含铁铜尾矿选冶联合分选提铁研究

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含铁铜尾矿是铜矿石提取有用组分过程中产生的工业固体废弃物。由于铜尾矿的综合利用率不高,且铜尾矿中常含有重金属及残留化学药剂,所以尾矿库大量堆存的铜尾矿会给生态环境带来隐患。因此开发新工艺及新技术对铜尾矿中有用成分进行资源化回收而言,不仅能实现工业固体废弃物合理处理,还可解决安全和环境问题。本论文以云南某矿业公司提供的铜尾矿为研究对象,首先进行工艺矿物学研究以分析铜尾矿的成分、矿物组成以及铁的赋存状态等特征,通过强磁选—磁化焙烧—弱磁选—反浮选提铁工艺试验实现对铜尾矿中的铁矿物进行分离与回收,并结合相关测试仪器和化学分析方法揭示磁选、焙烧以及浮选过程铜尾矿中铁矿物的物相、表面形貌变化规律以及反应机理。含铁铜尾矿的TFe含量为31.77%,铁矿物主要为菱铁矿,占全铁的87.64%,脉石矿物主要为石英、绿泥石等,小于38μm的颗粒含量较高,铁回收难度较大。将含铁铜尾矿进行强磁选,在磨矿细度为<0.1 mm占90%以上,磁场强度为0.8 T的条件下,获得了铁品位为36.32%,铁回收率为90.95%的强磁选铁精矿。将强磁选铁精矿进行磁化焙烧—弱磁选,在焙烧温度为800℃、焙烧时间为20 min、磨矿细度为<0.048 mm占95%、磁场强度为0.12 T的条件下,获得了铁品位为53.62%,铁回收率为81.83%的弱磁选铁精矿。将弱磁选铁精矿进行反浮选,获得了铁品位为59.85%,铁回收率为54.36%的铁精矿产品。对强磁选铁精矿焙烧机理进行了研究,结果表明,在焙烧时间为20 min的条件下,当焙烧温度达到700℃时,菱铁矿已全部完成向磁铁矿的转变,在焙烧温度为800℃的条件下,焙烧时间延长到40 min时部分分解产物氧化为赤铁矿。强磁选铁精矿在N2气氛下的热重结果表明其受热失重过程分为三个阶段,第一阶段质量小幅下降,第二阶段质量大幅减少,菱铁矿在此温度区间迅速分解,第三阶段质量趋于平稳。形貌分析结果表明铜尾矿中的菱铁矿多呈块状分布,菱铁矿分解时产生的气体不断向外逸散使其内部及表面形成了大量的孔洞。采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对强磁选铁精矿中菱铁矿分解进行的非等温动力学研究表明求得的活化能平均为319.51 KJ/mol。
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