资源加工报告田云生Word格式.docx

1、二、 前言 12.1绪论 12.2选题依据及意义 12.3国内外研究现状 22.4主要研究内容 22.5论文创新点 331 工艺矿物学特征研究 33.1.1样品描述 3312 化学成分分析 4313 物相分析 432 样品的磁选分离 5321磁选原理 5四、 结果与讨论 641 磨矿时间对试样细度的影响 642 单一弱磁选磨矿细度对磁选效果的影响 743 单一弱磁选磁场强度对磁选效果的影响 844 阶磨阶选二段磨矿细度对磁选效果的影响 8五、 结论与心得体会 95.1 结论 95.2心得体会 9六、 参考文献 9一、摘要 高钛型高炉渣是我国攀西地区特区特有的二次资源，其大量堆积在占用土地，污染

2、环境的同时，还可能引发潜在的自然灾害。本文以攀钢高钛型高炉渣为原料，在其化学组成、物相分析及微区成分与形貌等矿物学研究的基础上，提出高钛型高炉渣“先富集钛，再提取钛”的研究思路，在富集阶段，先通过湿式弱磁选对渣中的铁矿物进行回收，再以硫酸铵为助剂对高钛型高炉渣进行硫化焙烧水浸处理，提取其中的铝和镁等有价组分。研究硫化焙烧条件和水浸条件对铝和镁组分浸取率的影响，确定了最佳工艺条件，揭示了高钛型高炉渣硫化焙烧反应机理。经硫化焙烧水浸处理后，有价组分钛主要向水浸残渣中富集，进而得到高钛型高炉渣富钛产物，采用稀硫酸酸解法对高钛型高炉渣富钛产物进行酸解，提取其中的钛组分，研究酸解条件对钛浸取率的影响，确

3、定了最佳酸解条件，并对高钛型高炉渣富钛产物酸解过程进行了分析。 “弱磁选除铁硫化焙烧、水浸提取铝和镁酸浸提钛”工艺实现了高钛型高炉渣中多种有价组分的提取和回收，制备了相应的化工产品，资源化利用率较高，工艺可行性强。同时，工艺中助剂硫酸铵可以循环利用，既节省成本，又有效减了工艺对环境的负荷，达到高钛型高炉渣生态化利用的目的，具有较高的经济效益与环境效益。 关键词：高钛型高炉渣、硫酸铵、焙烧-水浸工艺、酸浸、二氧化钛2、前言2.1绪论 高钛型高炉渣是我国攀西地区特有的二次资源，钒钛磁铁矿经选矿处理，原矿中约有一半的Ti02进入铁精矿，铁精矿经烧结和高炉冶炼，在提取金属铁的同时，形成了富含有价组分的

4、高钛型高炉渣1。2.2选题依据及意义 我国攀西地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，其中钛约占全国总储量的90542J。钒钛磁铁矿经选矿、烧结和高炉冶炼提取其中的铁组分，同时形成了高钛型高炉渣，其中含Ti02超过20%3。大量的高钛型高炉渣堆积如山，对周边环境造成了严重污染，同时还可能成为引发重大自然灾害的隐患，最主要的是目前对于这种二次资源的处理和利用方式均较为粗放，使得其中的有价组分一直未能得到很好的回收和利用4J。广大科研工作者针对其综合利用开展了大量的基础研究，形成了技术路线多元化、产品多样化的综合利用模式。但在推广应用时，或经济效益差、或能耗成本高，或处理量有限等原因而使其无法投入大规模工

5、业生产，因此，如何实现高钛型高炉渣的高效综合利用仍是一个亟待解决的难题。基于高钛型高炉渣工艺矿物学特征的研究，揭示了其资源属性，提出“先富集钛，再提取钛”的思路，在富集钛组分的过程中，采用湿式磁选的方法回收其中的铁矿物，再通过硫化焙烧水浸工艺提取其中的铝和镁等有价组分，实现钛的富集后得到高钛型高炉渣富钛产物，最后采用硫酸酸浸法对其中的钛组分进行提取。通过该工艺可实现高钛型高炉渣中多种有价组分的提取，制备出系列具有高附加值的化工产品。2.3国内外研究现状 在国外，高炉冶炼的铁矿石中Ti02含量较低，一般不超过4，经高炉冶炼后产生的含钛高炉渣中Ti02的含量低于1 0，属于低钛型高炉渣，可视为普通

6、高炉渣进行处理。这类含钛高炉渣主要用于建材的生产、采空区回填及土壤改良等方面，其排放量和处理量基本趋于平衡。日本和西欧等国家和地区对含钛高炉渣作掺和料用于水泥生产进行了大量研究，结果表明当高炉渣中Ti02含量低于1 0时对水泥强度影响不大；高于1 0时，水泥强度随Ti02含量的增加而急剧降低5。因此，国外允许水泥生产中加入部分低钛型高炉渣6.7，如法国的含钛高炉渣水泥产量占全国水泥总产量的一半。总之，国外的含钛高炉渣中Ti02含量低，其利用的难度不大，综合利用率较高，历史堆积渣也在逐步消除。 我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量983亿吨，远景储量达3

7、 00亿吨以上，主要分布在四川攀西地区和河北承德等地区8。攀西地区钒钛磁铁矿经高炉冶炼产生的高炉渣属于高钛型（Ti02含量20），而承德地区钒钛磁铁矿经高炉冶炼产生的高炉渣属于中钛型（1 0Ti02含量F 机1；Fm2F机2 式中：Fml一作用于强磁性矿物颗粒上的磁力；F机l一所有与磁力方向相反的机械合力；Fm2一作用于弱磁性矿物颗粒上的磁力；F机2一与磁力反向的机械合力。实验中所采用的磁选设备为XCRS-q）400 x240型电磁湿法多用鼓形弱磁选机，磁性矿物颗粒的磁选设备中的分离属于吸住型，高钛型高炉渣试样在磁场中分离的示意图见图3-3。 图3-3高钛型高炉渣磁选分离的示意图 高钛型高炉渣

8、试样进入分选空间后，强磁性矿物颗粒与弱磁选矿物颗粒在磁力（Fm）作用下，强磁性矿物颗粒所受磁力大于其他机械力的合力，吸住时间更长，而弱磁选矿物颗粒所受磁力小于其他机械力的合力，因此，强磁性矿物颗粒与弱磁选矿物颗粒将以不同的路径运动，进而实现有效分离。4、5、结果与讨论41 磨矿时间对试样细度的影响高钛型高炉渣试样经鄂式破碎机和对辊粉碎机破碎后，得到粒度小于3mm的粉粒，采用XMQ型球磨机，每次磨矿1 kg，磨矿细度以一0074mm粉粒所占的质量比例作为指标，得到试样中0074mm粉粒含量与磨矿时间的关系，绘制试样的磨矿曲线，见4-1图。 图4-1 高钛型高炉渣的磨矿曲线由图4.1，随磨矿时间的

9、延长，0074mm粉粒所占质量比例逐渐增加；当磨矿时间超过18min时，0074mm粉粒所占质量分数的增加逐渐趋于平缓，当磨矿时间为26min时，0074mm粉粒所占质量分数接近97.5。从磨矿曲线的变化趋势可知，当磨矿时间超过26min后，0.074mm粉粒所占质量分数变化很小。由于高钛型高炉渣中金属铁粒度分布极不均匀，粒度较大的金属铁在较短的磨矿时间内即可有效解离，粒度较小的金属铁则需要细磨时才能解离。根据磨矿曲线，可通过控制磨矿时间得到不同细度的高钛型高炉渣试样。42 单一弱磁选磨矿细度对磁选效果的影响固定磁场强度为01 7T，考察磨矿细度对铁精矿品位和回收率的影响，结果见图27。由图2

10、7，随磨矿细度的增加，铁精矿的品位和回收率均呈上升趋势，当0074mm粉粒占80时，品位达5 0以上，但回收率较低。当0074mm粉粒占95时，铁品位和回收率分别达到5 86和6 15。当0074mm粉粒含量超过95以后，铁品位和回收率的增加趋势趋于平缓。这是由于随磨矿细度的增大，金属铁解离度不断增加，使铁精矿的品位和回收率得到提高。兼顾铁品位和回收率，综合考虑磨矿成本，选择磨矿细度为0074mm粉粒占95较适宜。 图4-2磨矿细度对铁精矿品质、回 图4-3 磁场强度对铁精矿品味、 收率的影响 回收率的影响43 单一弱磁选磁场强度对磁选效果的影响 固定磨矿细度为0074mm粉粒占95，考察磁场

11、强度对铁精矿品位和回收率的影响，结果见图4-3。由图4-3，随磁场强度的增加，铁精矿品位缓慢下降，而回收率则快速上升；当磁场强度超过019T时，品位下降速度变快，回收率无明显上升。这是由于在较弱的磁场强度下，所选精矿多为强磁性金属铁，所以铁精矿的品位较高，但回收率很低。随磁场强度的增加，更多的磁性物质被选出，导致铁品位缓慢降低，但回收率却得到了较大幅度的提高。综合考虑铁精矿的品位和回收率，确定最佳的磁场强度为01 9T，此条件下可获得品位和回收率分别为5 89和633的铁精矿选别指标。 44 阶磨阶选二段磨矿细度对磁选效果的影响 控制一段磨矿细度为0074mm粉粒占60时，可使炉渣中颗粒较大的

12、金属铁有效解离，经筛分即可有效选出。在单一弱磁选最佳磁场强度（01 9T）下，考察二段磨矿细度对铁精矿品位和回收率的影响，结果见图4-4。由图4-4可见，随二段磨矿细度的增加，铁品位先升高后降低，当一0074mm粉粒含量为90时达最大值635。回收率随二段磨矿细度的增加而增加，当0074mm粉粒含量超过90，增加趋势趋于平缓。兼顾磁选铁精矿的品位和回收率，综合考虑磨矿成本，二段磨矿的细度为0074mm粉粒占90为宜。 图4-4 二段磨矿细度对铁精矿品味、 图4-5 磁选铁精矿样品的XRD图谱 回收率的影响在最佳磁选工艺条件下得到的铁精矿品位为635，回收率为642。铁精矿XRD图谱见图4-5。

13、由图4-5可见，磁选精矿中主要物相为铁，特征衍射峰为2030和1440；磁铁矿，特征衍射峰为2.530、1.614 、1483 、2966等；钙钛矿，特征衍射峰为2.703、19 13、2720 等。由于磨矿过程中钙钛矿与铁矿物不可能完全发生解离，故在磁选铁精矿的XRD图谱中出现了钙钛矿较弱的特征衍射峰。通过弱磁选可实现高钛型高炉渣中铁矿物回收，获得的铁精矿可用于回收炼钢。与此同时，磁选前的破碎和研磨使得炉渣试样达到了一定的细度，这将有利于其他有价组分的提取和分离。6、结论与心得体会5.1 结论 采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜一能谱仪等现代分析测试手段对高钛型高炉渣试

14、样的主要化学成分、矿物组成及嵌布情况、微区形貌和微区成分等工艺矿物学特征进行了研究，并通过湿式弱磁选的方式对高钛型高炉渣试样中的铁矿物进行了回收，考察了磁选方式、磨矿细度、磁场强度等因素对磁选指标的影响，获得如下结论： （1）高钛型高炉渣主要化学组成为CaO、Si02、Ti02、A12 O3，含少量MgO、Fe20 3和MnO等，其中有价组分Ti02的含量超过20。 （2）高钛型高炉渣主要为自形半自形晶粒状结构，以浸染状构造为主。主要矿物组成为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石，铁矿物主要以金属铁的形式存在，粒度分布不均，多以球粒状、弯月状和椭球状等分散在透辉石和钙钛矿等矿物颗粒中，属于强磁性矿物，通

15、过弱磁选可实现有效分离，此外在金属铁的周围还有极少量碳氮化钛固溶体的产出，各矿物的能谱测试结果表明，高钛型高炉渣中所有矿物均含钛，主要含钛矿物为钙钛矿和透辉石。 （3）采用阶段磨矿阶段弱磁选工艺对高钛型高炉渣中的铁矿物进行回收，当一段磨矿细度为0074mm粉粒占60，二段磨矿细度为一0074mm粉粒占90，磁场强度为01 9T时，可得到铁精矿品位为635，回收率为642的选矿指标，有效回收了高炉渣中的金属铁，并为后续工艺中其他有价组分的提取和分离创造了有利条件。5.2心得体会 高钛型高炉渣是重要的固体废弃物和战略资源，由于技术问题造成了大量的堆积，如果能研发出高效经济的方法处理这些高钛型炉渣，

16、那么必定会创造巨大的环保价值和经济价值，这次报告我们查阅了很多文献和论文，但由于水平有限，做出来的讲座差强人意，通过这次研究我主要学到了一种按照先富集后分离的方法，逐步采用控制变量法来寻找分选的最佳条件的办法，更重要的是认识到了所有的成果都是建立在无数的实验和测试的基础之上，还有做实验严谨的态度。另外资源加工这门课让我开阔了眼界，了解了资源的重要性以及资源加工的处理方式，以及以后如何处理堆积资源。7、参考文献1刘熙光，邱克辉关于钒钛磁铁矿综合利用可持续发展问题的探讨J中国矿业，200l，10（4）：21-232朱旺喜矿物资源与西部大开发M北京：冶金工业出版社，20023杜鹤桂高炉冶炼钒钛磁铁矿

17、原理M北京：科学出版社，19664李兴华，蒲江涛攀枝花高钛型高炉渣综合利用研究最新进展J钢铁钒钛，201 l，32（2）：10-145刘晓华钛渣酸解提钛及原位凝渣保温层的研究D东北大学，20036J iang RFrnehan R.J Fundamental study of slag foaming in bathsmeltingJMetall Trans B，1991，22（5）：481-4847Jung SM，Fruehan RJFoaming characteristic s of BOF slagsJInternational，2000，40（4）：348-3518朱俊士中国钒钛磁铁矿选矿M北京：冶金工业出版社1 9969蒋朝澜磁选理论及工艺M北京：化学工业出版社，1994