云锡尾矿探索性试验报告.doc

云锡尾矿探索性试验报告1 前言 云锡尾矿是云锡公司选锡厂经数十年的生产所堆积起来的尾矿产品，储量高达数千万吨，尾矿含铁约30%，属于有害元素高的褐铁矿。由于褐铁矿的复杂难选特性及伴生有害元素严重超标，云锡尾矿中的铁成分未能获得开发利用。随着铁矿原料的日趋紧张及铁矿价格的上涨，能否利用云锡尾矿生产出有害杂质含量满足炼铁质量要求、铁品位大于50%的铁精矿，成了昆钢、云锡公司及有关单位所共同关心的问题。目前，还原焙烧弱磁选、强磁选是能够提高褐铁矿品位的选矿工艺，因此，对云锡尾矿（试验简称原矿），实验室一方面以一台实验型SLON-500型高梯度磁选机作为工艺设备，进行强磁选工艺探索性试验，另一方面，开展还原焙烧磁选探索性试验，摸索利用云锡尾矿技术上是否可行。2 原矿化学成分表1 原矿化学多元素分析 元素 含量TFe%FeO%S%P%Pb%As%SiO2%Zn%Sn%原矿31.340.260.0800.0561.830.7813.490.630.17 由表1可见，试验原矿铁品位31.34%，高炉冶炼有害元素Pb、As严重超标。3 原矿粒度分析 表2 原矿（未经破碎）粒度分析结果表粒度（mm）产率（%）TFe（%） TFe占有率（%）个别累计个别累计 -0.900 +0.4500.9520.300.62 -0.450 +0.15050.0651.0127.8244.8145.44 -0.150 +0.0977.8758.5836.649.2754.71 -0.097 +0.0763.2262.1039.014.0458.75-0.07637.90100.0033.8241.25100.00综合100.0031.08100.00 由表2可见，原矿粒度小于0.45mm占99.05%，200目含量为37.90%。4 强磁选流程试验4.1 不磨矿一段强磁粗选流程试验 由于原矿粒度较细，达到试验用高梯度磁选机要求，因此以一段强磁选对原矿进行试验。试验结果见表3。表3 不磨矿一段强磁粗选（流程A）试验结果 指标 背景场强产率%TFe%回收率%5000Gs精矿41.7843.0758.75中矿8.8927.067.85尾矿49.3320.7533.40原矿100.0030.64100.007000Gs精矿53.9941.2772.98中矿8.9836.0810.61尾矿37.0313.5316.41原矿100.0030.53100.00 由表3可见，一段强磁粗选不能获得品位50%以上的铁精矿，因此不能提精；当强磁选背景场强达到7000Gs时可以抛弃产率37.03%、品位13.53%、铁回收率16.41%的铁尾矿，因此一段强磁粗选可以抛尾。不磨矿强磁粗选抛尾可减少后道磨矿作业磨矿量，降低磨矿能耗及生产成本，有现实意义。4.2 磨矿一段强磁粗选流程试验 为了探索在细磨条件下，强磁选是否可以提取精矿或者更好的抛弃尾矿，特进行磨矿一段强磁粗选流程试验，试验结果见表4及表5。表4 85%-200目一段强磁粗选流程（流程B）试验结果 指标 背景场强 产率%TFe%回收率%5000Gs精矿33.4945.7849.05中矿3.8232.473.97尾矿62.6923.3546.98原矿100.0031.20100.00续表4 背景场强 指标 产率%TFe%回收率%7000Gs精矿48.5642.6266.47中矿5.6038.796.98尾矿45.8418.0426.55原矿100.10031.14100.00表5 95%-200目一段强磁粗选（流程C）试验结果 指标 背景场强产率%TFe%回收率%5000Gs精矿30.1248.7142.20中矿4.0235.324.54尾矿65.8624.2153.26原矿100.0031.30100.007000Gs精矿42.1944.4160.01中矿3.1334.123.42尾矿54.6820.8836.57原矿100.0031.22100.00 由表4、表5可见，提高磨矿细度或者降低背景场强，均可提高精矿品位。获得最高精矿品位48.71%时，对应的磨矿细度为95%200目，对应的背景场强为5000Gs。4.3 强磁流程产品考察 为考察有害元素在不同工艺流程产品中的含量，对多个产品进行化学成分分析，分析结果见表6。表6 不同工艺流程产品多元素分析 元素 工艺流程TFe%S%P%Pb%As%SiO2%Zn%Sn%烧减%流程A精矿（7000Gs）41.270.0390.0352.180.957.060.780.07915.10流程A精矿（5000Gs）43.070.0370.0322.011.006.320.810.07113.42流程B精矿（7000Gs）42.620.0310.0322.110.966.500.790.07514.25流程B精矿（5000Gs）45.780.0250.0341.921.245.330.960.05913.86流程C精矿（5000 Gs）48.710.0260.0331.801.314.810.980.05013.50流程C尾矿（5000 Gs）24.820.0930.0681.920.5617.300.470.220/由表6看出，不同的工艺流程精矿产品随着铁品位的增加，As、Zn含量也随之增加，铁品位48.71%时，As为1.31%，Zn为0.98%，而Pb、Sn含量随之减少，即使在今后的研究中可以将精矿铁品位提高到50%以上，但精矿中的As和Zn同样会进一步提高，难以获得有害元素满足冶炼要求的铁精矿产品。值得一提的是，不同工艺流程精矿产品中的SiO2含量较低，精矿铁品位48.71%时，SiO2含量仅为4.81%，表明进一步降硅的意义不大。以上就是云锡尾矿选矿过程中的特殊规律，其原因，主要是铁与As、Zn的赋存状态关系密切，其中Zn可能主要以铁闪锌矿即(Zn、Fe)S或其氧化物的形态存在，As可能主要以毒砂（FeAsS）、斜方砷铁矿（FeAs2）的形态存在，如要彻底查清铁与有害元素的赋存关系，下一步需要进行物相分析及电子探针分析。5 还原焙烧磁选试验 5.1 试验目的本次焙烧磁选试验目的是提高精矿品位，同时降低精矿有害杂质含量。焙烧可使非磁性低品位褐铁矿转化为磁性铁（包括磁铁矿、假象赤铁矿、铁颗粒），同时高温条件下可使部分有害杂质挥发或还原成单质，从而与铁矿物分向，最后经过磁选可选出高品位的磁性铁产品。5.2 焙烧试验焙烧条件的选择：1）焙烧方式：由于原矿是褐铁矿，所以采用还原焙烧；2）还原剂：采用褐煤（来自惠民地区）作为固态还原剂；3）焙烧温度：由于焙烧褐铁矿适宜的温度为700900，且试验还原炉最高温度为900，而温度高对有害杂质的脱除有利，故直接固定焙烧温度为900；4）其它条件：焙烧时间及还原剂用量为变量；焙烧矿冷却方为水冷。焙烧试验获得的焙烧矿化学多元素分析见表7。表7 焙烧矿化学多元素分析 元素 样品TFe%FeO%S%P%Pb%As%SiO2%Zn%Sn%CaO%MgO%Al2O3%1#34.2218.480.0870.0612.170.8415.990.570.1857.152.956.342#35.440.920.0720.0632.270.6416.760.340.197.363.046.58注：1条件：焙烧时间30分钟，煤10%；2条件：焙烧时间60分钟，煤30%（焙烧温度均为900）。焙烧效果初步分析：焙烧后，由于烧减矿石铁品位及亚铁含量得到提高，同时杂质及有害元素硅、钙、镁、铝、磷、铅、砷含量也同步增加，唯有锌含量有所较少。这说明，焙烧时，铅、砷难以挥发，仍残留在矿石中，而锌则相反。5.3 焙烧矿选矿试验选矿工艺首先通过磨矿使磁性铁与脉石矿物单体解离，通过弱磁选回收磁性铁产品，对弱磁选尾矿以摇床重选回收非磁性铁产品，选矿工艺流程见图1。 原矿（95%200目） 弱磁选 11kA/m 摇床重选弱精 摇精 摇中 摇尾 图1 焙烧矿选矿试验流程图焙烧矿磁选试验结果见表8。表8 焙烧矿选矿试验结果 指标 编号产率%TFe%回收率%1弱磁精矿34.3559.0758.94摇床精矿7.0638.307.85摇床中矿32.3523.4122.00摇床尾矿26.2314.7111.21焙烧矿100.0034.43100.002弱磁精矿9.4972.7219.47摇床精矿7.4756.4211.89摇床中矿10.3031.179.06摇床尾矿72.7329.0559.58焙烧矿100.0035.46100.005.4 焙烧磁选产品分析焙烧磁选试验精矿化学多元素分析见表9。表9 精矿化学多元素分析 元素 样品TFe%FeO%S%P%Pb%As%SiO2%Zn%Sn%CaO%MgO%Al2O3%1#精矿59.0729.480.120.0732.001.093.550.750.0801.140.674.672#精矿72.721.310.0710.0751.201.902.730.200.0651.080.542.815.5 焙烧磁选结果分析表8、表9说明： 1）综合比较，1试验取得精矿指标相对比较理想，2试验有明显的过还原现象，其特征是有大量的金属铁产品（2精矿）出现，导致金属回收率明显偏低。由于仅做了两组试验，最佳焙烧条件尚未获得，如对1试验进行条件优化，可进一步提高选矿指标。2）无论还原焙烧磁选效果好坏，有害杂质砷含量与铁品位呈正相关，表明砷、铁关系紧密，砷难以脱除，因此可推断即使优化还原焙烧磁选条件，有害杂质砷也不能有效去除；而有害杂质铅、锌的含量与铁品位呈负相关，提高铁精矿品位可有效降低铅、锌含量。3）总之，还原焙烧磁选工艺虽然获得较高的铁精矿品位，但有害杂质尤其是砷不能有效去除，严重超标。 6 结论试验获得以下结论：1）云锡尾矿属有害元素严重超标的褐铁矿矿石，原矿铁品位31.34%，需要通过选矿办法提高铁精矿品位、降低有害杂质含量方可获得回收利用。2）云锡尾矿粒度较细，可以在不磨矿的情况下，以高梯度强磁选工艺直接抛尾，在生产上有积极意义。3）以高梯度强磁选工艺选别云锡尾矿，可获得精矿铁品位41.27%48.71%，Pb 2.18%1.80%，As 0.95%1.31%，Zn 0.78%0.98%，SiO2 7.06%4.81%，难以获得品位大于50%的铁精矿，且精矿有害杂质As、Zn随铁品位的提高而有所上升，不能作为炼铁原料。4）还原焙烧磁选工艺可在适宜条件下取得铁品位59.07%，铁回收率58.94%的铁精矿，但As、Pb高达1.09%和2.00%，同样不能作为炼铁原料。5）对云锡尾矿而言，强磁氧化焙烧技术方案也有一定的研究价值，该方案先以强磁选提高铁精矿品位（TFe 45%），然后对强磁精矿造球进行氧化焙烧，其烧减可导致球团成品矿铁品位再进一步提高。但实践证明，球团、烧结生产（主要以氧化气氛为主）基本上不能脱砷，因此强磁氧化焙烧方案效果有限。7 建议技术中心选矿试验室近年来对省内贫（铁品位低）、细（铁矿颗粒细）、杂（有害元素高，尤其是As和P）难选矿石进行了大量的试验研究工作，本次云锡尾矿强磁选试验只是其中之一，有成功也有失败，经过对经验及教训的总结，提出如下建议：1）云锡尾矿铁精矿（包括强磁精矿、焙烧磁选精矿）As、Zn有害元素严重超标，在目前公司入炉原料有害元素偏高的情况下，不能作为炼铁原料。2）公司对省内难选矿石的开发应遵循先易后难原则，循序渐进。从选矿技术及经济角度上考虑，不同