瓦斯泥中铁元素回收选矿试验研究

摘 要：钢铁生产过程中除尘系统中会产生大量的含铁尘泥，这些尘泥如处理不当既会造成环境的污染而且产生铁资源的严重浪费。安钢集团舞阳矿业公司根据自身尘泥的特点，进行选铁工艺试验研究，最终确定了先浮后磁、磁重结合的工艺流程，并建成了21万吨/年的瓦斯泥处理厂，年收入达2011.51万元，实现了瓦斯泥资源的有效利用和回收。

关键词：选矿 瓦斯泥 效益评估

中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0114-02

在钢铁生产过程中，会产生大量尘泥（主要包括转炉、电炉粉尘和高炉瓦斯泥、重力除尘灰）[1]。目前，尘泥由于长期得不到有效处理，在许多钢厂附近堆积如山，不仅占据了大量的土地，污染了环境，浪费了其中有价资源，而且影响高炉的正常操作和使用寿命。由于尘泥中富含铁、碳、锌、铅等有价元素，具有良好的综合利用价值。如何高效利用钢铁厂尘泥中的有价资源，提高其综合附加值，减少环境污染，成为钢铁企业面临的重大课题。[2]

为充分开发这一再生资源，河南安阳集团舞阳矿业公司对其自身瓦斯泥进行了小型试验及扩大试验研究。为获得较大的经济效益，采用技术成熟、工艺简单的选矿方法对高炉瓦斯泥中的铁进行回收，并投入现场生产。

1 工艺矿物学特性

安钢瓦斯泥中全铁含量大于30%，铁矿物以Fe3O4和Fe2O3为主，金属铁含量极少，仅有的金属铁珠镶嵌在渣之中，呈独立的金属铁几乎没有。高炉瓦斯泥所含铁矿物与天然铁矿物的表面性质存在较大差异，且细粒矿物在高温作用下胶结在一起，极易包裹脉石矿物，镜下鉴定及单体解离度测定结果均表明了这一点。胶结在一起的脉石与铁矿物用物理方法难以分离，这样给选矿带来了较大的难度，在影响精矿质量的同时，造成全铁回收率偏低。

2 实验研究

2.1 不同磨矿细度试验

镜下观察高炉瓦斯泥铁矿物和脉石矿物单体解离度仍较低，仅为60%左右，对不同磨矿粒度进行对比试验。试验用XCGS-73型磁选管，将未经磨的原矿及-200目含量分别为76%、81%的磨矿产品分别充分搅拌给入磁选管，场强为1800Oe。试验结果如（表1）。

结果表明，随着磨矿细度的提高，原矿的单体解离度也相应提高，磁选铁精矿品位随之提高，铁精矿产率及回收率则随之下降，尾矿全铁含量提高。考虑随着磨矿细度提高，磨矿产品中细粒级别含量也随之提高，这样势必给后续重选作业带来影响。且结合现场实际，选-0.074 mm占76%时指标进行试验。

2.2 磁选试验

为得到合适品位和回收率的铁精矿，对细度为-0.074 mm占76%的瓦斯泥做场强试验，试验采用湿式半逆流筒式磁选机，磁场强度分别为1400Oe、1600Oe、1800Oe、2000Oe。实验结果如（图1）所示。

从9（图1）结果来看，随着磁选场强的增加，铁精矿的品位下降，回收率升高。当磁场强度增大时，精矿中的连生体含量增加，所以精矿中回收率升高，铁精矿品位下降。综合品位和回收率两方面考虑，选用1600Oe为磁选机磁场强度。

2.3 重选试验

铁物相分析得到，铁矿物中有部分氧化铁，且铁矿物与其他矿物存在一定的比重差，为了充分回收赤铁矿中的铁，进行了重选试验。试验流程见（图2）。实验结果见表2。

从（表2）中可以看出，经过两次螺旋溜槽以后，铁精矿品位可以达到64.26%，螺旋中矿经过摇床后，摇床精矿品位为60.89%。达到了预期的目标。

3 效益评估

选矿生产成本主要有原料费用、选铁成本、选碳成本和动力费用，约150.05元/吨。

销售收入计算如下。

铁精品位55%，产率22.58%。与铁古坑工区品位67%的铁精矿按1：5混合后，品位达到65%，销售价格为1100元/吨精矿。品位67%的铁精矿销售价格为1140元/吨精矿。品位55%的铁精矿折合后的销售价格900元/吨精矿。

则销售收入为246.36元/吨，年利润为2022.51万元。

投资回收期计算如下。

舞阳矿业公司瓦斯泥处理厂，基建投资共280万元，安装费用共1227.2万元，设备材料费用共920.4万元，设备投资费用共3976万元，总投资费用共计6403.9万元。

投资回收期=[累计净现金流量出现正值的年份]-1+

=4-1+（336.37/1686.14）=3.20年

4 结论

（1）安钢瓦斯泥中有价元素含量较高，通过选矿的方法可以回收得到铁精矿和碳精矿，即解决了环境污染问题，又实现了资源的综合回收利用。（2）舞阳矿业公司成功建成了年处理21万吨瓦斯泥处理厂，铁精矿品位55%左右，碳精矿品位50%左右。年净利润2022.51万元，投资回收期为3.2年。（3）安钢瓦斯泥中富含铅锌等有价元素，可进一步展开回收选矿尾矿中铅锌的研究，若合理开发利用，可实现无尾矿排放，也有客观的经济效益。

参考文献

[1] 石磊，陈荣欢，王如意.钢铁工业含铁尘泥的资源化利用现状与发展方向[J]. 中国资源综合利用，2008，26（2）：12-15.

[2] 罗文群，刘宪，杨云泉，等.利用高炉瓦斯泥中的锌制备活性氧化锌的研究[J]. 环境工程学报，2012，6（1）：317-320.