磁铁矿精矿反浮选—酸浸—碱洗脱磷工艺

摘要

高纯生铁是生产优质铸件必须的原料，随着经济和科学技术的飞速发展，优质铸件需求量的不断增大，高纯生铁的需求量也迅速增加。而由于技术落后和优质铁矿资源有限等原因，我国高纯生铁的产量远不能自给，大部分依然依靠进口。磷是高纯生铁中的主要有害元素之一，目前，对于高纯生铁中磷的脱除，主要依靠氧化法，即在炼铁过程中加入脱磷剂将铁水中的磷氧化进入浮渣而脱除。该法在实际生产过程中存在工艺条件要求严格、操作复杂、药剂消耗量大、生产成本高和污染环境等问题，越来越多的生产企业正急切地寻找更为高效、环保和低耗能的脱磷工艺。
　　本文对取自河北承德某钢铁公司的高纯生铁原料磁铁矿精矿进行了选矿阶段深度脱磷工艺的研究，试图在选矿阶段实现对该磁铁矿精矿的深度脱磷，使其磷含量低于0.005％。根据原矿的组成成分及矿石特性，采用了反浮选、酸浸和碱洗的方法对其进行了一系列深度脱磷试验，确定了可行的脱磷工艺。
　　反浮选脱磷试验表明：反浮选具有良好的脱磷效果，精矿中的磷可以降低至0.005%以下，但铁回收率低。在最佳条件为磨矿细度-0.074 mm占100%，矿浆浓度30%，捕收剂用量1.0 kg/t，浮选时间15 min时，得到反浮选精矿产率为61.3%，铁品位62.37%，磷含量0.004%，尾矿产率38.7%，铁品位60.18%，磷含量0.190%。
　　酸浸脱磷试验表明：对于原矿，在最佳试验条件为磨矿细度-0.074 mm占75%，盐酸用量15%，液固比0.8:1，搅拌速度60 r/min，浸出时间4 h，浸出温度20℃时，得到浸出渣磷含量降至0.003%左右，铁品位上升至62.3%左右，铁损失率＜0.5%，而酸浸液回用时脱磷效果明显变差；对于反浮选尾矿，一步酸浸脱磷达不到预期目标。
　　酸浸-碱洗脱磷试验表明：在酸浸脱磷的过程中确实存在磁铁矿对磷的吸附现象，碱性条件下解吸；对于原矿，在最佳试验条件为磨矿细度-0.074 mm占75%，盐酸用量8%，液固比0.8:1，搅拌速度60 r/min，浸出时间4 h，浸出温度20℃，以及碱洗阶段，碱洗液pH值9.0，搅拌速度60 r/min，碱洗时间1 h，碱洗温度20℃时，最终碱洗渣产品中磷含量降至0.003%，铁品位上升至62.2%以上，铁损失率＜0.6%；对于反浮选尾矿，其他条件一样，当盐酸用量为9%时，最终产品中磷含量即可降至0.004%，铁品位从60.03%上升至60.8%左右。
　　通过试验及工艺对比，确定了酸浸-碱洗和反浮选-酸浸-碱洗的脱磷工艺。

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第一章 绪 论

1.1 高纯生铁的性质及应用

1.2 国内外高纯生铁的生产工艺

1.3 高纯生铁脱磷现状

1.4 铁矿石选矿脱磷概况

1.5 研究的意义和内容

第二章 试验材料与方法

2.1 矿样

2.2 试验试剂及设备

2.3 试验产品检测分析方法

第三章 反浮选脱磷试验

3.1 试验方案及流程

3.2 试验结果分析与讨论

3.3 产品分析

3.4小结

第四章 酸浸脱磷试验

4.1 试验方案及流程

4.2 原矿酸浸脱磷试验

4.3 反浮选尾矿盐酸浸出脱磷试验

4.4 小结

第五章 酸浸-碱洗脱磷试验

5.1 碱洗解吸验证试验

5.2 酸浸-碱洗脱磷试验

5.3 小结

第六章 脱磷工艺选择

6.1 工艺概况

6.2 脱磷工艺对比

第七章 结论和建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要的科研成果