[发明专利]一种从硅锰合金冶炼水淬渣中综合回收铁锰矿物的方法

说明书

本发明公开了一种从硅锰合金冶炼水淬渣中综合回收铁锰矿物的方法，属矿物加工和二次资源综合利用领域，本发明采用“粗粒跳汰重选‑细粒溜槽预富集‑粗粒再磨‑细粒梯级场强磁选”的重磁联合工艺，有效回收了水淬中单质铁、锰铁合金及铁、锰金属氧化矿物，本发明针对水淬渣中Fe、Mn等金属元素的赋存特点，产出粗粒铁精矿主要为粒度较粗的单质Fe及锰铁合金、弱磁精矿主要为粒度较细的单质Fe及锰铁合金和强磁精矿主要为FeO、MnO等弱磁性的氧化矿物三个产品，与公开的回收技术仅回收粗粒单质铁及锰铁合金相比，增加了细粒单质铁、细粒锰铁合金及弱磁性氧化铁锰矿物的回收，工艺合理，流程简单，铁锰矿物回收利用率高，易于实施。

技术领域

本发明涉及一种从硅锰合金冶炼水淬渣中综合回收铁锰矿物的方法，属于矿物加工和二次资源综合利用技术领域。

背景技术

硅锰合金是由铁、锰、硅及其它少量元素组成的合金，是一种用途广泛的铁合金，大量用于钢铁冶炼过程中的脱氧剂和添加剂，每生产1t的硅锰合金将产生1.2~1.4t的硅锰合金冶炼渣。一般来说，硅锰合金冶炼渣的矿物组成受冶炼时入炉的矿石组成和冶炼工艺影响，渣主要由MnO、FeO、SiO₂、Al₂O₃、Ca₂Al₂SiO₇等矿物及少量的硅锰合金、单质铁和单质锰组成，随入炉矿石组成和冶炼工艺的不同，渣中各矿物的组成及含量可在一定范围内变化。由于硅锰合金冶炼渣中含有一定量的重金属元素，大量堆存不仅浪费土地资源，而且还会对周围的生态环境造成严重影响，许多地方已将此类冶炼渣列入危险固废目录。因此，广泛开展硅锰合金冶炼渣的综合再利用是大部分冶炼企业面临的首要难题。

目前，我国硅锰合金冶炼渣的利用途径主要有以下几个方面：（1）生产矿棉，该工艺充分利用冶炼渣中硅酸盐矿物及碱性氧化物含量高的特点，先将冶炼渣破碎、筛选、高温熔融后进行甩丝和造棉，实际生产过程中为提高渣利用率，需添加粉煤灰和石英砂对熔融渣的酸度和粘度进行调节；（2）生产水泥，硅锰合金冶炼渣最成熟的应用途径就是作为添加剂制备水泥熟料，硅锰合金冶炼渣由于SiO₂、Al₂O₃等碱性氧化物含量较高，是制备水泥熟料的理想原料，但因冶炼渣含有一定量的低价金属氧化物，水泥生产煅烧过程中必须保证其充分氧化，否则极容易造成熟料的安全性不合格，产品不达标；（3）制造微晶玻璃，硅锰合金冶炼渣一般含有大量的SiO₂、CaO、Al₂O₃等碱性氧化物，特别适合用于制造CaO—Al₂O₃—SiO₂体系的微晶玻璃，同时合金渣中含有的少量FeO、MnO、TiO₂可以为微晶玻璃的异晶成核创造条件，但目前采用合金渣制备微晶玻璃的研究大部分仍停留在实验室研究阶段，尚未见大规模的工业化应用报道；（4）制备混凝土掺合料，硅锰合金冶炼渣中含有较高的玻璃体，在激发剂的作用下，其活性可以显著提高，从而提高混凝土的强度，研究发现掺入40%的硅锰合金渣后混凝土的力学性能、抗渗性、抗冻性和干缩性等优于普通混凝土；（5）加工制备生态透水砖，将硅锰合金冶炼渣与粉煤灰、石灰、塑化剂、激发剂等原料按一定比例混合后加压成型，再放入窑炉中烧至1050℃并保温一定时间后可制得生态透水砖，但该途径冶炼渣用量较少，不利于冶炼渣的大规模应用；（6）回收铁、锰合金，由于硅锰渣与硅锰合金的比重差较大，可考虑采用重选工艺对其中的硅锰合金进行回收。