硫酸渣复合球团还原焙烧法制备高品位磁铁精矿1.doc

硫酸渣复合球团还原焙烧法制备高品位磁铁精矿1 朱德庆，李建 ，潘建，徐小锋，翟勇，唐艳云，崔瑜 中南大学资源加工与生物工程学院，湖南 长沙，410083 摘 要：硫酸渣复合球团还原焙烧－磁选试验研究结果表明：以铁品位低（TFe45.56％）、 铜和硫含量高（Cu0.19%，S1.45%）的某硫酸渣为原料，添加复合添加剂 5%，在圆盘造球机 上制备复合球团，将生球干燥后进回转窑还原焙烧，喷入 300kg/t 煤，在 700℃～800℃下 还原焙烧 20min，将还原焙烧后产物通过两段球磨、四段磁选工艺，可得到铁品位高 （TFe66.23％）、Cu、S 含量低（Cu0.048%，S0.053%）的优质磁铁精矿，其铁回收率达到 73.32%，铜脱除率可达 74.73%，硫脱除率达到 96.34%。关键技术为复合粘结剂促进铁氧化 物的还原及铜、硫等杂质的转化，在磁选分离过程中被脱除。使用此新工艺，能综合利用硫 酸渣中铁资源，扩大钢铁工业原料来源，具有良好的经济效益、环保效益及广阔的推广应用 前景。 关键词：综合利用；硫酸渣；复合球团；还原焙烧；磁选；脱铜；脱硫 中图分类号：TF046 文献标识码：A 1. 前言 硫酸渣是硫铁矿制酸后的废渣，一般含铁 30%-50%、有害元素Cu、S等含量高。2005 年，我国生产硫酸 4462.2 万吨，其中采用硫铁矿制酸 1494.8 万吨，占硫酸总产量的 33.3%。 按照用硫铁矿制 1t硫酸产生 0.8-1.0t硫酸渣计算，2005 年，全国产生硫酸渣 1195.8－1494.8 万吨，约占化工废渣的三分之一。加上历年累积堆存，未得到有效利用的硫酸渣达上亿吨。 其中，仅有 30%左右在建材行业作为水泥的添加剂和制砖得到应用，其它的作为废渣堆存， 占用大量土地资源，严重污染环境[1]。 早在 1950 年,我国许多企业就开始对烧渣炼铁进行试验研究。近年在硫酸渣综合利用方 面进行的大量研究，主要集中在以下几方面：(1)与优质铁矿石掺烧炼铁[2]。这对综合利用铁 资源和降低生铁成本有一定的积极作用，但随着钢铁企业炼铁精料方针的实施，加之烧渣质 量不稳定，铁低、硫高、硅高而且含有一定量有色金属，实际消耗量很低。(2)选矿法[3-7]。 研究了多种处理硫酸渣的工艺：储谦慎等 [3]采用重选一磁选联合流程处理TFe53.08%、 S1.22%铜陵硫酸渣,获得含铁 58%～59%、含硫 0.6%的铁精矿,铁回收率在 85%左右。王雪松 等 [4]采用酸洗－磁选－反浮选工艺研究苏州硫酸厂烧渣 (TFe52.15%)，可得铁精矿品位 59.75%,回收率 82.72%的较好指标。吴德礼等[6]研究使用王水化学浸洗TFe57.76%、S1.63% 的硫酸渣，得到TFe62.04%、S 0.21%的铁精矿。(3)磁化焙烧－磁选法[8-10]。胡宾生等[9]采用 硫酸渣直接进回转窑磁化焙烧－磁选工艺，处理TFe49.43%、S1.76%、Cu0.60%的铜陵硫酸  1  本课题得到国家教育部高等学校优秀青年教师教学科研奖励基金资助项目资助（教人司[2000]26）。 作者简介：朱德庆(1964－)，男，湖南安乡人，中南大学教授，博士生导师，主要从事烧结球团、非高炉 炼铁、资源综合利用、环保等研究，联系电话 0731-8836041，E-mail：dqzhu@ 。 论文联系人：李建(1979－)，男，湖南长沙人，博士研究生；电话：0731- 8836942；E-mail：lijiancsu@126.com 1 渣，得到TFe62.96%、S0.14%、Cu0.71%的铁精矿，铁回收率 80%。 (4)高温氯化法回收有 色金属[11]。(5)制备铁系颜料，包括铁红[12-14]、铁黄[13,15]等。目前，利用硫酸渣生产铁红的 技术已基本成熟，关键是降低生产成本[16]。(6)制备铁盐，如硫酸亚铁[17-18]、聚合硫酸铁[19]、 三氯化铁[20]等。目前制约硫酸渣利用的关键是如何大规模利用硫酸渣。作为炼铁原料是一 种有效的方法，但必须经过选别处理，获得铁品位高、铜、硫等有害杂质含量低的优质铁精 矿。 由于中国钢铁工业对铁矿石的强劲需求，2005 年虽然进口铁矿石价格提高 71.5%，我 国仍进口铁矿石 2.75 亿吨，2006 年，铁矿石价格再次升高 19%，对钢铁企业原料成本造成 了巨大压力。因此，加强对硫酸渣的综合利用研究，对扩大钢铁企业原料来源、降低炼铁成 本具有重要的现实意义。硫酸渣中的矿物属于人造矿物，无论在外形还是物化性能上都与天 然矿物有很大差别。张德海[21]认为由于硫酸渣本身特性所限，仅通过常规选矿很难使铁品 位和分选指标同时最佳。磁化焙烧－磁选工艺可得到高的铁品位和较好的分选指标，但储谦