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《重庆大学》 2012年
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川南硫铁矿选矿工艺研发及尾矿资源化利用

李东玲  
【摘要】:硫铁矿是一种重要的化工原料。我国硫铁矿储量居世界前列。但是近些年来,随着我国经济的快速发展,市场对硫铁矿的需求日益增大,使得矿产资源呈现出贫、细、杂的趋势,提高硫铁矿的品位、综合回收率以及尾矿的资源化利用形势日趋严峻。目前由于经济、开采工艺和技术的落后等原因,许多选矿厂采用单一的重选法,或者是简单的浮选法进行选别,所得硫精矿品位和回收率较低;而尾矿则被丢弃或直接排放入河流,不仅造成了资源浪费,还严重污染了环境。因此研发新型浮选药剂,开发新的选矿工艺,提高硫精矿品位和回收率。开展尾矿高岭土渣资源化和全量化利用关键技术的研究,不仅可以保护环境,而且还能创造巨大的经济效益,是可持续发展的有效途径。 本文针对四川某地的硫铁矿,首先利用物理、化学等多种分析手段对其基本性质进行了初步分析,然后分别对浮选药剂、浮选工艺过程及条件进行详细的探索和讨论,在此基础上分析了尾矿——高岭土的组成及基本性质,研究了其脱硫、除铁条件及工艺,并研究了其资源化利用情况。结论如下: 文中的硫铁矿为浅黄铜黄色固体,表面常具黄褐色,条痕为绿黑或褐色,有强金属光泽,密度为5.50g/cm3,硬度大,品位低。硫铁矿以聚晶团块状构造和结核状构造为主,少量霉斑状构造,基本上呈粒状结构。主要晶相物质是二硫化亚铁(FeS_2)和高岭土,结晶形态良好。主要脉石矿物为高岭石,约占95%,少量珍珠陶土、方解石、菱铁矿,其余为地开石、有机质等。尾矿中高岭土极易水化,包含有Al_2O_3、SiO_2晶体,主要着色杂质是FeS_2和TiO_2等。硫铁矿与高岭石的比重差1.5,属于易选矿石。 在硫精矿浮选过程中,探索了新型浮选药剂配方、选矿工艺及条件。通过实验可知:在中性条件下,以乙基黄药和丁基黄药为混合捕收剂(质量比为1:1),用量266.7g/t;CuSO_4为活化剂,用量为300g/t;单宁酸为高岭土抑制剂,用量为166.7g/t;二号油1000g/t,矿浆浓度为33%,浮选15min,所得硫精矿品位达51.2%,回收率达86.1%。成功实现了硫铁矿和高岭土的高效分离,且降低了成本,减少了环境污染。 在高岭土脱硫、除铁过程中,比较反浮选法和加电场除杂发现,采用反浮选法,在浮选药剂配方为:Na_2CO_30.09g/L+Na_2SiO_30.11g/L+丁基黄药0.08g/L+2号0.10mL/L,矿浆浓度为15%,浮选10min时,高岭土渣中铁含量从6.05%降低到1.04%,硫含量从5.64%降到0.69%,高岭土回收率达71.4%,达到了除杂指标。研发出了一套快速、简便、高效的选矿工艺流程。 高岭土渣资源化利用过程中,通过各种分析方法分析了高岭土渣的基本性质,发现此渣主要由SiO_2、Al_2O_3组成,其中的Si、Al、Ti含量较高,它们都是脱硝催化剂的有用成分,能有效提高催化剂的活性,而对催化剂有毒害作用的P、K等含量则很低。研究了此渣作为钒系脱硝催化剂载体的可行性,及活性主分和不同助剂对其催化活性的影响。结果表明,高岭土矿渣作为脱硝催化剂载体具有与商业脱硝催化剂载体TiO_2相当的性能。制得的催化剂粘结性能好,成型情况良好。2%V_2O_5-8%*WO_3-KS催化剂的活性最高可达88.7%,稀土氧化物催化剂2%V_2O_5-8%CeO_2-KS的活性高达80.0%。这不仅为高岭土的资源化利用开辟了新的领域,降低了商业催化剂的成本,还有效的解决了环境问题。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD951

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【参考文献】
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