赤泥强磁选铁预富集工艺研究.pdf
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1、EngineeringConstruction2023年6 月建设程第6 期第55卷赤泥强磁选铁预富集工艺研究赵强,张鹏羽,杨卓(中冶长天国际工程有限责任公司,湖南长沙410 2 0 5)摘要:本文针对某铝业公司产生的赤泥,从实验室和工业试验两个方面研究赤泥的强磁选铁预富集工艺,结果表明:赤泥样品中可供选矿回收的主要组分铁质量分数为2 6.0 6%,通过“一粗一扫”强磁选流程,可得到TFe品位为37.80%、铁回收率为6 5.12%的预富集粗精矿,证明了强磁选机“一粗一扫”流程的稳定性和可靠性。关键词:赤泥;选矿;磁选;回收率中图分类号:TD952;X7 58文献标识码:A文章编号:16 7
2、3-8 993(2 0 2 3)0 6-0 0 0 1-0 6doi:10.13402/j.gcjs.2023.06.068Experimental study on recovering iron from red mud byprocess of high intensity magnetic preconcentrationZHAO Qiangl,ZHANG Pengyu,YANG Zhuol(Zhongye Changtian International Engineering Co.,Ltd.,Changsha 410025,Hunan,China)Abstract:In this
3、paper,the strong magnetic iron separation and pre-enrichment process of red mud from the laboratoryand factory test of red mud in an aluminum industry were studied.The results show that:It was 26.06%.Through a coarseand sweeping magnetic separation process,the pre-enriched coarse concentrate with TF
4、e grade of 37.80%,and ironrecovery rate of 65.12%was obtained,which proves the stability and reliability of the strong magnetic separators rough andsweepprocess.Key words:red mud;mineral processing;magnetic separation;recovery rate中国是全球氧化铝行业最大的生产国,赤泥是工业氧化铝生产过程中产生的高碱固体废渣 1-3。每生产1t氧化铝,大约就会产生赤泥1.5 2.5t
5、4。我国赤泥综合利用率仅为4%,堆存量达到3亿吨以上 5。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低,赤泥的年产生量还将不断增加。由于大量的赤泥未得到充分利用,长期占用大量土地,造成土地碱化,地下水受到污染,危害人们的健康,而且每年还需要投人大量处理这些废料的资金,已成为矿山企业沉重的包。因此,进行赤泥综合利用研究具有重要意义(6-8。赤泥综合利用是近年来我国固废回收处理需要解决的一个难题,高效回收赤泥中的铁更是赤泥综合利用的关键“9-11。早在197 0 年左右,美、日等国家就开始着手于赤泥中选铁工艺的探索,而我国赤泥选铁的研究大约在198 0 年以后才开始 12-131。邓琦等 1
6、4采取高梯度永磁体磁选设备进行赤泥选铁,在较优条件下进行连续小规模工业化试验,结果表明选出的产品Fez03质量分数达到6 9.2 8%,赤泥回收率达到2 4.96%,氧化铁回收率达到58.12%。可以看出,从赤泥中回收铁是有效缓解赤泥堆存带来的占用土地资源和环境污染等问题的方法之一,根据不同赤泥的化学成分及特性,设计优化赤泥选矿的工艺流程,减少能源消耗和资源浪费,从而降低回收成本。某铝业公司是我国南方规模较大的氧化铝冶炼基地,年采铝土矿6 0 0 多万吨,生产氧化铝2 40 万吨。在氧收稿日期:2 0 2 2-0 9-2 7基金项目:国家自然科学基金资助项目(5150 42 30)作者简介:赵
7、强(198 3一),男,正高级工程师,从事选矿、冶金及固废综合利用方面的研究。建程设第6 期第55卷化铝生产过程中,年副产赤泥约36 0 万吨,其中赤泥含铁量为2 5%左右。本文针对某铝业公司提供的赤泥样品从实验室和工业试验两个方面研究赤泥的强磁选铁预富集工艺,制备符合后续铁矿冶炼工序的原料预富集粗精矿,以期可为相关研究提供参考。1试验原料及方法1.1试验原料试验使用的赤泥矿样化学多元素分析结果如表1所示,铁物相分析结果如表2 所示。由表1可知,赤泥中可供选矿回收的主要组分铁质量分数为2 6.0 6%,但含有一定量的杂质,其中主要杂质为 SiO2、T i O 2、A l,O 3、Ca O 和N
8、a,O。赤泥样品肉眼下为红褐色粉末状。经镜下鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜分析和MLA(矿物参数自动分析仪)测定综合研究查明,其中铁矿物主要是赤铁矿,其次为褐铁矿;钛矿物以钙钛矿为主,其次是锐钛矿和钛铁矿;铝矿物包括一水硬铝石和三水铝石;脉石矿物质量分数较高的是水铝硅酸钙、钙霞石、氧硅钛钠石和方解石,其他微量矿物包括石英、长石、绢云母、高岭石、水铝钙石、锆石、独居石、磷矿、氟碳钙铈矿、磷灰石、黄铁矿和重晶石等,其中水铝硅酸钙、钙霞石、氧硅钛钠石和方解石属提铝过程中新生成的矿物。总体来看,样品中存在部分结晶程度较差的矿物,主要表现在X射线衍射分析图谱(图1)的背景值较高、矿物的衍射峰较为弥散。表
9、1赤泥样品化学成分分析(质量分数)%TFeFeOFe,0,TiO,sio,Al,0,CaoMgOMnoNa,026.0600.89036.2705.3209.55017.53013.1300.3200.0854.060K,0PTa,OsNb,0,Sc,03GaCSyc质换Cr0.1900.0820.0030.0380.0110.00640.8900.14010.5200.120表2赤泥样品中铁的化学物相分析结果%铁物相质量分数分布率磁铁矿中铁痕量赤(褐)铁矿中铁25.2496.85碳酸盐中铁0.401.53硫化物中铁0.120.46硅酸盐中铁0.301.15合计26.06100.00HHACD
10、iCHGilCDiABHBGiFGiHAHGiDiHC10203040506020/()H一赤铁矿;A一水铝硅酸钙;Di一水硬铝石;B一氧硅钛钠石;Gi一三水铝石;F一方解石;C一钙霞石。图1赤泥样品的X射线衍射分析图谱1.2试验方法根据工艺矿物学研究结果,本次选矿试验方案为赤泥(现场立环强磁选尾矿)采用56 0 mm强磁选机“一粗一精”流程选别。赤泥样品制备流程如图2 所示。赤泥细筛筛下筛上强磁米粗选强磁精选铁精矿总尾矿图2赤泥样品制备流程2结果与讨论2.1赤泥选矿实验室研究2.1.1赤泥强磁选铁实验室试验对赤泥(现场立环尾矿)在56 0 mm强磁选机进行“一粗一精”强磁试验,粗选时上盘磁场
11、强赵强,等:赤泥强磁选铁预富集工艺研究2023年第6 期度为30 0 0 CS,中盘磁场强度为12 0 0 0 CS,下盘磁场强度为18 0 0 0 CS;精选时上盘磁场强度为2000GS,中盘磁场强度为7 0 0 0 GS,下盘磁场强度为10 0 0 0 GS,试验结果如表3所示。表3赤泥“一粗一精”强磁选试验结果(质量分数)%产品名称产率TFe品位TFe回收率精矿16.5355.1241.57中矿11.6524.3812.96尾矿71.8213.8845.47原矿100.0021.92100.00现场立环尾矿平环强磁选机“一粗一精”指标:给矿品位为2 1.92%,精矿品位为55.12%,精
12、矿产率为16.53%,回收率为41.57%2.1.2赤泥预富集实验室条件试验(1)磁场强度试验。对赤泥(二洗底流)进行不同磁场强度的强磁选试验,中矿冲洗水为0.15MP,磁场强度分别为1.4、1.7 和1.9 T,试验结果如表4所示。表4赤泥强磁选粗选试验结果(质量分数)%试验条件产品名称产率TFe品位回收率精矿27.2945.4751.59粗选尾矿72.7116.0848.41(1.4 T)原矿100.0024.10100.00精矿29.4243.2853.25粗选尾矿70.5815.8446.75(1.7 T)原矿100.0023.91100.00精矿30.6542.6754.61粗选尾矿
13、69.3515.6745.39(1.9 T)原矿100.0023.94100.00综合考虑精矿品位及回收率,选择赤泥强磁选粗选磁场强度为1.9T。(2)中矿冲洗水试验。对强磁选粗选进行了中矿冲洗水压试验,试验结果如表5所示,强磁选磁场强度为1.9T,中矿冲洗水压分别为0.15、0.20和0.2 5MPa。(3)“一粗一扫”强磁选流程试验。对赤泥强磁选机进行“一粗一扫”强磁试验,上盘磁场强度为30 0 0 CS,中盘磁场强度为12 0 0 0 CS,下盘磁场强度为18 0 0 0 GS,试验结果如表6 所示。表5赤泥强磁选中矿冲洗水压试验结果(质量分数)%试验条件产品名称产率TFe品位回收率精矿
14、30.1042.9854.33中矿水尾矿69.9015.5645.67(0.15 MPa)原矿100.0023.81100.00精矿27.4945.6252.57中矿水尾矿72.5115.6047.43(0.20 MPa)原矿100.0023.85100.00精矿24.3448.3748.64中矿水尾矿75.6616.4351.36(0.25 MPa)原矿100.0024.20100.00表6 赤泥“一粗一扫 强磁选试验结果(质量分数)%产品名称产率TFe品位回收率精矿41.5537.3368.36尾矿58.4512.2831.64原矿100.0022.69100.002.2赤泥选矿工业试验2
15、.2.1赤泥强磁选铁工业试验在磁选车间进行现场赤泥强磁选工业分选试验,工艺流程如图3所示。在试验中赤泥TFe25.68%时,可获得较好的赤泥选铁技术指标。赤泥25.68100.00100.00铁品位图例:产率.%强磁+粗选铁回收率40.6117.6235.064.9455.4444.56强磁扫选27.1716.069.1155.839.6434.9237.8444.1765.08综合粗精矿总尾矿图3赤泥预富集“一粗一扫”工业试验数质量流程2.2.2赤泥预富集工业试验前期实验室试验表明,赤泥采用强磁选机,经过“一粗一扫”强磁选流程,可得到TFe品位为37.8 4%、铁回收率为6 5.0 8%的预
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