一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法
阅读说明：本技术 一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法 (Method for preparing heavy medium powder for high-performance coal dressing with different specifications in gradient mode by using refractory sulfuric acid cinder ) 是由 宛鹤 酒少武 屈娟萍 陈延信 卜显忠 杨玮 于 2021-02-07 设计创作，主要内容包括：一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法,涉及固体废弃物的综合利用和环境保护领域,将难以用于钢铁冶炼的难选硫酸渣梯级制备成不同规格高性能选煤用重介质粉,实现了固体废弃物的综合利用,降低了固体废弃物对环境的影响,变废为宝,处理方法包括如下步骤：①难选硫酸烧渣制备焙烧原料；②悬浮态适时磁化焙烧；③焙烧矿梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；④高性能选煤用重介质粉制备。本发明可获得5种不同品质高性能选煤用重介质粉,满足真密度大于4.5 g·cm～(-3)、磁性含量大于95%、-45μm组成含量大于80%,外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求。(A method for preparing heavy medium powder for high-performance coal separation with different specifications by refractory sulfuric acid cinder steps relates to the fields of comprehensive utilization of solid wastes and environmental protection, prepares refractory sulfuric acid cinder steps which are difficult to be used for steel smelting into heavy medium powder for high-performance coal separation with different specifications, realizes comprehensive utilization of the solid wastes, reduces the influence of the solid wastes on the environment, changes waste into valuable, and comprises the following steps: preparing roasting raw materials from refractory sulfuric acid cinder; secondly, magnetizing and roasting in a suspension state at proper time; thirdly, roasting the ore to prepare heavy medium powder for coal dressing with different specifications in a gradient manner; fourthly, preparing the dense medium powder for high-performance coal dressing. The invention can obtain 5 kinds of heavy medium powder with different qualities and high performance for coal dressing, and the true density is more than 4.5 g cm ‑3 More than 95% magnetic content and-45 μm magnetic contentThe content of the components is more than 80 percent, the external moisture content is less than 8 percent, and the sulfur content is less than 3 percent.)
技术领域
一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法，涉及固体废弃物的综合利用和环境保护领域，将难选硫酸烧渣梯级制备成选煤用高性能选煤用重介质粉，实现了铁资源的综合利用，降低了固体废弃物对环境的影响，变废宝贵。
背景技术
硫酸烧渣是来自于硫铁矿焙烧制硫酸产生的废渣，其中含有大量的三氧化二铁资源，这部分三氧化二铁是由硫化铁经焙烧转化而来，然而大多数硫化铁具有堪布粒度细、与脉石的包裹和连生情况严重等特点，故由其转化来的三氧化二铁也具有这种特性。因此，只有少数堪布粒度较粗、共伴生关系简单，且能够通过简单的磁选工艺生产出符合钢铁冶炼企业要求的磁铁矿粉等条件，被制酸企业通过磁化焙烧-磁选工艺回收，其余多用于水泥和建筑材料原料，造成铁资源的浪费。因此，迫切需要一种低成本、环保型的方法，实现难选硫酸烧渣的综合利用。
选煤用重介质粉其国家标准要求需要满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%和一定粒度组成的要求；而难选硫酸烧渣生产的铁精矿产品虽然无法满足钢铁冶炼企业铁精矿的国家标准，却能够满足选煤用重介质粉的需求。
重介质粉在选煤过程中产生的磁团聚和非选择吸附等作用极易引起选煤过程介质密度不稳和重耗加剧等现象，因此，有必要对常规选煤用重介质粉进行改性，已获得高分散性能的重介质粉，提高选煤过程中介质密度的稳定性，降低重介质粉的消耗。
现有的难选硫酸烧渣的工艺是以获得高品位、低杂质含量的钢铁冶炼用铁精矿为目标而研发出的难选硫酸烧渣利用方法，具有成本高、工艺复杂等特点，不利于难选硫酸烧渣的低成本、低能耗、安全环保的综合利用。
本发明一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法，是以生产高性能选煤用重介质粉为研究目标，开发了一种低成本、低能耗、安全环保的难选硫酸烧渣梯级利用和高性能重介质粉的制备方法，不但实了难选硫酸烧渣的低成本、低能耗、安全环保的高效利用，还获得了高分散性能的选煤用重介质粉。
发明内容
针对现有的难选硫酸烧渣生产铁精矿的工艺是以获得高品位、低杂质含量的钢铁冶炼用铁精矿为目标而研发出的难选硫酸烧渣利用方法及难选硫酸烧渣生产的铁精矿却难以符合钢铁冶炼企业原料要求这一现实问题，及选煤过程中急需高分散性能的重介质粉以提高选煤过程中介质密度的稳定性，降低重介质粉的消耗这一需求。本发明的目的在于，提供一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法，以难选硫酸烧渣梯级制备不同规格选煤用改性重介质粉为新目标，发明了一种低成本、低能耗、安全环保的难选硫酸烧渣梯级利用和改性重介质粉制备的新工艺，不但解决了难选硫酸烧渣中铁资源流失的问题，为企业带来一定的经济效益、变废为宝；也获得了多种高分散性能的重介质粉，提高了选煤过程中介质密度的稳定性，降低了重介质粉的消耗。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案。
本发明所述的一种难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉的方法，由(1) 难选硫酸烧渣制备焙烧原料；(2) 悬浮态适时磁化焙烧；(3) 焙烧矿梯级制备不同规格的选煤用重介质粉；(4) 高性能选煤用重介质粉制备四个步骤组成。
上述（1）难选硫酸烧渣制备焙烧原料，其特征在于，采用干式磨矿将难选硫酸烧渣磨细至-100目含量占100%，其中所述难选硫酸烧渣来自于硫铁矿焙烧制硫酸产生的废渣。
上述（2）悬浮态适时磁化焙烧，其特征在于，采用带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，将焙烧原料中弱磁性的α、β和σ型三氧化二铁还原成四氧化三铁或γ型三氧化二铁其中的一种或混合物；其中悬浮态适时磁化焙烧温度为550℃~900℃，焙烧时间为1~60秒，还原气氛一氧化碳浓度为1~15%，氧气含量小于5%。
上述（3）焙烧矿梯级制备选煤用重介质粉，其特征在于，控制磁场强度为300 Oe~1500 Oe对焙烧矿中的强磁性矿物进行磁场强度由低到高梯级回收，并对部分梯级回收产物按一定比例制备不同规格的选煤用重介质粉。按以下步骤进行：
① 第一梯级回收，采用300 Oe ~500 Oe的磁场强度对强磁性矿石进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料；
② 第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，再采用300 Oe ~500Oe的磁场强度对磨矿产品进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占40%~90%；
③ 第三梯级回收，采用500 Oe ~800 Oe的磁场强度对第三梯级利用原料进行1粗1精磁选处理，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料；
④ 第四梯级回收，采用800 Oe ~1500 Oe的磁场强度对第四梯级利用原料进行1次粗选处理，粗精矿采用600 Oe~1200 Oe的磁场强度进行1次精选处理，磁选精矿为4#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并可作为水泥或建材用原料。
上述（3）高性能选煤用重介质粉制备，其特征在于，分别控制所述1#、2#、3#和4#重介质粉矿浆与淀粉、糊精、腐殖酸钠、单宁等分散药剂中的一种或几种混合物在搅拌桶中作用1~5分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#和4#改性重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为20~50℃，矿浆pH为7~12、分散药剂总用量在0.001~10kg/吨重介质粉。4种不同品质改性重介质粉，其特征在于，4种高性能选煤用重介质粉均满足真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于95%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于8%、硫分含量小于3%的选煤用重介质粉的要求；同时，其真密度由大到小为：2#＞1#＞3#＞4#，其硫分含量由大到小为2#＞3#＞1#＞4#，-45μm组成含量由大到小为：2#＞3#＞4#＞1#。
具体实施方式
难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉实例1
① 河南某难选硫酸烧渣采用干式立式磨制备-100目含量100%、-200目含量60%的焙烧矿原料。
② 将焙烧原料切线给入带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，控制悬浮态适时磁化焙烧温度为730℃~780℃，焙烧时间为5秒，还原气氛一氧化碳浓度为5~10%，氧气含量小于1%，焙烧矿多级旋风负压冷却到100℃以下后，在密闭的存储罐中冷却到室温。
③ 第一梯级回收，冷却的焙烧矿配成30%浓度的矿浆在400Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在350 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为1#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料。
③ 第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，并在500 Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在300 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为2#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占60%。
④ 第三梯级回收，第二梯级利用原料在750Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在550 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为3#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料。
⑤ 第四梯级回收，第四梯级利用原料在1500Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在600 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为4#重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并也可作为高铁含量水泥或建材用原料。
⑥ 分别控制1#、2#、3#、4#重介质粉矿浆与淀粉在搅拌桶中作用2分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#、4#高性能选煤用重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为25℃，矿浆pH为11、淀粉总用量在0.5 kg/吨选煤用重介质粉。
⑦ 1# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于80%，外在水分含量小于4%、硫分含量小于1.6%；2# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.8 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于95%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于0.6%；3# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.7 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于88%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于0.8%；4# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.65 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于90%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%。
难选硫酸烧渣梯级制备不同规格高性能选煤用重介质粉实例2
① 陕西某难选硫酸烧渣采用干式立式磨制备-100目含量100%、-200目含量55%的焙烧矿原料。
② 将焙烧原料切线给入带有预热系统和多级旋风负压冷却系统的悬浮态分解炉进行适时磁化焙烧，控制悬浮态适时磁化焙烧温度为800℃~850℃，焙烧时间为10秒，还原气氛一氧化碳浓度为8~13%，氧气含量小于0.5%，焙烧矿多级旋风负压冷却到100℃以下后，在密闭的存储罐中冷却到室温。
③ 第一梯级回收，冷却的焙烧矿配成35%浓度的矿浆在500Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在300 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为1#选煤用重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第二梯级利用原料。
③ 第二梯级回收，首先对第二梯级利用原料进行磨矿处理，并在500 Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在350 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为2#选煤用重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第三梯级利用原料，其中控制磨矿细度为-400目含量占65%。
④ 第三梯级回收，第二梯级利用原料在800Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在500 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为3#选煤用重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并后作为第四梯级利用原料。
⑤ 第四梯级回收，第四梯级利用原料在1400Oe的磁场强度下进行粗选，粗精矿在600 Oe的磁场强度下进行精选，磁选精矿为4#选煤用重介质粉矿浆，磁选尾矿和中矿合并也可作为高铁含量水泥或建材用原料。
⑥ 分别控制1#、2#、3#和4#选煤用重介质粉矿浆与腐殖酸钠在搅拌桶中作用3分钟，并经浓缩、过滤和悬浮态干燥后获得1#、2#、3#和4#高性能选煤用重介质粉，其中搅拌过程中其它控制变量为：矿浆温度为30℃，矿浆pH为12、腐殖酸钠总用量在1 kg/吨选煤用重介质粉。
⑦ 1# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.5 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于81%，外在水分含量小于3%、硫分含量小于1.5%；2# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.9 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于97%，外在水分含量小于6%、硫分含量小于0.5%；3# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.7 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于92%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%；4# 高性能选煤用重介质粉真密度大于4.65 g·cm-3、磁性含量大于99%、-45μm组成含量大于82%，外在水分含量小于5%、硫分含量小于1%。
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