钠，5%～10%的煤粉，在900～1100℃温度下焙烧90min～150min，得还原焙烧矿；添加适量的碳酸钠以强化菱铁矿向磁性铁矿物的转化，从而为磁絮凝分选创造良好的条件，不添加或添加过量的碳酸钠都不利于菱铁矿的还原。
5、将第4步骤的还原焙烧矿磨至-45μm粒级的重量百分含量大于85%，经常规使用的磁絮凝分选法，得铁精矿。此步骤中控制还原焙烧矿的磨矿细度，通过磨矿达到铁矿物与含磷矿物的解离，从而为磁絮凝分选提铁及深度脱磷创造良好的条件，还原焙烧矿中磁性铁与渣的分离在磁絮凝分选柱中完成，通过磁絮凝强化分选才能有效的实现细粒级及微细粒级磁性矿物的回收。
本发明中所述高磷硫菱铁原矿中含磷矿物为磷灰石或胶磷矿，硫矿物为黄铁矿或磁黄铁矿。
本发明中所述黄药类捕收剂为丁基黄药、异戊基黄药、异丙基黄药中一种。
本发明中起泡剂为松醇油、730号起泡剂、2号油、市售酚类起泡剂中一种。
本发明中所述脂肪酸类捕收剂为油酸、氧化石蜡皂、塔尔油中一种。
本发明具有以下优点和积极效果：
1、采用了本发明的选矿方法，在低药剂耗量下实现了磷硫的大部分脱除，降低了还原焙烧矿磁选脱磷硫的难度，该脱磷硫技术对我国类似铁矿石的降杂具有一定的指导意义。
2、还原焙烧过程中通过添加低量的碳酸钠强化菱铁矿向磁性铁的转化，为磁选获得高回收率提供了保障。
3、通过细磨还原矿-磁絮凝分选，不仅能提高精矿铁品位，同时有效地强化了细粒级及微细粒磁性矿物的回收并实现了焙烧矿磷硫的深度脱除。
4、该发明能获得铁品位65%以上的铁精矿，铁回收率在65%以上，杂质磷硫的含量也符合国家标准，使目前呆滞难选的高磷硫菱铁矿资源得以开发利用，以缓解目前国内铁矿资源供需紧张的局面。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：本高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，具体内容如下：
本实施例中原矿为铁品位30.76%，含磷1.05%，含硫1.38%的菱铁矿矿石，磷以胶磷矿的形式存在，硫以黄铁矿的形式存在，具体操作如下：
1、将1吨原矿磨至-45μm粒级的矿重量百分含量占92%；
2、调节步骤1所得的磨矿矿浆pH值至7.5，加入100克的丁基黄药，60克的松醇油起泡剂，进行反浮选脱硫，收集含硫泡沫；
3、调节步骤2中反浮选脱硫的底流矿浆pH值至10，加入150克/吨原矿的油酸捕收剂，进行反浮选粗选脱磷，收集含磷泡沫1；在反浮选粗选脱磷底流矿浆中加入200克的淀粉，50克的油酸捕收剂，进行反浮选扫选脱磷，收集含磷泡沫2，在含磷泡沫1中加入500克的淀粉，50克的油酸捕收剂，进行精选1脱磷，回收其中的铁矿物，收集含磷泡沫3，将含磷泡沫2和3混合并加入400克的淀粉，200克/吨原矿的油酸捕收剂，进行精选2脱磷，回收其中的铁矿物，将扫选，精选1及精选2的底流过滤得到滤渣和滤液，滤液可循环使用；
4、在步骤3脱磷反浮选的滤渣中添加5%的碳酸钠，6%的煤粉，在1000℃温度下焙烧120min，得还原焙烧矿；
5、将还原焙烧矿磨至-45μm粒级的重量百分含量为87%，经一次磁絮凝分选，得铁精矿。铁精矿的技术指标为：铁品位68.45%，含磷0.13%，含硫0.28%，铁回收率68%。
实施例2：本高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，具体内容如下：
本实施例中原矿为铁品位28.65%，含磷0.95 %，含硫1.30%的菱铁矿矿石，磷以磷灰石的形式存在，硫以黄铁矿的形式存在，具体操作如下：
1、将1吨原矿磨至-45μm粒级的矿重量百分含量占94%；
2、调节步骤1所得的磨矿矿浆pH值至8，加入100克的异戊基黄药，50克的商业代号为730的起泡剂，进行反浮选脱硫，收集含硫泡沫；
3、调节步骤2中反浮选脱硫的底流矿浆pH值至9，加入100克的氧化石蜡皂捕收剂，进行反浮选粗选脱磷，收集含磷泡沫1；在反浮选粗选脱磷底流矿浆中加入150克的淀粉， 50克氧化石蜡皂捕收剂，进行反浮选扫选脱磷，收集含磷泡沫2，在含磷泡沫1中加入400克的淀粉， 50克的氧化石蜡皂捕收剂，进行精选1脱磷，回收其中的铁矿物，收集含磷泡沫3，将含磷泡沫2和3混合并加入400克的淀粉，200克的氧化石蜡皂捕收剂，进行精选2脱磷，回收其中的铁矿物，将扫选，精选1及精选2的底流过滤得到滤渣和滤液，滤液可循环使用；
4、在步骤3脱磷反浮选的滤渣中添加4%的碳酸钠，10%的煤粉，在900℃温度下保温150min,得还原焙烧矿；
5、将还原焙烧矿磨至-45μm粒级的重量百分含量为89%，经一次磁絮凝分选，得铁精矿。铁精矿的技术指标为：铁品位69.45%，含磷0.11%，含硫0.29%，铁回收率67%。
实施例3：本高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，具体内容如下：
本实施例中原矿为铁品位31.16%，含磷1.08%，含硫1.25%的菱铁矿矿石，磷以胶磷矿的形式存在，硫以磁黄铁矿和黄铁矿的形式存在，具体操作如下：
1、将1吨原矿磨至-45μm粒级的矿重量百分含量占95%；
2、调节步骤1所得的磨矿矿浆pH值至9，加入80克的异丙基黄药，50克的2号油起泡剂，进行反浮选脱硫，收集含硫泡沫；
3、调节步骤2中反浮选脱硫的底流矿浆pH值至11，加入150克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行反浮选粗选脱磷，收集含磷泡沫1；在反浮选粗选脱磷底流矿浆中加入200克/吨原矿的淀粉，40克的塔尔油捕收剂，进行反浮选扫选脱磷，收集含磷泡沫2，在含磷泡沫1中加入400克的淀粉，40克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行精选1脱磷，回收其中的铁矿物，收集含磷泡沫3，将含磷泡沫2和3混合并加入500克/吨原矿的淀粉，300克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行精选2脱磷，回收其中的铁矿物，将扫选，精选1及精选2的底流过滤得到滤渣和滤液，滤液可循环使用；
4、在步骤3脱磷反浮选的滤渣中添加5%的碳酸钠，10%的煤粉，在1100℃温度下保温120min,得还原焙烧矿；
5、将还原焙烧矿磨至-45μm粒级的重量百分含量为86%，经一次磁絮凝分选，得铁精矿。铁精矿的技术指标：铁品位70.45%，含磷0.15%，含硫0.29%，铁回收率68%。
实施例4：本高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，具体内容如下：
本实施例中原矿含铁品位29.16%，含磷1.02%，含硫1.27%的菱铁矿矿石，磷以胶磷矿的形式存在，硫以磁黄铁矿和黄铁矿的形式存在，具体操作如下：
1、将1吨原矿磨至-45μm粒级的矿重量百分含量占92%；
2、调节步骤1所得的磨矿矿浆pH值至7，加入50克/吨原矿的异丙基黄药，100克/吨原矿的市售酚类起泡剂，进行反浮选脱硫，收集含硫泡沫；
3、调节步骤2中反浮选脱硫的底流矿浆pH值至9，加入200克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行反浮选粗选脱磷，收集含磷泡沫1；在反浮选粗选脱磷底流矿浆中加入100克/吨原矿的淀粉，20克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行反浮选扫选脱磷，收集含磷泡沫2，在含磷泡沫1中加入200克/吨原矿的淀粉，20克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行精选1脱磷，回收其中的铁矿物，收集含磷泡沫3，将含磷泡沫2和3混合并加入200克/吨原矿的淀粉，100克/吨原矿的塔尔油捕收剂，进行精选2脱磷，回收其中的铁矿物，将扫选，精选1及精选2的底流过滤得到滤渣和滤液，滤液可循环使用；
4、在步骤3脱磷反浮选的滤渣中添加2%的碳酸钠，5%的煤粉，在1100℃温度下保温90min，得还原焙烧矿；
5、将还原焙烧矿磨至-45μm粒级的重量百分含量为88%，经一次磁絮凝分选，得铁精矿。铁精矿的技术指标为：铁品位69.95%，含磷0.12%，含硫0.24%，铁回收率66%。
Claims (2)
1.一种高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，其特征是按以下步骤完成：
（1）将高磷硫菱铁原矿磨至-45μm粒级的重量百分含量大于90%；
（2）调节步骤（1）所得的磨矿矿浆pH值至7～9，加入50～100克/吨原矿的黄药类捕收剂，50～100克/吨原矿的起泡剂，进行反浮选脱硫，收集含硫泡沫；
（3）调节步骤（2）中反浮选脱硫的底流矿浆pH值至9～11，加入100～200克/吨原矿的脂肪酸类捕收剂，进行反浮选粗选脱磷，收集含磷泡沫1；在反浮选粗选脱磷底流矿浆中加入100～200克/吨原矿的淀粉，20～50克/吨原矿的脂肪酸类捕收剂，进行反浮选扫选脱磷，收集含磷泡沫2，在含磷泡沫1中加入200～500克/吨原矿的淀粉，20～50克/吨原矿的脂肪酸类捕收剂，进行精选1脱磷，回收其中的铁矿物，收集含磷泡沫3，将含磷泡沫2和3混合并加入200～500克/吨原矿的淀粉，100～300克/吨原矿的脂肪酸类捕收剂，进行精选2脱磷，回收其中的铁矿物，将扫选，精选1及精选2底流过滤得到滤渣和滤液，滤液循环使用；
（4）在步骤（3）的滤渣中添加2%～5%的碳酸钠，5%～10%的煤粉，在900～1100℃温度下保温90min～150min，得还原焙烧矿；
（5）将还原焙烧矿磨至-45μm粒级的重量百分含量大于85%，经磁絮凝分选，得铁精矿；
其中黄药类捕收剂为丁基黄药、异戊基黄药、异丙基黄药中一种；
所述起泡剂为松醇油、730号起泡剂、2号油、酚类起泡剂中一种；
所述脂肪酸类捕收剂为油酸、氧化石蜡皂、塔尔油中一种。
2.根据权利要求1所述的高磷硫菱铁矿资源回收利用的方法，其特征是：高磷硫菱铁原矿中含有的磷矿物为磷灰石或胶磷矿，硫矿物为黄铁矿或磁黄铁矿。
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