中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所針對長江上游川南煤系硫鐵礦開展了詳細(xì)物質(zhì)組成研究、多方案選礦工藝對比研究、選礦實(shí)驗(yàn)室及擴(kuò)大試驗(yàn)研究、選礦尾礦制作建筑材料研究和高品位硫鐵礦精礦氧化焙燒工藝研究等,實(shí)現(xiàn)了煤系硫鐵礦資源全面綜合利用,為同類礦石的開發(fā)利用提供了新的選冶工藝技術(shù)。
其研究結(jié)果表明,試驗(yàn)礦樣S15.35%,礦石中有害組分Pb、Zn、As、F均低于0.05%;礦石的礦物組成為硫鐵礦(主要是黃鐵礦,少量白鐵礦),主要脈石礦物為高嶺石,少量為多水高嶺石、地開石、方解石、白云石、赤鐵礦、碳質(zhì)等;對含S品位15.25%的原礦,全浮選流程獲得S品位49.63%、S回收率95.5%的優(yōu)質(zhì)硫精礦;重-浮聯(lián)合流程獲得S品位50.04%、S回收率85.09%的優(yōu)質(zhì)硫精礦。
硫精礦采用沸騰焙燒爐進(jìn)行沸騰焙燒,獲得TFe含量62%~65%、含S0.2%的焙渣,作為煉鐵原料利用。硫精礦沸騰焙燒研究在實(shí)驗(yàn)室中采用自行設(shè)計(jì)制造的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的沸騰爐,實(shí)現(xiàn)了硫鐵礦焙渣的高效綜合利用,攻克了硫鐵礦焙渣降硫的技術(shù)難題。
選礦尾礦制作墻體磚試驗(yàn)制作的燒結(jié)墻體磚和燒結(jié)裝飾磚的強(qiáng)度等級達(dá)到MU15~MU20級。硫鐵礦尾礦制造燒結(jié)墻體材料試驗(yàn)研究表明,利用硫鐵礦尾礦可以生產(chǎn)制造燒結(jié)裝飾磚、燒結(jié)保溫空心砌塊、燒結(jié)多孔磚和空心磚等墻體材料。在滿足焙燒溫度的前提下硫鐵礦尾礦最大使用量可達(dá)到100%,能夠生產(chǎn)出符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的燒結(jié)磚,解決了煤系硫鐵礦選礦尾礦帶來的環(huán)境污染難題。選礦尾礦水質(zhì)測試分析及選礦尾礦水循環(huán)利用研究試驗(yàn)結(jié)果表明,尾礦水可以循環(huán)利用。
與現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)相比,該項(xiàng)研究獲得的技術(shù)指標(biāo)中硫精礦品位提高了10~15個(gè)百分點(diǎn),回收率提高了30個(gè)百分點(diǎn);焙渣可直接作為煉鐵原料,選礦尾礦作為建筑材料的原料利用。而現(xiàn)場焙渣和選礦尾礦則作為廢料排放,不僅造成資源浪費(fèi),而且對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。該項(xiàng)技術(shù)研究成果獲實(shí)用新型專利1項(xiàng),專利號為ZL201020157305;公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文兩篇。
對我國煤系硫鐵礦中的11.05億噸硫資源,通過采用該項(xiàng)技術(shù)成果,可實(shí)現(xiàn)資源全面綜合利用,獲得10.5億噸硫和9.2億噸金屬鐵,相當(dāng)于在開發(fā)利用重要化工礦產(chǎn)硫的同時(shí),開發(fā)了一座特大型鐵礦山,而且可利用選礦尾礦生產(chǎn)燒結(jié)多孔磚、燒結(jié)空心磚和空心砌塊,摻加少量著色外加劑可以制造出不同顏色的燒結(jié)裝飾磚。
項(xiàng)目研究成果解決了煤系硫鐵礦利用技術(shù)問題,實(shí)現(xiàn)了煤系硫鐵礦資源全面綜合利用。硫精礦焙渣達(dá)到煉鐵原料質(zhì)量要求,解決了硫酸生產(chǎn)過程中流酸渣對環(huán)境的污染問題,對緩解我國鐵礦石供應(yīng)緊張的局面具有積極意義。選礦尾礦作為燒結(jié)墻體磚和燒結(jié)裝飾磚原料,替代粘土磚,減少了粘土開采量,可減輕對耕地的破壞,同時(shí)降低煤系硫鐵礦開發(fā)利用對環(huán)境的影響程度。
該研究成果形成了煤系硫鐵礦資源全面綜合利用的清潔生產(chǎn)技術(shù)體系,在同類礦山推廣應(yīng)用,將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。采用本項(xiàng)目研究成功的選礦工藝、焙燒工藝及制作建筑材料工藝,建成150萬噸原礦/年的選礦廠及相匹配的硫酸廠、墻體磚廠(不計(jì)墻體磚的利潤),每年可獲得利潤3億元左右,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,將徹底扭轉(zhuǎn)煤系硫鐵礦礦山經(jīng)濟(jì)效益低下的不利局面,大大提高企業(yè)綜合利用川南煤礦固體廢棄物的積極性。
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