鋼渣回收提純鐵的技術(shù)
鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣，數(shù)量約為鋼產(chǎn)量的15%～20%。近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，鋼渣的排放量也隨之增加。鋼渣中含有相當(dāng)數(shù)量的鐵，平均含金屬鐵約為10%左右。不同品種的鋼渣，可以作不同的用途。TFe高的鋼渣可以作煉鋼原料、煉鐵原料，以及作燒結(jié)原料用，剩下的尾渣一般用于筑路、回填、制造鋼渣水泥等。太鋼集團(tuán)臨汾鋼鐵有限公司年排轉(zhuǎn)爐鋼渣量30萬t，轉(zhuǎn)爐廢渣中鐵的含量為17%～28%。這些轉(zhuǎn)爐鋼渣除部分綜合利用外，其余全部堆放在東王渣場。綜合回收轉(zhuǎn)爐渣中的這部分鐵，對節(jié)約企業(yè)資源、降低環(huán)境污染、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，有很大的長遠(yuǎn)和現(xiàn)實(shí)意義。為此，本試驗(yàn)以臨鋼鋼渣為原料，進(jìn)行了回收鐵的工藝研究。
一、試驗(yàn)原料及方法
（一）試驗(yàn)原料
試驗(yàn)鋼渣樣取自太鋼集團(tuán)臨汾鋼鐵有限公司。該鋼渣樣中，主要礦物成分為硅酸二鈣、硅酸三鈣、氧化鈣和玻璃體。經(jīng)工藝礦物學(xué)研究證明，鋼渣中金屬鐵粒度分布極不均勻，磁鐵礦、赤、褐鐵礦結(jié)晶粒度細(xì)微，與硅鈣質(zhì)固溶體嵌布關(guān)系密切，較難單體解離。通過選礦可直接回收的金屬礦物，主要有金屬鐵、磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦。
鋼渣經(jīng)多元素化學(xué)分析，其組成見表1。
表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果
| 元素 | TFe | FeO | Si02 | A1203 | CaO | Mg0 | S | P | K20 | Na20 |
| 含量/% | 23.08 | 20.20 | 16.16 | 4.20 | 46.88 | 4.82 | 0.18 | 0.36 | 0.18 | 0.17 |
（二）試驗(yàn)方法
結(jié)合鋼渣性質(zhì)，分別進(jìn)行了濕式弱磁選和濕式強(qiáng)磁選對比試驗(yàn)，從而得到合適的工藝路線。
二、試驗(yàn)結(jié)果及討論
（一）濕式弱磁選試驗(yàn)
1、濕式磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)
鋼渣濕式磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)是在弱磁場中進(jìn)行的。試驗(yàn)固定磁場強(qiáng)度0.16T，磨礦細(xì)度分別為-200目產(chǎn)品的含量60%、70%、80%、90%、95%。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得鐵品位、回收率與磨礦細(xì)度關(guān)系，如圖1所示。
由圖1可以看出，磨礦細(xì)度對鐵精礦的鐵品位與回收率有較大影響。在磨礦細(xì)度－200目70%時(shí)，鐵回收率約為64%，品位約為59%；在磨礦細(xì)度－200目80%時(shí)，鐵回收率提高到了約66%，但品位下降到了約50%。綜合考慮各方面因素，磨礦細(xì)度以－200目占75%為宜。
2、濕式弱磁選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)
鋼渣濕式磁選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，是在固定磨礦細(xì)度－200目92%，磁場強(qiáng)度分別為0. 16T，0.145T、0.125T、0.10T下進(jìn)行的。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得鐵品位、回收率與磁場強(qiáng)度的關(guān)系，如圖2所示。
從圖2可以看出，隨著磁場強(qiáng)度增加，鐵精礦的品位有所下降，但都在50%以上，回收率明顯提高。在磁場強(qiáng)度為0.175T時(shí)，達(dá)到了66.75%。因此，本次試驗(yàn)選弱磁場強(qiáng)度0.175T較為理想。
3、濕式弱磁選試驗(yàn)結(jié)果及分析
鋼渣濕式弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)，是在固定磨礦細(xì)度－200目75%、磁場強(qiáng)度為0.175T的條件下進(jìn)行的。試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 濕式弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果
| 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)率/% | 全鐵品位/% | 全鐵回收率/% |
| 鐵精礦 | 31.00 | 60.60 | 66.99 |
| 尾渣 | 69.00 | 13.42 | 33.01 |
| 原渣 | 100.00 | 28.98 | 100.00 |
從表2可以看出，鐵精礦產(chǎn)率為31.00%，鐵精礦品位可以達(dá)到60.60%，全鐵回收率為“66.99%，試驗(yàn)結(jié)果比較理想。
（二）濕式強(qiáng)磁選試驗(yàn)
1、濕式強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)
試驗(yàn)鋼渣樣中有弱磁性礦物赤、褐鐵礦，為了進(jìn)一步回收這部分赤、褐鐵礦中的鐵，進(jìn)行了濕式強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)用原料為濕式弱磁選磁場強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)的弱磁尾渣。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得鐵品位、回收率與磁場強(qiáng)度關(guān)系，如圖3所示。
從圖3可以看出，隨著磁場強(qiáng)度的變化，鐵精礦品位變化不大，回收率有所增加。但強(qiáng)磁選精礦品位僅僅有20%左右，無法獲得合格的鐵精礦。
2、濕式強(qiáng)磁選再磨細(xì)度試驗(yàn)
從鋼渣濕式強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果可見，強(qiáng)磁選精礦品位僅僅只有20%左右，這可能是因?yàn)殇撛谐?、褐鐵礦結(jié)晶粒度細(xì)小，沒有達(dá)到單體解離原因。因此，進(jìn)行了強(qiáng)磁選再磨細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)磁場強(qiáng)度1.278T，試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 弱磁選尾渣強(qiáng)磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果
| 磨礦時(shí)間/mm | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)率/% | 品位/% | 回收率/% |
| TFe | TFe | |||
| 15 |
鐵精礦 尾渣 磁選尾渣 |
38.93 61.07 100.00 |
24.00 5.00 12.39 |
75.38 24.63 100.00 |
| 20 |
鐵精礦 尾渣 磁選尾渣 |
40.88 59.12 100.00 |
25.58 5.10 13.48 |
77.60 22.40 100.00 |
從表3可以看出，弱磁選尾渣經(jīng)過再磨，在同一磁感應(yīng)強(qiáng)度下進(jìn)行選別，鐵精礦品位只能達(dá)到24%～25%，距合格的鐵精礦質(zhì)量要求相差甚遠(yuǎn)，而且入選弱磁選尾渣鐵品位只有13%～14%。繼續(xù)提高再磨細(xì)度，勢必增加磨礦成本，經(jīng)濟(jì)上不夠合理，因而沒有必要繼續(xù)深入研究。
（三）鐵精礦質(zhì)量檢驗(yàn)分析
為了檢查選礦產(chǎn)品質(zhì)量，特進(jìn)行了鐵精礦質(zhì)量分析，鐵精礦質(zhì)量分析結(jié)果詳見表4。
表4 鋼渣濕式弱磁選鐵精礦和尾渣多項(xiàng)化學(xué)分析結(jié)果（%）
| 組分 | TFe | Si02 | S | P | Cu | Pb | Zn | Sn | K20 | Na20 | As |
| 鐵精礦 | 60.60 | 4.56 | 0.12 | 0.28 | 0.025 | 0.076 | 0.011 | 0.001 | 0.77 | 0.047 | 0.004 |
| 尾渣 | 13.42 | 37.70 | 0.10 | 0.24 | 0.016 | 0.071 | 0.009 | 0.001 | 0.65 | 0.041 | 0.001 |
從表4的試驗(yàn)結(jié)果分析可知，濕式弱磁選工藝可以從該鋼渣中選出品位為60%以上的鐵精礦。但是，該鐵精礦含磷超標(biāo)，需在冶煉過程中注意除磷。
三、結(jié)論
（一）將鋼渣在磨礦細(xì)度－200目75%，磁場強(qiáng)度0.175T的條件下進(jìn)行濕式弱磁選，研究結(jié)果表明：鐵精礦產(chǎn)率31.00%，選礦比3.23，鐵精礦品位可以達(dá)到60.60%，全鐵回收率為66.99%。
（二）濕式弱磁選工藝可以從該鋼渣中選出品位為60%以上的鐵精礦。但是，該鐵精礦含磷超標(biāo)。
