一种对选铁尾矿进行烧结的方法与流程

本发明属于固体废弃物资源综合利用领域。具体地，本发明涉及一种对选铁尾矿进行烧结的方法，更具体地，本发明涉及一种通过对包含铁、硫和钠元素的选铁尾矿进行烧结以获得芒硝和尾矿烧结矿的方法。

背景技术：

1、近年来，随着自然资源的逐步枯竭，一些过去难以利用的尾矿、尾渣等重新进入人们的视野。它们作为二次资源被再次开发利用。例如，对于仍含有较高铁元素含量的选铁尾矿，例如白云鄂博选铁尾矿，可被再次当做铁矿石加以开发利用。

2、含有较高铁元素含量的选铁尾矿中虽然含有铁成分，但是在其中也包含对炼铁有害的硫和钠等元素，这些元素的存在成为再次利用所述选铁尾矿的一大障碍。如果能够将所述选铁尾矿中的铁元素和对炼铁有害的诸如硫和钠等的元素分开回收利用，无疑是一件两全其美的事情。

3、通常情况下，尾矿中的钠和硫含量并不是特别高，远远达不到工业应用的要求。要想从尾矿中制取和回收芒硝，还必须解决芒硝的制取富集以及少量芒硝的回收问题。

技术实现思路

1、发明目的

2、鉴于上述背景技术部分中所描述的现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种对包含铁、硫和钠元素的选铁尾矿进行烧结以获得富集了铁的尾矿烧结矿以及硫酸钠的方法；本发明的目的还在于提供一种通过对包含铁、硫和钠元素的选铁尾矿进行烧结获得的富集了铁的尾矿烧结矿。

3、技术方案

4、为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

5、方案1：一种对包含铁、硫和钠元素的选铁尾矿进行烧结的方法，所述方法的包括以下步骤：

6、步骤1：将所述选铁尾矿的粉末与基于该选铁尾矿重量计约7.0至约8.0质量%的焦粉进行混合以获得混合料，然后使所述混合料经过加水、混匀、制粒后获得粒料，其中向所述混合料中加水的量为基于所获得混合料总重量计的约7.5至约8.5质量%；

7、步骤2：将得自步骤1的粒料松散地布料在烧结机台车上，其中所布料的粒料的料层厚度在约450至约500 mm范围内，然后打开抽风机进行点火烧结，获得烧结体，最后将所获得的烧结体冷却到约100℃以下，从而获得蜂窝状尾矿烧结矿和附着在所述蜂窝状尾矿烧结矿表面上的硫酸钠；

8、步骤3：将得自步骤2的附着在蜂窝状尾矿烧结矿表面上的硫酸钠与所述蜂窝状尾矿烧结矿分离，从而分别获得芒硝形式的硫酸钠和富集了铁的尾矿烧结矿。

9、方案2：根据上述方案1所述的方法，其中所述选铁尾矿包括白云鄂博选铁尾矿。

10、方案3：根据上述方案1或2所述的方法，其中所述选铁尾矿中包含基于所述选铁尾矿总重量计的，

11、钠元素的量为以na2o计的约1.0质量%以上；

12、硫元素的量为约1.0质量%以上；和

13、铁元素的量在约14.0至约20.0质量%范围内。

14、方案4：根据上述方案1至3中任一项所述的方法，其中所述选铁尾矿的粉末的粒度在约2 mm以下。

15、方案5：根据上述方案1至4中任一项所述的方法，其中所述焦粉的粒度在约2 mm以下。

16、方案6：根据上述方案1至5中任一项所述的方法，其中所述焦粉中包含的碳的含量在约80质量%以上。

17、方案7：根据上述方案1至6中任一项所述的方法，其中所述步骤1包括在搅拌机中将所述选铁尾矿的粉末和焦粉搅拌混合均匀后，在搅拌下逐步加入设定量的水获得加水混合料，再将所述加水混合料搅拌均匀后转移到滚筒混料机中进行制粒，其中所述制粒的时间在约2.5至约3.5分钟范围内。

18、方案8：根据上述方案1至7中任一项所述的方法，其中所述步骤1获得的粒料的粒径大于约2 mm。

19、方案9：根据上述方案1至8中任一项所述的方法，其中在所述步骤2中，所述的点火烧结过程包括在空气气氛下进行点火烧结，其中采用的点火烧结工艺参数包括：点火温度在约1045℃至约1055℃范围内，点火区风箱负压在约4.5至约5.0 kpa范围内；烧结区风箱负压在约9.5至约10.0 kpa范围内，点火时间在约110至约130秒范围内。

20、方案10：根据上述方案1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

21、子步骤3-1：用水作为淘洗液对所述烧结体进行淘洗以溶解附着在所述尾矿烧结矿表面上的硫酸钠，从而获得溶解有硫酸钠的淘洗液；

22、子步骤3-2：将得自子步骤3-1的淘洗液中的不溶物除去，从而获得溶解有硫酸钠的澄清溶液；和

23、子步骤3-3：将得自子步骤3-2的溶解有硫酸钠的澄清溶液蒸发结晶，从而获得芒硝。

24、方案11：根据上述方案10所述的方法，其中在所述子步骤3-1中，所使用的作为淘洗液的水与所述烧结体的重量比例在约(1.5-2.5):1范围内。

25、方案12：根据上述方案10或11所述的方法，其中在所述子步骤3-1中，在所述淘洗过程中，所述烧结体完全浸没在所述淘洗液中。

26、方案13：根据上述方案10至12中任一项所述的方法，其中在所述子步骤3-1中，所述淘洗是在约30至约40℃的温度范围内进行的，优选在约32至约33℃的温度范围内进行，更优选在约32.4℃的温度下进行。

27、方案14：根据上述方案10至13中任一项所述的方法，其中在所述子步骤3-1中，将所获得的溶解有硫酸钠的淘洗液进一步重复作为对新的烧结体进行淘洗的淘洗液，直至获得的溶解有硫酸钠的淘洗液中的硫酸钠浓度达到在淘洗温度下硫酸钠饱和水溶液浓度的至少约80%。

28、方案15：根据上述方案10至14中任一项所述的方法，其中在所述子步骤3-2中，所述除去不溶物包括离心、沉降、滗析和过滤中的一种或多种的组合。

29、方案16：由根据上述方案1至15中任一项所述的方法获得的富集了铁的尾矿烧结矿，其中

30、所述尾矿烧结矿中包含的铁元素含量为基于所述尾矿烧结矿重量计的至少约21.0质量%，优选至少约23.0质量%；和/或

31、所述尾矿烧结矿中包含的以na2o计的钠元素含量为基于所述尾矿烧结矿重量计的至多约0.7质量%，优选至多约0.5质量%；和/或

32、所述尾矿烧结矿中包含的硫元素含量为基于所述尾矿烧结矿重量计的至多约0.4质量%，优选至多约0.3质量%。

33、技术效果

34、本发明的烧结方法采用诸如白云鄂博尾矿粉的选铁尾矿配加特定量的焦粉，通过调整特定的粒料厚度，在通过抽风自燃烧结法烧结后成功生产出蜂窝状的表面富集了硫酸钠的尾矿烧结体，然后通过水洗烧结体回收了芒硝。

35、本发明的发明人通过创造性的试验研究证实，选铁尾矿中的钠和硫在尾矿烧结的高温条件下容易形成挥发分，这些富硫和钠的挥发分容易在器物和/或尾矿烧结体表面生成芒硝。这使得可以通过高温使尾矿中的硫和钠挥发出来生成芒硝，而铁残留在不挥发的烧结体内，为综合回收硫、钠及铁创造了非常有利的条件。

36、本发明的发明人通过本发明所述的烧结方法，由特定选铁尾矿烧制成烧结体，不仅可以从中回收铁，而且获得的烧结体呈比表面积大的蜂窝状结构，非常有利于芒硝在其表面的吸附沉积，也为回收芒硝创造了条件。

37、本发明的发明人创造性地采用具有特定工艺参数的抽风自燃烧结方法，由包含铁、硫和钠元素的选铁尾矿获得了富集了铁的尾矿烧结矿以及硫酸钠，并采用淘洗液（例如水或重复利用的淘洗液）多次循环淘洗，实现了少量芒硝在淘洗液中的富集。对选铁尾矿中的硫和钠进行回收，不仅有利于随后对尾矿烧结矿中铁的回收，同时还可以得到芒硝作为有用产品，为下一步从烧结矿中选铁等资源创造良好条件。

38、另外，通过本发明的尾矿烧结工艺对尾矿进行烧结的主要目的是综合利用尾矿中的铁和/或萤石等可用资源，在进行烧结矿的选别时，芒硝析出物也可能会对选别药剂产生影响，有必要在选别前对将烧结矿表面的芒硝析出物进行清除。

39、本发明的尾矿烧结方法对选铁尾矿进行烧结的主要目标是要综合利用了其中的钠、硫和铁等资源。回收芒硝后不仅可以得到这种有用产品，还可以除去对炼铁有害的硫和钠，为铁的回收利用创造了良好条件。

40、具体地，本发明的方法取得以下技术效果：

41、（1）充分回收了尾矿中的部分钠和硫，回收的芒硝质量可达尾矿烧结矿重量的约0.4质量%以上，例如可达到约0.45质量%以上，进一步提高了含硫和钠的尾矿（如白云鄂博尾矿）的综合利用率和利用价值，产生了明显的经济效益和社会效益；

42、（2）本发明的烧结工艺的实施，去除了对炼铁有害的硫和钠，为下一步从尾矿烧结矿中选别回收铁和萤石等工艺创造了良好条件；

43、（3）用本发明的烧结方法从选铁尾矿中回收芒硝和铁，工艺简单易行，烧结成品率可达约70质量%以上，例如可达到约75%以上，完全可以实现工业化生产。