一種鋼鐵廠高爐瓦斯泥中碳、鐵綜合回收工藝對比試驗
作者：鄭曉敏
對于瓦斯泥的處理和綜合利用已經有大量的研究，且有的已經付諸生產，但不同地區(qū)、不同燃燒方式所形成的瓦斯泥，由于其中各種物相組成等不同，對其中有用元素進行回收時，所采用的方法也不盡相同，對于同一種瓦斯泥原料，不同的選別方法結果也不同，因此針對每種原料都應該進行選別試驗研究，確定最佳的工藝流程。本次試驗在研究瓦斯泥化學多元素分析、粒度組成測定以及物相組成研究的基礎上，對比了幾種常用選別工藝，為其合理的利用提供基礎資料。
1原礦性質分析
本次試驗所用礦樣取自唐山某鋼鐵廠，具有代表性。肉眼觀察顏色為深褐色至黑色泥漿狀，含水18%～20%，物相分析其中鐵礦物主要為磁鐵礦和赤鐵礦，其中赤鐵礦的礦物含量約為50%，磁鐵礦的礦物含量不到10%，碳主要以焦炭的形式存在，呈不規(guī)則狀、條帶狀、片狀結構和粒狀嵌鑲結構，其中以顆粒鑲嵌結構為主；有的顆粒較均勻致密，有的呈蜂窩狀，顆粒大小不等，脈石礦物主要為石英和長石等。經混勻縮分取樣進行化學多元素分析、原礦粒度篩析，結果見表1和表2。
2選礦流程方案選擇
考慮到瓦斯泥中含鐵礦物有赤鐵礦和磁鐵礦，含碳礦物為焦炭，在大量試驗基礎上，排除了單一重選的可能性，進行了多組不同工藝研究，如重選一浮選一磁選聯合流程、弱磁選一強磁選一搖床工藝、浮選磁選工藝等，但因部分流程的結果確實不好，因此最終選擇磁選一浮選、磁選一重選一浮選、重選一浮選、浮選一重選、浮選一磁選、單一浮選五種結果較好的工藝進行對比。
2.1磁選一浮選
磁選主要是選別磁鐵礦和赤鐵礦，拋棄單體的脈石顆粒和貧連生體，減少浮選入選礦量，提高浮選入選品位。
此部分磁選試驗包括弱磁選和強磁選兩部分，且先弱磁后強磁，弱磁選的試驗采用Φ327×180型鼓筒式磁選機，磁場強度為79. 577kA/m，強磁選的試驗采用xcsQ-50×70濕式強磁選機，在分選濃度30%、給礦時間5s、分選齒板間隙為0.2mm條件下進行，浮選的試驗條件為：捕收劑柴油500g/t，起泡劑2#油25g/t，分散劑六偏磷酸鈉lOOg/t，選礦濃度為5%，其余條件見圖1，結果見表3。
瓦斯泥原礦經過弱磁選一強磁選一一粗兩精浮選工藝流程，最終獲得產率為23. 85%，鐵品位為56. 08%的鐵精礦和產率為29. 33%，固定碳含量為65. 09的碳精礦以及含鐵10. 14%、含碳20. 56%的尾礦。
2.2 磁選一重選一浮選試驗
考慮到強磁選的成本相對較高，此部分磁選為弱磁選，試驗條件同上，重選采用XCY- 73型1100×500刻槽搖床，12mm沖程，300rin／min沖次，3。床面坡度，20%給礦濃度，給礦量0.38t/h，浮選條件同上。試驗流程見圖2，通過磁選一重選一浮選流程試驗獲得的指標見表4。
經過弱磁選一重選一一粗兩精浮選工藝流程，最終獲得鐵精礦的產率為21. 46%，鐵品位為56. 11%，碳精礦的產率為27. 03%，固定碳含量為65. 17。
2.3重選一浮選試驗
考慮到赤鐵礦和磁鐵礦比重與焦炭比重相差較大，直接用重選來分類含鐵礦物和含碳礦物，其中重選和浮選的試驗條件同上，試驗流程見圖3，通過重選一浮選流程試驗獲得的指標見表5。
瓦斯泥原礦在重選之后，取重選的中礦和尾礦進行一粗兩精的浮選流程試驗，結果可得到鐵品位為53.34%，產率為21.87%的鐵精礦和碳品位為65.21%，產率為27.11%的碳精礦。
2.4浮選一重選試驗
試驗過程中發(fā)現部分含碳礦物在重選中，會漂浮在液面上，導致部分碳損失，同時由于原礦顆粒粒度較細，在重選尾礦中仍有部分含鐵礦物，使得二者分離效果不是很理想，考慮到焦炭的可浮性很好，因此先浮選后重選進行選別，試驗條件同上，試驗流程見圖4，結果見表6。
瓦斯泥經先浮選后重選試驗流程后，可獲得碳精礦的產率較高，為29.52%，固定碳含量為66.76%，鐵精礦的品位為55.22%，產率為24.76%。
2.5單一浮選
對于細粒級的赤鐵礦和磁鐵礦，常用浮選進行選別，此處采用單一浮選，先浮選含碳礦物再進行反浮選，浮碳試驗條件同上，反浮硅的試驗條件為：NaOH1200g/t，淀粉800g/t, Ca0800g/t, TS600g/t。試驗流程見圖5，結果見表7。
經單一浮選流程，可得到鐵品位為56.19%，產率為23.07%的鐵精礦和產率28.15%，固定碳含量為66.94%的碳精礦。
3五種工藝流程方案比較
為了更有效的研究文中這類瓦斯泥的綜合利用工藝，以上述五種工藝的鐵精礦品位、回收率和碳精礦的品位、回收率為參考指標，其對比試驗數據見圖6。
由圖6可以看出，除了重選一浮選流程工藝外，其余工藝所得鐵精礦的鐵品位均在55%以上，且單一浮選流程所得鐵精礦的鐵品位最高，但是鐵回收率最高的為浮選一重選流程工藝，從碳精礦的品質來看，后浮選的聯合工藝工藝流程中，碳的損失較多，因此在對類似瓦斯泥進行鐵、碳兩種元素的回收利用時，應考慮先回收含碳礦物再回收含鐵礦物。
4結 論
1)本次試驗中所用原礦為唐山某鋼鐵廠的瓦斯泥，含鐵礦物主要為磁鐵礦(<10%)和赤鐵礦(50%)，碳主要以焦炭的形式存在，呈不規(guī)則狀、條帶狀、片狀結構和粒狀嵌鑲結構，其中以顆粒鑲嵌結構為主，脈石礦物主要為石英和長石等。原礦篩析表明，36.8%的顆粒粒度小于270目。
2)與磁選一浮選、弱磁一重選一浮選、重選一浮選三個工藝相比，浮選一重選、單一浮選的鐵、碳回收率和品位比較高，其中浮選一重選流程的鐵回收率和碳品位最高，分別達到69.54%和66.76%，單一浮選的鐵品位和碳回收率最好，分別為56.19%和64.93%。
5摘要：高爐瓦斯泥是一種資源，在對其原礦性質和物相組成等進行分析的基礎上，研究了鐵、碳綜合回收的幾種不同工藝，結果表明，與磁選浮選、磁選重選一浮選、重選一浮選三個工藝相比，浮選一重選、單一浮選的鐵、碳回收率和品位比較高，其中浮選一重選流程的鐵回收率和碳品位最高，分別達到69. 54%和66. 76%，單一浮選的鐵品位和碳回收率最好，分別為56.19%和64. 93%。由于瓦斯泥原礦的性質對其工藝影響很大，因此本文研究內容僅對類似瓦斯泥性質進行提鐵、碳綜合回收具有一定的參考價值。
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