一种钢铁厂高炉瓦斯泥中碳、铁综合回收工艺对比试验

作者：郑晓敏

   对于瓦斯泥的处理和综合利用已经有大量的研究，且有的已经付诸生产，但不同地区、不同燃烧方式所形成的瓦斯泥，由于其中各种物相组成等不同，对其中有用元素进行回收时，所采用的方法也不尽相同，对于同一种瓦斯泥原料，不同的选别方法结果也不同，因此针对每种原料都应该进行选别试验研究，确定最佳的工艺流程。本次试验在研究瓦斯泥化学多元素分析、粒度组成测定以及物相组成研究的基础上，对比了几种常用选别工艺，为其合理的利用提供基础资料。

1原矿性质分析

  本次试验所用矿样取自唐山某钢铁厂，具有代表性。肉眼观察颜色为深褐色至黑色泥浆状，含水18%～20%，物相分析其中铁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿，其中赤铁矿的矿物含量约为50%，磁铁矿的矿物含量不到10%，碳主要以焦炭的形式存在，呈不规则状、条带状、片状结构和粒状嵌镶结构，其中以颗粒镶嵌结构为主；有的颗粒较均匀致密，有的呈蜂窝状，颗粒大小不等，脉石矿物主要为石英和长石等。经混匀缩分取样进行化学多元素分析、原矿粒度筛析，结果见表1和表2。

2选矿流程方案选择

  考虑到瓦斯泥中含铁矿物有赤铁矿和磁铁矿，含碳矿物为焦炭，在大量试验基础上，排除了单一重选的可能性，进行了多组不同工艺研究，如重选一浮选一磁选联合流程、弱磁选一强磁选一摇床工艺、浮选磁选工艺等，但因部分流程的结果确实不好，因此最终选择磁选一浮选、磁选一重选一浮选、重选一浮选、浮选一重选、浮选一磁选、单一浮选五种结果较好的工艺进行对比。

2.1磁选一浮选

  磁选主要是选别磁铁矿和赤铁矿，抛弃单体的脉石颗粒和贫连生体，减少浮选入选矿量，提高浮选入选品位。

  此部分磁选试验包括弱磁选和强磁选两部分，且先弱磁后强磁，弱磁选的试验采用Φ327×180型鼓筒式磁选机，磁场强度为79. 577kA/m，强磁选的试验采用xcsQ-50×70湿式强磁选机，在分选浓度30%、给矿时间5s、分选齿板间隙为0.2mm条件下进行，浮选的试验条件为：捕收剂柴油500g/t，起泡剂2#油25g/t，分散剂六偏磷酸钠lOOg/t，选矿浓度为5%，其余条件见图1，结果见表3。

  瓦斯泥原矿经过弱磁选一强磁选一一粗两精浮选工艺流程，最终获得产率为23. 85%，铁品位为56. 08%的铁精矿和产率为29. 33%，固定碳含量为65. 09的碳精矿以及含铁10. 14%、含碳20. 56%的尾矿。

2.2  磁选一重选一浮选试验

  考虑到强磁选的成本相对较高，此部分磁选为弱磁选，试验条件同上，重选采用XCY- 73型1100×500刻槽摇床，12mm冲程，300rin／min冲次，3。床面坡度，20%给矿浓度，给矿量0.38t/h，浮选条件同上。试验流程见图2，通过磁选一重选一浮选流程试验获得的指标见表4。

  经过弱磁选一重选一一粗两精浮选工艺流程，最终获得铁精矿的产率为21. 46%，铁品位为56. 11%，碳精矿的产率为27. 03%，固定碳含量为65. 17。

2.3重选一浮选试验

  考虑到赤铁矿和磁铁矿比重与焦炭比重相差较大，直接用重选来分类含铁矿物和含碳矿物，其中重选和浮选的试验条件同上，试验流程见图3，通过重选一浮选流程试验获得的指标见表5。

  瓦斯泥原矿在重选之后，取重选的中矿和尾矿进行一粗两精的浮选流程试验，结果可得到铁品位为53.34%，产率为21.87%的铁精矿和碳品位为65.21%，产率为27.11%的碳精矿。

2.4浮选一重选试验

  试验过程中发现部分含碳矿物在重选中，会漂浮在液面上，导致部分碳损失，同时由于原矿颗粒粒度较细，在重选尾矿中仍有部分含铁矿物，使得二者分离效果不是很理想，考虑到焦炭的可浮性很好，因此先浮选后重选进行选别，试验条件同上，试验流程见图4，结果见表6。

  瓦斯泥经先浮选后重选试验流程后，可获得碳精矿的产率较高，为29.52%，固定碳含量为66.76%，铁精矿的品位为55.22%，产率为24.76%。

2.5单一浮选

  对于细粒级的赤铁矿和磁铁矿，常用浮选进行选别，此处采用单一浮选，先浮选含碳矿物再进行反浮选，浮碳试验条件同上，反浮硅的试验条件为：NaOH1200g/t，淀粉800g/t, Ca0800g/t, TS600g/t。试验流程见图5，结果见表7。

  经单一浮选流程，可得到铁品位为56.19%，产率为23.07%的铁精矿和产率28.15%，固定碳含量为66.94%的碳精矿。

3五种工艺流程方案比较

  为了更有效的研究文中这类瓦斯泥的综合利用工艺，以上述五种工艺的铁精矿品位、回收率和碳精矿的品位、回收率为参考指标，其对比试验数据见图6。

  由图6可以看出，除了重选一浮选流程工艺外，其余工艺所得铁精矿的铁品位均在55%以上，且单一浮选流程所得铁精矿的铁品位最高，但是铁回收率最高的为浮选一重选流程工艺，从碳精矿的品质来看，后浮选的联合工艺工艺流程中，碳的损失较多，因此在对类似瓦斯泥进行铁、碳两种元素的回收利用时，应考虑先回收含碳矿物再回收含铁矿物。

4结  论

  1)本次试验中所用原矿为唐山某钢铁厂的瓦斯泥，含铁矿物主要为磁铁矿(<10%)和赤铁矿(50%)，碳主要以焦炭的形式存在，呈不规则状、条带状、片状结构和粒状嵌镶结构，其中以颗粒镶嵌结构为主，脉石矿物主要为石英和长石等。原矿筛析表明，36.8%的颗粒粒度小于270目。

2)与磁选一浮选、弱磁一重选一浮选、重选一浮选三个工艺相比，浮选一重选、单一浮选的铁、碳回收率和品位比较高，其中浮选一重选流程的铁回收率和碳品位最高，分别达到69.54%和66.76%，单一浮选的铁品位和碳回收率最好，分别为56.19%和64.93%。

5摘要：高炉瓦斯泥是一种资源，在对其原矿性质和物相组成等进行分析的基础上，研究了铁、碳综合回收的几种不同工艺，结果表明，与磁选浮选、磁选重选一浮选、重选一浮选三个工艺相比，浮选一重选、单一浮选的铁、碳回收率和品位比较高，其中浮选一重选流程的铁回收率和碳品位最高，分别达到69. 54%和66. 76%，单一浮选的铁品位和碳回收率最好，分别为56.19%和64. 93%。由于瓦斯泥原矿的性质对其工艺影响很大，因此本文研究内容仅对类似瓦斯泥性质进行提铁、碳综合回收具有一定的参考价值。