干法磁选在锌挥发窑窑渣综合利用中的应用研究

焦红光，刘鹏等．煤粉干式永磁高梯度磁选机脱硫的实验研究［Ｊ］．选煤技术，２００８（４）：１７一１９．
王陆新，周惠文，张宝才．利用干式磁选工艺回收铁矿石资源的试验研究［Ｊ］．金属矿山，２００７（７）：８７—
９０．
［１１］ 赵平．从炼锌渣中回收有价元素［Ｊ］．矿产保护与利用，２０００（５）：４７—４９．
图３锌挥发窑窑渣中含铁矿物赋存状态 的显微照片
设备投资少，操作方便，生产周期短．干法选别在工业 废渣综合利用中较好的应用前景．
Ｆｉｇ．３
ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｔｅｍｅｎｔ ｏｆ ｆｅｒｒｉ—ｍｉｎｅｒａｌ ｉｎ ｚｉｎｃ ｓｌａｇ
（３）干法选别也存在一些问题，比如在处理细颗粒物料时， 物料在分选区域内的松散和分散较
Ｔａｂ．５
表５弱磁选铁实验结果
Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｌｏｗ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆｅ
实验所得磁性产物铁精粉品位达到６７．６８％，产率３８．２３％，铁的回收率７９．９８％．铁的回收取得
万方数据
第６期
马娇，等：于法磁选在锌挥发窑窑渣综合利用中的应用研究
７９ｌ
满意效果，实验回收铁粉可供冶炼厂做炼铁原料．实验 所得焦粉含ｃ ５６．０％，产率１３．８８％，Ｃ的回收率为 ６１．９３％，另有，３６．２９％损失于尾渣中．
表４弱磁预选实验结果
Ｔａｂ．４ Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｐｒｅ—ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ
弱磁预选实验得到品位为３９．３８％的粗铁粉，强磁选碳分离除的铁渣品位３１．８９，２种物料中的 含铁矿物都没有得到单体解离，将它们的混和物送干式球磨机磨矿，然后进行弱磁选回收铁，磁选机 皮带表面磁场强度０．４ Ｔ，结果见表５．
铁精粉
尾渣２
硬质合金，２００７，３５（１）：３１—３５．
图４锌挥发窑渣综合利用原则流程
王辉．湿法炼锌工业挥发窑窑渣资源化综合循环利用［Ｊ］．
Ｆｉｇ．４
中国有色冶金，２００７，１２（６）：４６—５０．
王常任．磁电选矿［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００５：３—２５．
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆｚｉｎｃ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｓｌａｇ
０
物料磁性测试实验中，个别样品表现为逆磁性．因
Ｆｉｇ．１ Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｚｉｎｃ ｓｌａｇ
ｋ
、
‘＼
／ √ ．／ ／’、
／／ 负累积
。ｊ
Ｘ
／ ＼ ’
／
ｈ＼正累积
厂
＼＼ 、１
＼＼、．
５
１０
１５
２０
２５
３０
筛孔尺寸／ｍｍ
为强磁性矿物对比磁化率影响显著，因此负比磁化 率的出现说明测试样品中几乎不含有强磁性物料， 弱磁性矿物单体解离程度较高．说明在破碎过程
１００
成分主要是磁性更弱的二氧化硅；焦炭虽同为弱磁
性，但在磁场中的磁化方向与其它成分相反，为逆
８０
磁性‘３川． １．３ 磁性
测试破碎后样品的比磁化率见表１．物料的比
蔷ｓｏ
忆
嚣。ｏ
磁化率随粒度的减小呈明显的降低趋势．说明在较 ２０
大粒度的物料中，磁性物含量较高；在粒度较细的
物料中，强磁性物料含量较低．在一０．０７４ ｍｍ的
粒度级别／ｍｍ
比磁化率／（１０“ｍ３·ｋｇ。１）
粒度级别／ｍｍ
比磁化率／（１０“ｉｎ３－ｋｇ。１）
＋２
２２．５０
０．５０一Ｏ．７５
６．６０
１．５０～２．００
２１．６０
０．１５～Ｏ．５０
４．３７
１．２５～１．５０
１１．３０
０．０７～０．１５
３．３５
１．００～１．２５ ０．７５～１．００
８．５２ ８．７４
（责任编辑李文清）
万方数据
干法磁选在锌挥发窑窑渣综合利用中的应用研究
作者：
作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
马娇， 焦红光， 潘兰英， 张传祥， 张宏方， MA Jiao， JIAO Hong-guang， PAN Lanying， ZHANG Chuan-xiang， ZHANG Hong-fang 河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作,454003
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河南理Ｔ大学学报（自然科学版）
３ 实验
筛分作业采用实验室５ ｍｍ标准筛，振动筛分５ ｍｉｎ，实验结果见表２
表２筛分实验结果
Ｔａｂ．２ Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ Ｓｉｅｖｉｎｇ
２００９年第２８卷
筛上产物中铁的回收率达到７０．４％，而碳元素的回收率还不到６％．筛上产物与筛下产物中铁和 碳的品位相比均有显著差异．因此采用预先分级，并对分级产物分别处理有利于铁和碳的回收．
均成本高、周期长、处理量低，可行性不大，效益不确定．火法会生成新的废渣，所产废渣与原渣重 量没有多大区别，仍然需要投入巨额的处置费用，效益不佳．因此，不适合采用大的设备投资来回收 窑渣中的有价金属¨“１．
１ 窑渣的性质
１．１ 粒度 采窑渣原样和破碎后样品进行筛分实验，分别绘制粒度累积分布曲线，见图１和图２．原料中最
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ ｚｉｎｃ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｋｉｌｎ ｓｌａｇ ｉｓ ｄｅｅｐｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａ ｆｌｏｗ ｏｆ ｄｒｙ—ｍａｇｎｅｔｉｃ— ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｔｏ ｒｅｃｙｃｌｅ Ｆｅ ａｎｄ Ｃ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｌａｇ．Ｄｒｙ—ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍａｋｅｓ ｎｏ ｕｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ，ａｎｄ ｓｉｍｐｌｉ— ｔｉｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｌｏｗ．Ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｈｉｇｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｓ ｆｏｒ ｃｏｋｅ，ａｎｄ ｌｏｗ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｆｏｒ ｆｅｒｒｉ—ｍｉｎｅｒａｌ．７９．９８％Ｆｅ ｉｓ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｗｉｔｈ ６７．６８％Ｆｅ ｉｎ ｆｅｒｒｉ—ｃｏｎ— ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．ａｎｄ ６１．９３％Ｃ ｉｓ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｗｉｔｈ ５６．０％Ｃ ｉｎ ｃｏｋｅ．Ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓ— ｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．
图２ 东升窑渣破碎产物累积粒度特性曲线 Ｆｉｇ．２ Ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔ
中，弱磁性矿物比强磁性矿物更易碎¨’６１．
Ｔａｂ．１
表１窑渣粒度与比磁化率关系
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ
摘要：在对东升公司锌挥发窑窑渣的物性进行深入分析基础上，确定了以干法磁选为主要选 别方法的原则流程，对其中的铁和焦炭进行回收利用．干式选别方法的应用减少了流程中的 水处理环节，简化了流程．实验采用多段磁选，弱磁选铁，强磁选炭的工艺流程，得到很好 的选别效果，铁粉品位高达６７．６８％，回收率７９．９８％；焦粉含碳５６．０％，回收率６１．９３％． 此工艺有着潜在的工业应用价值． 关 键 词：干法磁选；工业固废；窑渣 中图分类号：ＴＤ ９２；ＴＤ ７０５文献标识码：Ｂ文章编号：１６７３—９７８７（２００９）０６—０７８８—０４
４ 结论
（１）锌挥发窑窑渣中铁以氧化物，硫化物和金属
单质形式存在，其中弱磁性矿物多与强磁性物料紧密结
合，有利于铁的回收；干法磁选处理东升锌挥发窑渣，
能有效回收其中的Ｆｅ，取得较好的分选效果．干法磁
选提纯焦炭，产品质量较好，含ｃ ５６．０％，可返回炼锌 厂当作还原配料使用．
（２）干法磁选与其它方法相比，工艺流程简单，
难实现，不利于磁性物料与非磁性物料的有效分离，影响选
原矿
别效果，实验采用多段选别虽然可以一定程度上解决这一问
题，但是对于一段磁选来说，效率偏低．
参考文献： ［１］ 中华人民共和国国务院． 国务院关于印发国家环境保护“十
一五”规划的通知［Ｒ］． 中华人民共和国国务院公报，２００８：
２０一３６．
２
中华人民共和国环境保护部．全国环境统计公报（２００７）：环
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｒｅｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｒｅｕｓｅ ｚｉｎｃ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｋｉｌｎ ｓｌａｇ ｂｙ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ＭＡ Ｊｉａｏ，ＪＩＡＯ Ｈｏｎｇ—ｇｕａｎｇ，ＰＡＮ Ｌａｎ～ｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕａｎ—ｘｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｆａｎｇ （Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
尾渣１
境经济［Ｒ］．２００８（１１）：１０００８一ＩＯＯｌＯ． ６
３
谢大元．锌挥发窑渣选银实验研究［Ｄ］．长沙：中南大学，
粉
２００４．
４
张登凯．锌挥发窑渣综合利用研究［Ｄ］．长沙：中南大学，
ｒ｝ １｛ｊ－．ｈ ６
７
［８］ ［９］ ［１０］
２００４．
谢广元．选矿学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学，２００１． 王辉．锌挥发窑废渣物理分选回收工艺研究［Ｊ］．稀有金属与
马娇，等：干法磁选在锌挥发窑窑渣综合利用中的应用研究
７８９
大粒度为２０ ｍｍ，粒度粗、细分布较均匀．破碎后产物 中最大粒度为３ ｍｍ，粒度分布较均匀，物料属于中等 可碎．
在原样筛分实验中发现一５ ｍｍ产物中有一部分焦 炭与尾渣相互包裹，还有部分焦炭颗粒单体分离．在其 ５ ｍｍ的物料中，玻璃光泽的硅质渣相与铁的化合物结 合紧密．显微观察时，发现窑渣中含铁矿物的粒度集中 分布在０．１～０．４ ｍｍ间．磨矿至粒度小于０．３ ｍｍ时， 大部分含铁矿物单体解离． １．２ 组分
—０．０７４
３．０６
２ 分选流程
根据锌挥发窑窑渣的性质，制定原则流程：由于原料中粒度越大含铁越高，而焦炭在＋５ ｍｍ以 上的物料中含量极少，所以选择５ ｍｍ筛分作业对窑渣进行预处理，然后再对筛上物料和筛下物料分 别处理．筛上物料中铁与渣浸染严重，因此制定出两端破碎和一段干式球磨流程将物料粒度控制在 ０．３ ｍｍ以下，为后续的磁选创造条件．磨矿后产物经干法弱磁选流程回收强磁性含铁矿物，将磁选 剩下的弱磁性物料作为最终尾矿．５ ｍｍ筛下物料经强磁场磁选流程分为弱磁的焦炭精粉和强磁的铁 渣，焦炭精粉作为最终的产品，铁渣送磨矿作业进入弱磁选铁流程．
第２８卷第６期 ２００９年１２月
河南理工大学学报（自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＩ．ＯＦ ＨＥＮＡＮ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ＿２８ ＮＯ．６ Ｄｅｃ．２００９
干法磁选在锌挥发窑窑渣综合利用中的应用研究
马 娇，焦红光，潘兰英， 张传祥，张宏方
（河南理工大学材料科学与工程学院 河南焦作４５４００３）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｒｙ—ｍａｇｎｅｔｉｃ—ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｄｕｓｔ，ｓｌａｇ
０引言 东升炼锌厂每年产出窑渣１５万ｔ，回收窑渣中的有用成分，变废为宝，不仅符合目前的环境保护
和社会发展现状，而且从长远看也有利于实现资源循环利用，资源与经济和谐发展¨。２ ｏ． 窑渣经过高温锻烧，其中的有价金属存留成分复杂、含量低、惰性强，若采取火法、湿法回收，
５ ｍｍ筛下产物进入实验室带式强磁选机，皮带表面磁场强度０．６ Ｔ，经过干法强磁选，提纯得到 弱磁性焦炭精粉和强磁性铁渣，结果见表３．
Ｔａｂ．３
表３ 强磁选碳流程实验结果
Ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ Ｃ
５ ｍｍ筛上物料经过两段破碎后，预先磁选抛弃掉一部分尾渣，实验结果见表４
收稿日期：２００９—０９—２４ 基金项目：河南省重点科技攻关项目（１１７３０９）；２００９年度教育厅自然科学研究计划项（２００９Ａ４４０００２） 作者简介：马娇（１９７９一），女，满族，辽宁抚顺人，讲师，从事矿物加工方面的教学和研究工作． Ｅ—ｍａｉｌ：ｍａｂｅｌ＠ｈｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
万方数据
第６期
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８０
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／ 负累积／
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正＼累积＼
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１０
１５
２０
筛孔尺寸／ｍｍ
东升锌挥发窑窑渣中含有１２％～１８％的Ｃ和２０％
图１ 东升锌挥发窑渣累积粒度曲线
～４０％的Ｆｅ．分析窑渣中主要３种目标物料的磁性质，
其中铁的存在形式中，金属铁和四氧化三铁的磁性最
强；铁的硫化物和三氧化二铁磁性相对较弱；渣相