钢渣中磁性矿物的赋存特性对分选效果的影响研究.pdf

钢渣中磁性矿物的赋存特性对分选效果的影响研究 范永平王申王延兵 中国京冶工程技术有限公司， 北京 100088 摘要 对新余钢铁公司 0 ～ 10 mm 的细粒钢渣干式磁选分离所得到的产品进行扫描电镜检测、 分析， 找出了影响细粒 钢渣干式磁选指标难以得到提高的原因， 用于指导生产实践。研究结果表明 钢渣在干式磁选过程中， 包裹有微细粒 的金属铁或与金属铁连生的浮氏体以及具有一定磁性的铁酸盐容易进入磁性分离物中， 这些物质自身铁品位较低， 从 而造成了磁性分离物中铁品位的降低。 关键词 钢渣; 扫描电镜; 干式磁选; 铁品位 THE EFFECT OF OCCURRENCE CHARACTERISTICS OF MAGNETIC MINERALS IN SLAG ON SORTING PERANCE Fan YongpingWang ShenWang Yanbing China Jingye Engineering Co． ，Ltd，Beijing 100088，China AbstractIt is detected and analyzed the product of fine-grain steel slag of 0 ～ 10 mm from Xinyu Iron and Steel Plant by dry magnetic separation，using scanning electron microscopy，with which the reason why the dry magnetic separation inds of this slag are difficult to improve， which may give a guidance to production． The results show that in the dry separation process of the slag，the floating body encased with micro-fine metal iron or the one produced with metal iron and the magnetic ferrite can easily access to the magnetic separation，whose iron grade is lower than iron，resulting in the magnetic separation’ s iron grade reduce． Keywordssteel slag;scanning electron microscope;dry magnetic separation; iron grade 0引言 钢渣是炼钢过程中产生的一种工业废渣， 其中金 属铁含量为 10 左右。通过破碎 － 磁选可回收钢渣 中的部分金属铁等， 可返回烧结， 或进转炉炼钢 ［1］; 而磁选后的尾渣经进一步粉磨制备成钢渣微粉后， 可 作为混凝土的掺合料 ［2- 4］。为了能尽可能地回收金属 铁， 提高钢渣磁选所得磁性分离物中铁的品位， 就细 粒钢渣磁选所得到的产品使用显微镜和扫描电镜等 技术手段检测、 分析， 从微观的角度了解钢渣中磁性 矿物的赋存特征， 从而分析其磁性分离物中铁品位难 以进一步提高的原因。 1试验物料和设备 1. 1物料 本研究所用物料为一种粒度为 0 ～ 10 mm， 含有 12. 52 金属铁的细粒钢渣。它是新余钢铁公司所产 钢渣在通过磁选分级后分选出的低品位细粒钢渣， 其 堆密度为 1. 73 g/cm3， 碱度为 2. 27， 属于中高碱度钢 渣， 多元素分析结果见表 1。 表 1多元素分析结果 项目TFeCaOMgO SiO2Al2O3MnO2P2O5 S 质量分数25. 19 30. 00 10. 33 13. 105. 103. 680. 120. 14 通过 XRD 分析， 试验所用钢渣中的主要物相包 括硅酸三钙和硅酸二钙， 还有一些铁酸钙和铁酸二 钙， 另含有少量的金属铁以及铁氧化物。 1. 2设备 1 棒磨机 由常规的湿式棒磨机改造而成， 用于 本试验中钢渣入选前的磨矿， 其规格为 460 mm 600 mm。 2 干式钢渣磁分离机 该设备为自主研发的细 粒钢渣磁分离机， 粗选为常规弱磁场， 精选为低磁场。 2工艺流程和试验结果 2. 1工艺流程 粒径范围在 0 ～ 10 mm 的细粒钢渣经磨矿、 筛分 后， 得到筛上 粒径 2 mm 以上 和筛下 粒径 2 mm 28 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 以下 物料， 筛上物料的铁品位较高， 达 80 以上， 主 要为金属铁， 可返回转炉作为炼钢原料使用， 筛下物 料经过一粗一精干式磁选后， 分别得到尾渣、 中矿和 精矿产品。具体试验流程见图 1。 图 1钢渣干选流程示意 2. 2试验结果 钢渣干式磁选的试验结果见表 2。 表 2钢渣干选试验结果 产品名称产率 /TFe 品位 /金属铁回收率 / 筛上物料2. 5782. 6316. 21 精矿15. 7365. 3174. 38 中矿10. 4320. 865. 29 干选尾渣71. 2715. 213. 52 3产品检测 为了查明影响精矿品位和回收率提高的原因， 对 钢渣干式磁选所得到的干选精矿和中矿进行了显微 镜及扫描电镜下试样剖光片的检测、 分析。 3. 1精矿显微镜及扫描电镜分析 精矿扫描电镜背散射电子图像见图 2图 4。通 过对钢渣的扫描电镜背散射电子图片分析可知 影响 磁选精矿品位的物质主要是铁的氧化物 浮氏体 、 铁酸盐和硅酸盐。硅酸盐中普遍包裹微细粒的铁酸 盐， 并且有资料报道铁酸盐磁性比较强， 因而包裹铁 酸盐的硅酸盐颗粒在弱磁选时容易进入到精矿中。 铁酸盐具有磁性， 磁性强弱与 Mg2 、 Ca2 、 Mn2 取代 Fe2 的量有关; 浮氏体 FeO 无磁性， 硅酸盐常 含 Fe、 Ca、 Mg 等。 就精矿中主要物相组成来看， 无磁性相应为硅酸 盐脉石和浮氏体， 有磁性相为铁酸盐和金属铁 图 2、 图 3 。从铁在硅酸盐相的赋存状态看， 多数硅酸盐 脉石中普遍含铁， 同时硅酸盐相内也普遍含有铁酸盐 的析出物， 从而导致硅酸盐脉石具有磁性 图 4 。 就影响精矿中铁品位的问题可归纳如下 1 精矿中除硅酸盐外， 也含有少量的铁酸盐， 因 铁酸盐与硅酸盐产出的关系十分紧密 多数难以充 图 2精矿中浮氏体、 硅酸脉石与金属产出状态 图 3 产品中金属铁与硅酸盐脉石产出特征 图 4 硅酸盐脉石中普遍包裹的微细粒、 细粒铁酸盐 分解离 ， 磁选时硅酸盐不可避免地进入精矿中， 从 而影响该样品中铁的品位。 2 铁酸盐本身因 Mg2 、 Ca2 、 Mn2 取代 Fe2 的 程度不同导致该相含铁变化比较大， 从铁酸盐能谱图 图 4 中 1、 3 点能谱中可以看出 铁酸盐含铁普遍较 低 远低于 Fe3O4中含铁量 ， 这也是导致精矿产品 中铁品位不高的原因之一。 38 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 3 该产品中浮氏体含杂较少， 但其与金属铁共 存， 虽然浮氏体无磁性， 但其与金属铁连生或以细粒 包裹体的形式析出在金属铁中， 磁选时也在精矿中有 所富集。 3. 2中矿的显微镜及扫描电镜分析 中矿与精矿的矿物成分是基本相同的， 但各矿物 在含量上有很大差别， 中矿以硅酸盐为主， 含有微细 粒的金属铁、 浮氏体和铁酸盐等含铁矿物， 其中金属 铁和铁酸盐的磁性较强， 磁选粗选时得不到分离; 因 精选时磁场强度降低， 磁场力减弱而成为中矿， 可以 进磨矿系统再次进行研磨， 提高金属铁的单体解离度 后进一步回收。 中矿中的硅酸盐脉石及金属铁、 铁酸盐的产出特 征具有以下几个特点 1 产品中硅酸盐脉石粒度较大， 部分脉石以与 铁酸盐或金属铁连生的形式产出， 硅酸盐脉石中常包 裹细粒铁酸盐。因铁酸盐有磁性， 故该产品中富含铁 酸盐的硅酸盐脉石也具有磁性， 但其磁性强弱与包裹 的铁酸盐含量和铁酸盐的成分有直接关系， 见图 5; 此外， 不含铁酸盐的硅酸盐脉石也比较常见。 2 金属铁含量不高， 多数金属铁与硅酸盐脉石 组成连生体形式产出; 此外， 金属铁也常与浮氏体连 生， 见图 6。 图 5硅酸盐脉石中嵌布的细粒铁酸盐 图 6产品中硅酸盐脉石、 金属铁、 铁酸盐和浮氏体产出特征 4结论 1 钢渣经磨细干选时， 包裹有微细粒的金属铁 或是和金属铁连生的浮氏体容易进入到磁性分离物 中， 而浮氏体本身的铁品位较低， 从而在一定程度上 影响了磁性分离物中铁品位的提高。 2 具有一定磁性的铁酸盐进入到磁性分离物 中， 也是造成磁性分离物铁品位降低的原因之一。 3 由于钢渣中部分金属铁颗粒较细， 要想尽可 能地回收利用钢渣中的金属铁， 需对其进行细磨。 参考文献 ［1］陈盛建， 高宏亮． 钢渣综合利用技术及展望［J］． 南方金属， 2004 5 1- 4． ［2］凌庆璋． 钢渣粉作混凝土高效掺合料［J］． 江苏建材， 2005 1 11- 13． ［3］叶平， 陈广言， 刘玉兰， 等． 钢渣综合利用途径及处理工艺的选 择［J］． 安徽冶金， 2006 3 42- 46． ［4］周佳， 倪文， 牛福生． 全固废无水泥钢渣重载路面混凝土的研 究及工程应用［J］． 环境工程， 2005， 23 5 63- 64． 作者通信处范永平100088北京市海淀区西土城路 33 号 中国京 冶环保分公司 E- mailwangshen54321 126． com 2011- 10- 21 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 欢迎订阅 环境工程 杂志邮发代号 82 －64 48 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期