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复杂多金属难处理铁资源综合利用技术开发

2021-10-27 09:40:27 作者:huangj 来源: 浏览次数:0 网友评论 0

我国存在大量复杂多金属难处理铁资源,如何应用创新性工艺技术来实现该类资源的高效利用,本文开展了系列组合创新技术应用研究。
 

袁朝新,李拓夫,黄?;?span lang="EN-US">

矿冶科技集团有限公司


1 前言

我国铁矿石资源自给率较低,严重依赖进口。随着国际铁矿石价格不断上涨,一些原本经济价值较低、甚至不具备经济价值的低品位、难选冶、难利用的含铁资源开始受到广泛关注。我国存在大量的复杂多金属难处理含铁资源。我国铁矿石资源的特点是“贫、细、杂”,有大量低品位、难选冶铁矿石资源,常伴生有金、银、铜、铅、锌、钴等杂质元素。除铁矿石资源之外,选矿尾矿和冶炼渣中往往含有一定量的铁,同时杂质元素也会富集其中,是优质二次资源。此类资源中的杂质元素具有较高经济价值,因此综合利用此类资源中的高价值有色金属元素、同时生产低杂质高品位的铁精粉/球团,能够极大地提高此类资源的经济利用价值、使得难处理资源变得可利用,提高我国的资源利用率。

国内外对此类资源的常规处理方法主要包括:选矿后精矿出售,选矿、焙烧后低质铁精粉出售,含硫烟气制酸等。但由于此类资源成分复杂,现有技术难以高效利用高价值的有色金属元素,而且含铁产品品位较低,所以经济效益较低,造成了大量的资源浪费。针对这一问题,本文开展了复杂多金属难处理铁资源综合利用技术研究,分别提出了“预处理-优化浮选-焙烧-酸浸”、“磁化焙烧-氯化提金”和“氯化提金-磁化焙烧-优化磁选”等为核心工艺的多项技术。应用上述技术,可以生产满足炼铁标准的低杂质高品位铁精矿(TFe>60%);同时高效综合利用其中的高价值有色金属元素,如金、银、铜、铅、锌、钴等元素,提高了资源利用率,为复杂多金属难处理铁资源的高效利用提供了新方法。本文将以含硫铁尾矿、硫精矿和氰化尾渣的综合利用为例,对上述技术进行阐述。

2复杂多金属难处理铁资源综合利用技术开发

2.1 含硫铁尾矿多元素精细分离综合利用

含硫和多种有价金属的铁尾矿资源在我国分布很广,遍及我国河北、山东、辽宁、内蒙古、新疆、青海、河南、甘肃、陕西、湖南、湖北、广东、云南、四川等大部分的省份。河北某企业的含硫铁矿磁选尾矿由于有价金属含量低,无法有效利用。针对这一问题,开发了以“预处理-优化浮选-焙烧-酸浸”为核心工艺的技术,实现了对含硫铁尾矿的高效综合利用。

对原料成分进行分析,结果如表1所示。通过矿物组成分析可知,大部分铁元素以黄铁矿的形式存在,其次有很少量的磁黄铁矿,黄铁矿大部分呈单体形式产出,单体解离度较好。原料中铁含量仅为3.44%,硫含量仅为3.56%,常规浮选技术无法有效富集铁和硫。



 

根据原料矿物的物理化学特点,对原料进行了预处理,选择了合适的浮选药剂,采用了优化的浮选工艺对磁选尾矿进行浮选,得到浮选精矿。精矿成分如表2所示。结果表明,预处理-优化浮选可以将铁、硫含量分别富集到41.54%和46.24%。

 

2铁尾矿浮选精矿化学成分

*,Au,Ag单位为g/t

对所得高硫精矿焙烧制备烧渣,采用酸浸的方法除去烧渣中的杂质,从而产出铁精粉(TFe约为61%);回收含硫烟气,制备硫酸;浸出液中的多元素精细分离,实现含硫铁尾矿中的多种有价元素的综合回收利用。目前,该技术已经推广应用。

2.2 多金属硫精矿综合利用

山东某厂的硫精矿仅能制备较低品位的熟球团(TFe=40%~50%),硫精矿中的有价金属元素,如金、银、铜、铅、锌等,难以与铁元素分离回收,不能达到资源最大化利用。针对这一问题,提出了以“磁化焙烧-氯化提金”为核心工艺的技术路线,综合回收多种有价金属、并制备高品质熟球团(TFe>60%)。

首先,对原料的主要成分进行元素分析,结果如表3所示。

3 山东某厂硫精矿化学成分


*,Au,Ag单位为g/t

硫精矿中,铁元素主要以黄铁矿形式存在,同时杂质元素含量较高,如金、银、铜、锌等元素,难以满足炼铁需求。先对硫精矿进行磁化焙烧,得到磁化焙砂,磁化焙砂的主要成分如表4所示。

 

4 磁化焙砂化学成分

*,Au,Ag单位为g/t

将所得磁化焙砂中添加一定量的氯化添加剂、粘结剂造球,进行氯化焙烧,所得球团成分如表5所示。结果表明,氯化焙烧之后,得到了含铁量为61.2%的熟球团。

 

5 球团元素含量分析结果


*,Au,Ag单位为g/t

 

计算各元素的挥发率,结果如表6所示。结果表明主要杂质元素,如金、银、硫、锌、铅等大部分挥发进入烟气相,除银挥发率为68.12%外,其余金属挥发率都超过90%;而铁元素几乎不挥发,因此实现了铁精矿的高效净化除杂。通过后续烟气洗涤可以回收上述主要杂质元素,实现资源的高效利用。 

6 元素挥发率

*,Au,Ag单位为g/t

2.3 氯化焙烧氰化尾渣多金属回收利用

  ……

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