资源描述：
高磷铁矿石脱磷技术研究现状与展望 彭志伟 , 李光辉 , 金勇士 , 姜涛 , 杨永斌 中南大学资源加工与生物工程学院 , 湖南长沙 , 摘要根据国内处理高磷铁矿石的技术研究现状 , 本文着重介绍了联合磁选 、磁选一选择性 聚团脱泥一反浮选 、 化学浸出以及生物脱磷等高磷铁矿石分选处理的主流工艺 , 并对高磷铁矿石脱磷技术的工艺发展前景进行了探 讨 关艘词高磷铁矿石脱磷选矿 一 一,一,一,,一 ,,, 一 , 一 , 一 一 , 一 心 一 , 通几“性鱼, 曰 声司 人 口,‘刁 随着中国钢铁工业的持续发展 , 产能的不断提高与铁矿石短缺的矛盾日益突出年中国铁矿石进 口量已达 亿吨 。 积极有效地开发贫矿 、 复杂铁矿资源的要求更趋迫切 。 我国高磷铁矿石资源丰富 , 探明储量达亿吨 , 目前因含磷较高而无法得以充分利用比 〕 。 由于该类型铁矿石中主要矿物成分赤铁 矿嵌布粒度极细且经常与菱铁矿 、褐铁矿、绿 泥石 、粘土和 含磷矿共生 、 胶结或互 相包裹 , 目前被国内公认为 最难选的矿石类型’ 。 对于高磷铁矿石 的处理分选国内外已开展较多的研究工作 。 本文着重介绍了近年来 高磷铁矿石处理工艺的发展情况 , 并就其工艺发展前景进行了探讨 。 高磷铁矿石脱磷技术研究现状 高磷铁矿石资源在我 国分布较为集中 , 比较具有典型性 的有梅山高磷铁矿 含磷量达 。 和储童为 亿吨的鄂西高磷铁矿平均含磷量约为户司 。 目前的脱磷工艺的研究主要是 围绕这些 极具代 表性 的含磷铁矿展开 的 , 如联合磁选法 、 磁选一选择性聚团脱泥一反浮选 、化 学浸 出以及生物脱磷等 。 联合磁选法 由于高磷铁矿中各铁矿物与含磷矿如磷灰石的比磁化系数的差异比较明显, ‘〕 见表 , 为磁选脱磷提 供了条件 。 同时因磁选工艺的经济性使其成为当前我国高磷铁矿选矿的主体工艺之一 。 对于该类铁矿石而 言 , 其极细的嵌布粒度 、 复杂的矿物共生关系使简单的磁选工艺难以达到有效除磷的目的 。 针对这一问题 , 洪家凯等人对梅山铁矿的脱磷技术进行了研究 。 对 含铁 , 磷 。 ” , 硫的脱磷铁精矿 , 采 用弱磁一粗一精一扫一强磁 一粗一扫 流程选别 , 获得了含铁 , 磷 。 , 硫 , 碱度 的 自熔性铁精矿 , 铁回收率为 川 。 该工艺流程简单如图所 示 , 随着新型高效磁选设备的开发 , 将进一步显示出工艺优越性 。 表不同矿物的比磁化系数 矿物名称比磁化系数 一,一, 矿物名称比磁化系数 。 ‘,一’ 磁铁矿揭铁矿 菱铁矿镜铁矿 赤铁矿黄铁矿 一 假象 、半假象赤铁矿 白铁矿 赤铁矿磷灰石 脱硫铁精矿 综合铁精矿 尾矿 日日日日 , , , , 图弱磁一强磁联合磁选工艺 磁选一选择性聚 团脱泥一反浮选 反浮选是当前铁矿石脱磷的主要 方法之一 。 由于磷灰石等杂质矿物嵌布粒度极细 , 细磨使其单体解理 后捕收困难 , 回收率低 。 结合反浮选脱磷工艺的优势 , 选择性聚团分选为微细粒含磷矿物的分离提供了一条 有效途径闭 。 林祥辉等人根据鄂西铁矿石的特点进行 了选矿药剂以及相应 的浮选和絮凝选 矿工 艺 的研究 , 研制成功 了 一 捕 收剂和 一 选择性絮凝剂 , 对含铁 , 含磷 。 环的铁矿采用 磁选一选择 性 聚团脱泥一反浮选工艺 , 获得了含铁 , 回收率洲 , 含磷的铁精矿 , 为目前 国内选别 该类型矿石所能达到 的较好指标〔 ‘。三。 其工艺流程图见 图 。 化学漫 出 化学方法脱磷就是以硫酸 、盐 酸或 硝酸等对矿石进行酸浸脱磷 , 矿石中的磷矿物无须完全单体解离 , 浸 精精选选 扫扫选选 铁精矿 尾矿 图磁选一选择性聚团脱泥一反浮选工艺 出液能迅速将暴露 出来的含磷物质脱除 。 国内外众多研究表明 , 化学浸 出是含磷矿石脱磷的有效手段之一 , 但因化学试剂用较大 , 成本较高而无法在工业生产中得以应用 ’一 ‘ 〕 。 金 勇士等人对化学脱磷的效果与经 济可行性进行了系统的研究 。 结果表明 硫酸对铁矿石的的脱磷效果最好 , 其次为硝酸 , 盐酸由于其具有较 强 的挥发性脱磷效果相对较差 。 当硫酸浓度为时 , 室温下浸出 , 脱磷率为 。 适宜 的搅拌 速度为适宜的浸出时间为 。 酸浸过程中的铁损低于 , 可以忽略不计该工艺由于 硫酸生产成本相对较低 , 用量少且脱磷效果显著 , 具有一定的工业应用前景 。 酸浸 出脱磷的机理可以用下式表示 。‘ 式 中代表和 。 生成物对应为和 。 当硫酸作浸 出剂时会发生如下沉淀反应 芝 一。 式 中 一 , 或 , 主要取决于浸 出液的酸度 。 的形成将促进复分解 反应方程的进 行 , 这也使得硫酸比其他酸脱磷效果好 〕 。 生物脱磷 由于多数细菌 、真菌、放线菌都具 有溶磷作用 见表 , 近年来 , 利用微生物脱磷的研究非常活跃这些 微生物通过代谢产酸降低体系的值使磷矿物溶解 。 同时代谢酸与 “十 、、 , 等离子整合形成的 络合物进一步促成磷矿物的溶解 。 此外 , 某些细菌的过量摄磷特性也为应用微生物进行高磷铁矿石脱磷提 供了条件 。 研究表明 , 氧化亚铁硫杆菌菌 等能大 幅度地降低体系值 , 生成的代谢酸使生物脱磷 的效果显著 。 黄剑聆等人将矿样用硫杆菌进行预处理 , 不溶性的硫化物转化 为可溶性的硫 酸使包藏在铁矿 石内部微细的磷酸钙得以暴露在溶液中便于发生化学反应溶出 。 结果表明 , 通过溶磷剂的进一步的协同作 用 , 可将铁矿 石中的含磷量由降至以下娜 〕 。 何良菊等人以菌氧化黄铁矿所生产的浸出 液对高磷铁矿石浸 出脱磷 , 脱磷率达 二喝 。 本文作者也研究了菌从含磷铁矿石中脱磷的可行 性及工艺技术 。 对含磷环的铁矿石 , 以缺磷 培养基为浸 出体系 , 添加质量比为的黄铁矿 , 在初 始值为的条件下 , 采用菌进行生物浸 出 , 获得的脱磷率可达 , 进一步证实了生物 脱磷的可行性与高效性阳 〕 。 表脱磷徽生物种类 菌类中文名称拉丁名称中文名称拉丁名称 细曲芽抱杆茵 , 假单泡杆曲 欧文氏菌 。 土坡杆菌 沙雷氏菌 。 黄杆曲 肠细菌徽球菌 固氮菌根瘤蔺 三 沙门氏蔺色杆菌 产碱菌节细茵 硫杆菌埃希氏菌 真曲青祥菌曲祥 , 【 根林 即 。 膝刀菌 , 小菌核菌 放线菌链母菌 高磷铁矿石脱磷技术前景展望 随着人们对于环境 、节能、 资源保护意识的增强 , 一些新的脱磷技术已经应运 而生 。 生物技术以其低能 耗 、 高效益以及无污染等特点 , 在复杂矿物资源的选矿分离工艺中显示 出强大的生命力 。 目前 , 对于硫杆菌 生物脱磷以及相关溶磷剂如 一 的研制应用等方面的研究进展 , 表 明生物技术在铁矿石脱磷领域已取得 明显突破 。 而在浮选脱磷方面 , 随着化工与浮选技术的不断发展 , 新型高效浮选捕收剂 的研发浪潮已初现端 倪 , 并向着多官能团 、 异极性以及捕收剂之间的混合协同化等方 向发展 。 此外 , 新型选 矿设备如 一 立环脉动高梯度磁选机使成功分选以下粒级 的磷铁矿成为可能 , 为利用磁 选 工艺进一步分离 细粒级含磷矿物提供了强有力的支撑 。 可以预见 , 随着生物选矿技术的进步 、新型浮选药剂的开发和利用复合力场 重力 、磁 力 、表面力 的高效重 、磁 选设备的不断涌现 , 生物脱磷与磁选一反浮选联合工艺将成为今后高磷铁矿石脱磷工艺发展的两大主流方向 。 参考文献 」鲍旭年我国铁矿石进口市场形势分析「中国远洋航务 。 。一 〔 〕袁致涛 , 高太 , 印万忠等我国难选铁矿石资源利用的现状及发展方向〕金属矿山 , 一 〕孙炳泉 近年我 国复杂难选铁矿石选矿技术进展〔」金属矿山 , 一 〕余永富我国铁矿山发展动向 、选矿 技术发展现状及存在的问题【〕矿冶工程 , 一 「樊绍良 , 毛益平 , 储德应梅山铁精矿粗细分级选别降磷研究〔〕金属矿山 , 一 〔 〕彭会清 , 王代军 高效环保节约和谐开发那西高碑铁矿综述〔〕矿业快报 , 一 洪家凯采用磁选工艺改善梅山铁矿铁精矿的质〕矿冶工程 , ” 一 「」方启学 , 卢寿慈世界弱磁性铁矿石资源及其特征〔〕矿产保护与利用 , 一 〔 」 且 , ,, 一 下转第页 产 品 附 加值 是 铁 精 矿加 工 企业 开 发 新产 品 提 高 经济 效 益 的一 个 新途 径 参考 文 献 〕 李桂 芹超级 铁精 矿的应 用与制 取国外 金属矿 选矿一 【幻 伍喜庆 丁九 生 超 级铁精矿 的制 取技术 矿产综 合利用一 【 〕刘纽青 超级 铁精矿 生产技 术的研 究矿 冶一 〔 〕李朝晖 郸秀 平 张 志强 一 种新的 超级铁 精矿生 产工艺 国外 金属矿 选矿一 【 〕刘云彩 炼铁 生产 的演变年中 国非高炉 炼铁会 议论 文集中 国金属 学会一 【〕杨婷孙 继青世界直 接还原 铁市场 发展现 状及前 景分 析 。 。 年 中国非 高炉炼铁 会议 论文集 中国金 属学会。 。一 【〕韦俊 贤世界 非高炉 炼铁发 展情况 及对我 国发展 非高炉 炼铁 的建议 。 。 年中 国非高 炉炼 铁会议 论文集 中国 金属学 会 一 作 者 简介李 艳 军男博 士东 北大 学 资 源与 土 木工 程 学 院矿 物 工程 研 究 所教 师 主 要从 事 铁 矿选 矿 方 面的 科 研 工作联 系电 话一 上 接第页 参考 文 献 【」 汪琦铁矿含 碳球 团技术〔卫北京 冶金 工业出 版社。。一 【 幻 商运 明余方 超含碳 球团高 温抗 压强度 的实验测 定〔 〕 武汉科 技大学 学报一 〔〕 呀〔 〕叱呀 〔扣一 〕 〕一 〕 〔 〕一 〔」邱冠 周姜 涛 徐经 沧等冷 固结球 团直接 还原〕长沙中南 大学出版 社一 〔〕吴仁 林 冷固 结球 团的研究 和应用 〔 〕炼 铁一 【〕王常 珍 冶金 物理化 学研究 方法〔 〕北京冶金工 业出 版社一 上 接 第页 〔。 〕 林 祥辉 罗仁美刘靖等 那西 难选铁 矿的选 矿与 药剂研究 新进展 〔〕 矿冶 工程一 〔 〕馆二一 一 二州 一 〔 〕〔〕 一 〔 〕 一 〕黄 剑聆 杨 云妹 谢 洪溶磷 剂与硫 杆菌协 同对铁 矿石脱 礴的研 究〕一 〕何 良菊胡 芳仁魏德洲梅山高 碑铁矿 石徽生 物脱磷 研究〔 〕矿冶 。。 。一 〕 姜 涛金 勇士 李 赛 等氧化 亚铁硫 杆菌浸 出铁矿 石脱磷 技术〔 〕中国有 色金属学 报。 。一
展开阅读全文
