安徽某地硫酸烧渣的工艺矿物学研究.doc

安徽某地硫酸烧渣的工艺矿物学研究.txt爱一个人很难，恨一个人更难，又爱又恨的人最难。爱情永远不可能是天平，想在爱情里幸福就要舍得伤心！有些烦恼是我们凭空虚构的，而我们却把它当成真实去承受。 本文由zhang6784376贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 第 期 年 月 矿 产 综 合 利 用 安徽 某 地 硫 酸 烧 渣 的工 艺 矿 物 学 研 究 甘 永 刚 （ 紫金 矿 业集 团股份 公 司 ， 建 福 上杭 ） 摘要 ： 通过 射线衍 射 、 扫描 电镜 、 电子探针 、 电子能谱 及化学 多元素分析对 安徽 某地硫 酸烧渣进 行 了工艺矿 物学研究 ， 并探讨 了工艺矿物学性 质与选矿工艺的关系。 关键 词： 硫酸烧渣 ；物质组成 ；综合利用 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） 前 一 言 的硫 铁矿 烧 渣 ， 国每 年 排放 约 。， 全 占化 工废渣的 。由于硫酸烧 渣大多采用堆填处理 ， 从而出现“ 日红尘 飞， 晴 雨天红水流” 的现象， 不仅 对环境造成了严重污染 ， 占土地， 挤 减少 了耕地， 而 且对资源也是一种严重 的浪费。我国是资源相对不 足的国家 ， 种重要矿产资源中， 在 有 多种不能 满 足需 求 。 目前 ， 国铁 矿 生 产 能 力 比上 世 纪末 减 我 矿产资源是人类生存和发展 的重要物质基础之 我国 的能源和 的材料来 自矿产资源。 随着生产力的发展 ， 科学技术水平的提高 ， 人类利用 。 矿产资源的种类 、 数量 愈来愈多 ， 利用 范围愈来愈 广 。到 目前 为止 ， 全世 界 已发 现 的矿 物 有 种 ， 其中有工业意义 的 多种 ， 每年开 采各种矿产 亿 以上 ， 括废石在 内则 达 包 亿 以上。 以矿产品为原料 的基础工业和相关 加工工业产值约 少了 以上 ， 】如能把硫酸烧渣加 以利用 ， 可大 大缓解铁矿石的供应不足 ， 不仅可以保护环境 ， 也避 免了资源的浪费， 并且也可为企业赢得利润。 国外对硫酸烧渣 的利用非常重视 ， 在综合利用 方面取得 了很好 的成果。 日本硫铁矿烧渣的利用率 为 一 ， 国 为 一 ， 国 和西 班 牙 美 德 几乎 为 。我 国硫 酸 烧 渣 的 利 用 率 较 低 ， 不 还 到 。造成这一现象的一个重要原 因是硫酸烧 占全部工业产值的 左 右。但在矿产 资源的开 发过 程 中 ， 丢弃 的 大量 废 石 和尾 矿 所 带 来 的 环 境 污 染， 已成 为 当今 世界 持 续 发 展 面 临 的最 重 要 的问题 之一。不论从全球还是从 中国看 ， 矿产 资源开发对 社 会经 济和生 态环 境 的意义 都 十分 重要 。 我 国硫酸 生 产过程 中产 生 的硫 酸 烧 渣 （ 又称 硫 酸渣 、 铁 矿 烧 渣 、 铁 矿 烧 渣 ） 是 化 学 工 业 产 生 黄 硫 ， 渣的质量不高 ， 性质复杂 ， 比如铁 品位低 ， 硫和二氧 化硅的含量高等 。因此 ， 要合理开发和利用硫酸烧 渣 ， 必须 全 面研 究 硫 酸烧 渣 的工 艺矿 物学 性 质 。 就 的主要固体废物之一。每生产 硫酸会排放 ， ） （ （ ） （ ， ） ： ， ， ； （ ； ； ： ； ） 收稿 日期 ： 作者简介 ： 甘永刚 （ ， ， 一）男 工程师 ， 冶金 工程硕士 ， 在读 主要从事选矿工艺技术研究 。 维普资讯 第 期 甘永 刚 ： 安徽某地硫酸烧渣 的工艺矿物学研究 ? 为此， 笔者 对 安徽某 地 典 型 的硫 酸 烧 渣 进 行 了物 质 组 成 、 物特征 及工 艺特 性 的研 究 。 矿 、 、 的含量均超标 ， 生产铁精矿时应予 以去 除。 物 质 组 成 硫铁矿烧渣光谱分析 、 多元素分析结果见表 。 由 以上 各表 数 据 表 明 ， 是 烧 渣 中主 要 可 回 收 铁 利用的元素 ， 金可综合 回收， 其他元 素的含量较低 ， 达不到综合利用的要求。按铁精矿 的标准 ， 元素 、 硫 酸渣 在 显 微镜 下 观察 ， 铁 矿 物 主要有 磁 铁 含 矿 （ ） 赤 铁 矿 （ ） 磁 赤 铁 矿 （ ） ， 、 ， 、 。 脉 石矿 物种类 较 多 ， 以石英 （ 为主 ， ） 其他还 有硬 石膏（ ） 绿 帘石 ） ） 、 （ （ （ ） 和长石 （ ， ） 等。表 为硫酸渣 中 各主要 矿物 含量 。 表 硫铁 矿烧 渣 （ 结 ） 烧 光谱 分 析结 果 磁铁矿 赤铁矿 磁赤铁矿 黄铁矿 磁黄铁矿 石 英 硬 石膏 长 石 蛇纹石 石榴石 方解石 由表 可见 ， 烧渣 中主要有用矿物为磁铁矿 、 赤 铁矿和磁赤铁矿 。有 害元素 主要富集在黄铁矿 、 多见 ， 以连 生体 形 状存 在 ， 常 主要 有 两种 形 式 ： 种 一 是以半 自 晶、 形 他形 晶与磁铁矿 、 磁赤铁矿连生 ， 常 磁黄铁矿和硬石膏中。石英含量偏高。 见在磁铁矿周边附有赤铁矿或赤铁矿与磁铁矿平行 连生； 另一种是呈浸染状 、 蜂窝状 的磁铁矿， 被细小 硫酸烧渣 的主要矿 物特 征 磁铁 矿 的脉石矿物充填 ， 以及呈皮壳状的磁铁矿包裹着脉 石矿物。由于磁铁矿与脉石矿物的这种连生体的大 量存 在 ， 应用 磁选 方法 进行 分选 时 效果极 差 。因此 ， 磁铁矿是硫酸渣 中的主要铁矿物 ， 其含量 占铁 矿物 的 左右， 薄片 中不 透明 ， 反光下磁铁矿 在 呈灰色微带褐色 ， 均质性。单体结晶粒度在 一 之间 ， 其中 以 。 居 多， 单体不 在分选前应采用有效方法破坏这种结构 。 磁 铁矿 电 子探针 化 学分 析结 果见 表 。 根据两点的电子探针化学分析结果计算 出磁铁 表 磁铁 矿 电子探 针分 析 结果 （ 矿的晶体化学式为 ： 含量较高， 分别 占 和 常规选矿法很难 ， 去除。 （ ） （ ） 嗍 研 由上可知 ， 铁矿颗粒含 量不纯 ， 磁 含有 、 、 、 等微量 元素 。磁 铁矿 颗 粒 的质量 分 数 平 均为 ， 低 于 磁 铁 矿 理 论 铁 质 量 分 数 。 远 为 了研究 硫 酸渣 中磁 铁矿 和 天然磁 铁矿 在晶体 结 构上 的差 异 。对 硫 酸 渣 中磁 铁 矿 进 行 了 射 线 结构分析。其结果见 图 。 通过与天然磁铁矿 射线结构分 析相 比较 可 杂质元素以独立矿物附着于磁铁矿颗粒 ， 、 元素 知， 它们 的主峰衍射和面间距相近 ， 而峰的强度和宽 维普资讯 ? 矿产综合利用 矩 度有差 异 ， 以说 明硫 酸 渣 中磁 铁 矿 与天 然 磁铁 矿 可 在 结 晶构造 上相 似 ， 结 晶程 度要 比天 然磁铁 矿差 。 但 根 据磁 铁矿 的形 貌图 和成 分能 谱图可知 ： 铁矿 磁 颗粒 结 晶程 度 较 差 ， 疏 松 多 孔状 ， 等微 呈 含 、 量元 素 ， 且磁铁 矿颗粒 表 面粘 附有微细的脉石矿 物 。 图 硫铁 矿烧 渣 中磁铁 矿 射 线衍 射 图谱 寸 赤 铁矿 赤 铁矿 是 硫 酸 渣 中 主要 铁 矿 物 ， 含量 占硫 酸 渣 啦 中铁矿 物 的 左 右 。在反 光 镜 下 呈蓝 白色 ， 非均 质性显 著 ， 状 不规 则 ， 长 条形 、 圆形 ， 铁矿 晶 形 有 椭 赤 形很 差 ， 大部分 呈 他 形 晶 、 自形 晶 ， 半 并且 多 以连 生 体 、 裹 体 出现 ， 空 洞被 脉石 充填 ， 包 其 颗粒 大小不 等 ， 粒 径为 占赤 铁矿 颗粒 的 以上 。 表 为 赤铁矿 的电子 探针 微 区成分 分析结 果 。 图 天然 磁铁 矿 射线 衍 射 图谱 表 赤铁 矿 电子探 针分 析结 果 编 号 （ 根 据两 点 的电子 探针 微 区化 学成 分分 析结 果 得 出赤铁 矿 晶体化 学式 为 ： （ 柏 们 ） 其铁含量为 ， 与理论值相差 。 由赤 铁矿 晶体 化学 式 知 ： 颗 粒 不 纯 、 其 含有 、 、 、 等微 量元 素 。但 与硫 酸 渣 中磁 铁 矿相 比 ， 其 微量 元素含 量较 少 。 研 究表 明 ： 铁 矿 颗 粒 呈 多 孔 状 ， 构 疏 松 ， 赤 结 有 微小 的脉石 矿物 颗粒 粘 附在 赤铁 矿 表面 。 脉石 矿物 图 被铁矿石污染的石英颗粒能谱成分图 硬石膏 （ ） 硬石膏在硫酸渣中的含量较 ： 少 ， 晶程度 较好 ， 数 以颗 粒状 充 填 在 铁 矿物 中。 结 多 根据硬石膏颗粒 的能谱成分 图（ 见图 可 以看出： ） 硫酸渣 中的硬石膏颗粒 同样不纯 ， 含有 比较多 的铁 元素 ， 其重 量百 分 比达 到 ， 时还 含有 少 量 同 的 和 元素。 烧渣中主要 的脉石矿物为石英和硬石膏。 石 英 （ ： 英是 硫 酸渣 中的主 要脉石 矿 物 ， ） 石 在透 射光下 无 色透 明 ， 无解 理 ， 呈 半 自形 、 形 粒 多 他 状。其颗粒 大小不一 ， 多为 ， 且大多数 颗粒 表 面污染 上铁 矿 物 ， 常见 石英 颗粒 被 矿物包 裹 ， 形成皮壳状。充填在铁矿物之 中的细粒石英也有相 当一部 分 。 根 据石 英 颗 粒 的能 谱 成 分 图 （ 图 可 以 看 见 ） 出 ： 酸渣 中 的石 英 颗 粒 不 纯 ， 有 大 量 的铁 元 素 ， 硫 含 其 重量 百分 比高 达 ， 说 明硫 酸 渣 中 的 石 这 英颗粒 被铁 矿 物严 重 污 染 。除 铁 元 素 以外 ， 含 有 还 少量 的 、 、 、 、 等元 素 ， 而 对 、 、 、 从 研究 发现 ， 硫 酸 渣 中 硬 石 膏 颗 粒 的 在 元 素 明显过剩 。产生这种现象 的原因可能是硫铁矿在氧 化焙 烧制 取硫 酸 的过 程 中 ， 生 的 和 ， 吸 产 被 附在硫酸渣的裂隙中， 与硫 酸渣 中的 颗粒发 生 化 学反应 ， 成一 部 分 具 有 一定 活性 的 吸 附 生 在 颗 粒 表 面 ， 相 当 数 量 的 而 元 素 仍 然 以 的形态存 在 于 硬石膏 颗粒 中。 大 多数 情况 在 硫 酸渣 的直接 选矿 构 成十分 不 利 的影 响 。 维普资讯 第 期 甘永刚 ： 安徽某地硫酸烧渣 的工艺矿物学研究 ? （ ） 酸 渣 中 磁 铁 矿 、 铁 矿 与 脉 石 矿 物 的 连 硫 赤 生严重影响精矿品位 通过对烧渣物质组成及其特性 的研究可知 ， 烧 渣中磁 铁矿 和赤 铁矿 与脉 石 之间 多 以连 生体形 式存 在 。磁铁矿 、 赤铁矿呈浸染状 、 蜂窝状被细小的脉石 充填以及磁铁矿 、 赤铁矿呈皮壳状包裹着脉石。烧 渣 中矿 物这 种 复杂 的连 生结 构严 重影 响选别 精矿 品 位的提 高 。 采 用 弱 磁选 工 艺 提 取磁 铁 矿 时 ， 由于烧 渣 中磁 图 硬石 膏颗 粒能 谱 成分 图 下， 硫酸渣中脉石矿物主要在沸腾炉焙烧生产硫酸 过程 中受 到铁矿 物 的浸 染 ， 石 膏 中这 种 钙 过 剩 的 硬 现象 表 明硫 酸渣 中硬 石膏 矿 物有 可 能是 在硫铁 矿 氧 化焙 烧完 成后形 成 的 。 铁矿的疏松结构使之形成强烈的磁团聚 ， 使脉石夹 杂现象严重。磁铁矿呈皮壳状包裹着脉石 ， 使大量 脉石 进入 磁选 精矿 中。 由于烧 渣 中铁 矿 物 密度 较 天 然铁 矿 物 密度 低 ， 硫 酸烧渣 中矿 物的工 艺特 性 矿 物 的物理性 质 参数 铁矿物多呈蜂窝状结构 ， 其与脉石矿物的密度差较 小， 使重选工艺分选效果很差。 应用反浮选工艺可 以取得较好的分选效果 ， 但 被铁矿物呈皮壳状包裹着的脉石很难上浮， 仍不能 获得理 想 的分选 指标 。 烧 渣属 再 生矿物 ， 中赤 铁矿 、 其 磁铁 矿均 由黄铁 矿 转化 而来 ， 黄铁 矿 经 熔 烧 时 产 生 大 量二 氧 化硫 气 矿物的物理性质参数主要是硬度、 比重 、 比磁化 系数等。由于烧渣是黄铁矿碎屑在焙烧时发生去棱 角化脱硫形成的， 物颗粒变得疏松 多孔。烧渣 中 矿 矿物不具晶形 ， 呈土状、 粉末状 、 胶状结合 ， 质地十分 疏松 而碎 ， 因此很 难 测定 它 的硬 度 。用 磁 力天秤 、 比 重瓶测得烧渣中的磁铁矿 比重为 ， 赤铁矿 比重 为 ， 磁赤 铁矿 比重 为 。三 种矿 物 的 比重 均 比天然矿物低。在烧渣形成过程 中 ， 受沸腾炉里温 度 和空间 局限 ， 比重 、 物 种类 不 同分 离较 差 ， 按 矿 相 互掺和强烈 ， 常形成铁矿物与脉石矿物集合体 。经 定位式磁力仪测定 ， 烧渣 中的赤铁矿 比磁化系数为 磁 铁 矿 比磁 化 系 数 为 ， 体， 气体逸 出时使生成的磁铁矿 、 赤铁矿形成蜂窝状 结构 ， 使铁矿物疏松易碎 。烧渣被研磨时 ， 由于选择 性磨矿作用 ， 易碎的铁矿物被磨细 ， 而硬度大的脉石 矿物粒度却相对较粗。烧渣经磨矿后产生大量微细 铁矿 物使 选矿 难 度增 大 。 （ ） 矿 物纯 度不 高 是 影 响精 矿 品 位 的重要 原 铁 因 。赤铁矿、 磁铁矿 的 比磁化 系数均 比天然矿 物低 。 烧 渣 的结构 硫 酸渣 中磁 铁矿 、 铁 矿 的 电子 探 针探 测结 果 赤 黄铁矿碎屑在焙烧 时发生去棱角化 ， 形成各种 形 状 的颗 粒 。黄铁 矿 的立 方体 晶形 很 容易 形成球 状 颗粒 ， 由于大量气体逸 出， 物颗粒变得疏松多孔 ， 矿 成 分也 发 生 了 变 化 。烧 渣 中矿 物 质 地 十 分 疏 松 而 表明 ： 磁铁矿 、 赤铁矿中都含有 、 等微量元 、 素， 严重影响了硫酸渣中铁矿物纯度 ， 选矿品位难 以 提高。 结 语 通 过对 硫 酸烧 渣 的化学 成 分 、 物组 成及含 量 、 矿 主要矿 物 特征 的研 究 表 明 ， 渣 中主 要 可 利用 元 素 烧 是铁 ， 在烧 渣 中主要 以磁铁 矿 、 赤铁 矿和 磁赤铁矿 的 碎， 多具蜂窝状、 浸染状 及残余结构 ， 中尤以浸染 其 状结构为主。烧渣中矿物结构 主要 有蜂窝状结构 、 半 自形 一 他形 晶结构 、 浸染状结构 、 残余状结构和包 裹 结构 。 形式存在。由于烧渣 中铁 的含量较低 ， 且有害元素 硫含量超标 ， 因此利用前应除杂 ， 使铁含量提高以满 足冶炼要求。但烧渣中矿物属人造矿物 ， 分选困难 ， 应进行酸洗等 工艺使烧渣 中杂 质与铁矿物颗粒分 硫酸烧渣矿物特征对选矿 的影响 通过对硫酸渣 中磁铁矿 、 赤铁矿等主要矿物特 离， 再经磁 、 浮联合流程 分选 ， 可望使分选精矿达到 冶炼要求 ， 为充分利用烧渣开拓新途径。 征的分析可知 ， 使选矿指标难以提高的主要原因为： 维普资讯 矿 产 综 合 利 用 期 三峡库 尾淤 砂重 庆段 中钪 资源及 回收利 用可 行 生研究 术 张宗华 ，张桂 芳 ，高利 昆 ，陈小 鸣 （ 明理 工大 学 ，云南 昆 昆 明 ； 清华 大学 ， 京 北 ） 摘要 ： 通过光谱分析 、 化学成分 分析 、 主要矿物 含量测定 ， 长江三 峡库尾重 庆段