从低品位煤矸石中回收硫铁矿的合理途径

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1、价丛鲜品位煤歼石中回收硫 铁矿的合理途径胡永生金朝柱(徐州矿务局综合利用处)一、前言硫是重要的化工原料,是 我国的短线资源。每年要从 国外进口大约 3 0万吨硫 磺。我国的硫资源有l/2赋存于煤田地 层,从煤研石中综合回收 硫铁矿,不仅合理利用了国家资源,增加企业效益,而且从据本上减少 环境污染。几年来的实践证明,采用破碎、筛分分级跳汰磨矿摇床(或 螺旋选矿机)常规的全 重选流程,从 品位较高的煤歼石中回收 硫铁矿,技术上是可行的,经济上也是合算的 1。但对含硫较低或 处于边界品位附近(例如5肠)的歼石,若采用常规的重选流程,则 流程复杂,基建投资大、生产成本高,企业效益差,难于上马。如徐州矿

2、务局韩桥煤矿的歼石回收硫铁,几年来虽几经周折,做了大量的试验和论 证工 作,就是由于这个 原 因,始终没 有冲 出“选硫不如卖研(指从研石中筛出低热值煤出售)”的框框,而一直举棋不定。不仅每年浪费1.4万吨硫磺,而且随着研 石 的排放,对环境的污染也将日趋 严重。因此,针对这类歼 石(在全国也 不是个别的)的特点,选择合理而 有效的途径 综合回收利用,是一 个重要课题。下面 以韩桥研石为例,就几个 问题 进行讨论。二、采用常规重 选流程建厂的可 能性韩桥煤矿是徐州矿务局的一个大矿,年产原煤11 0万吨。其中夏桥井年产原煤8 0万吨,有一座设计 能力为6 0万吨的洗选 厂,8 4年实 际入选为8

3、 2 万 吨,年 产洗歼 2 8、3 0 万吨,含硫一般在5肠左右。早在8 2年就开始进行从洗研中回收 硫铁的试验研究和建厂论证工作,一直因为原歼品位低,经济效益差而 未作决定。8 3年又委托江苏省冶金研究所重新系统地进行 了可选性试验和工艺流 程试验,并已分别于8 4 年4月和 8 5年4月提出正式报告。洗歼的粒度为5 0 、0毫米,试样含硫5.2 6 肠,其中8 8.9 3铂以黄 铁矿形 式存在。在歼石 中呈粗细不均匀浸染,当破碎到一定粒度之后,可解离出一部分黄铁矿和细粒集合体以及一部分贫富不等的连生体,这是重选回收 的对象。省冶金研究所用二年多的时间在三个 流程对比试验的基础上,推荐如图

4、1所示 的选别流程,这是一个典型 的常规重选 流程。应用此流程,所取得的实验室指标是:当原矿品位为5.21 9肠时,得到产率为8.5肠品位为3 4肠的精矿,回收 率为5 5.4 3肠,选矿比为1 /8.511 1.7 5肠。同时还得到产率为1 8.4 6肠、发热量为161 0大卡/公斤、含硫为2.2 5 肠 的沸腾煤2。象韩桥难选 的低品位 歼石,能得到这样的选别指标,应该说是比较好的,但经济效益并不高。经初步计算,应用这种流程处理每吨歼石的加工费需5元左 右,生产1吨3 4 0 0 / 品位的硫精矿,至 少要加工近1 2吨的歼石,生产的直接成本为6 0 元 左右,精矿 按国家规定售价只有63

5、.1元,每吨精矿盈利仅为3元多。按年产1.8万吨精矿计,年盈 利5.4万元。如把沸腾煤收入(年产4万吨,每吨按1 2元 计)4 8 万元加在内,则每年总盈利为5 4 万元。这 是以入选 的歼石作为无价废物为前提计算的,实 际上歼石是有价的。在未建选 硫铁车间之前,韩桥矿是将歼石中一1 3毫米粒级(发热量1。 0大卡/公斤以上)筛出,作为沸腾煤出售,每年可得5 0万元以上。洗砰(5。毫来)筛甲一1 2毫米分陈而一“一(台二瓦跳汰螺 旋溜稍螺旋溜塑图1省冶么研究所推荐 的流程经过 计算,应用常规重选流程在韩桥建选硫铁车间以后,并没有使研石的经济效益得到增值;更何况把实验室指标过渡到 生产还会有一定

6、的折扣;加之,;这样复杂的流程也会给以后的生产管理带来一定的困难。由于这些原因,致使建厂 问题 又得出了否定的结论。三、合理流程的 探讨1.常规重选流程不能用 于低品位砰石的基本分析通过前面的讨论,可以 认为,省冶金研究所对韩桥矿砰石回收硫铁试验的基本结论是:技术上是可能的,而经济上是 没有效益或者是效益不高的。其基本原因可归纳为以下几点:原歼含硫低,5肠左右,(化工部单独开采硫铁矿矿山的边界品位为8肠),致使选矿比高;硫虽为我 国的短线资源,但价格并不高,国家规定,品位为3 5 肠 的硫精矿每吨售价只有6 5元;复杂的常规重选流程基建投资高300多万元),歼石加 工费高(每吨砰石5元左右),

7、精矿成本高,近6 0元。象这样的常规重选流程,在我 国南方钨、锡等稀有金属选矿厂得到广泛应用,因为稀有金属贵重、价格 高,即使加 工成本高也是合算的;用它处理干 坝子矿含硫高的歼石,因为选矿比低,精矿的成本低,也是合算的;但不适用于处理韩桥的低品位歼石。因此,对于低品位类型 的 砰石,寻求合理 的加工途径,既能使其 中有价成分得以回收,又能使企业的经济效益有一定的增值,;.K 无 疑是一个迫切需要解决的课题。2.关 于歼石性质有关问题的讨论有关韩桥矿歼石性质方面 的资料如表1、32。歼 石含硫常在5、5.4肠之 间,8 8.9 3肠为黄铁矿,一部分是以集合体形式存在.经考查,在选择性破碎机 处

8、 理的 歼 石中有4.9 9 肠 的黄 铁矿结 核 体,其品位可达3 6.1 1肠;另 一部分则 以片状、浸染 状分布于歼石 之中。黄铁矿颗粒大小不一,集合体嵌布的粒度大者可达数毫米以上,一般小于。.5毫米。歼石破碎到1 0毫米的粗粒部分产率占77.2 3肠,硫分布率为78.2呱,平均 品位为5.2 8 呱;而 1 3毫米的粗粒级只有50 0大卡/公斤左右。说明砰石中的发热量,按粒度分配是不均匀的。3。新流程的结构洗汗(勃 O毫来J一十)预先筛分十10 ?破”至一跳汰一1 0诩跳汰气:、,护图2新方案原则流程44新流程的基 本出发点是从歼石性质出年;发,充分利用硫分和发热量在歼石 的不同组产值

9、:1.了3万 吨/年x1 0元/吨二17.3分之间的可选性差异,利用新 型 的重 选设万元/年;备,采用简单流程,尽 量在不细磨的情况下总产值:63.8+1 05+1 7.3一1 86.1对歼石选别加工,生产品级适当的产品,既万元/年。能使歼石中有价成分得到回收,又要使企业2)效益的效益在原来的基础上有所增值。加工成本新流程的原则结构如 图2所示。1 0毫米粗粒部分选硫加 工成本,暂参首先,对5 0 、。毫米的歼石,从发热量考目前选煤成本3.7 5元/吨计,则全年歼石角度,采用简单筛选办法,将发热量高 (1000加工费为:大卡/公斤以上)、含硫较低(5肠以下)的2 1.6万吨/年x3.7 5元

10、/吨8 1万元/年。1 0毫米的发热量低(50 0大卡万元/年。/公斤左右)、含硫较高(5.3肠左右)的粗这是以不计歼石成本计算的。如果考虑歼石粒部分(产率为7 7.2 3肠,现在弃于研石山),成本,即减去未建选硫车间前卖低热值煤的再破碎到1 2毫米,采用新型高效的 圆形跳收 入,这样得到建选硫车间 后效益 的增值汰机(非对称脉动曲线跳汰机)进 行两次选为:别,得到硫矿和新生的沸腾煤 (2)两种产1 05.1万 元/年一5 0万元/年二22.1万品。元/年。4、新流程的经济分析而且这还可以解决20 0 人左 右的就业 问新流程粗粒级选硫部分,仍以年处理题。2 1.6万吨作为计算基础。按产率折算

11、,入选四、非对称脉动线跳汰机曲简介歼石每年为2 8万吨。应用新型高效的重选 设备非对称脉1) 产值动曲线跳汰机,是这 个选别流程能得以简化沸腾煤(1):的关键,也是本流程的特点之 一。它是由国产量:2 8 万 吨/年x22.7 7肠二6.3 8外. 1H.CCle ave land圆形 跳 汰改进万吨/年;发展起来的。与我国目前常用的正弦脉动 曲产值:6.3 8万 吨/年X1 0元/吨=6 3 . 8线(或在此基础上稍有变化 的)矿 用 跳汰万元/年;机相比,明显的优点是入选物粒度级别宽,硫精矿:且上限粒度大、节能、省水、选 别 效率高产量:2 1.8万 吨/年x8.75肠=1.89等4。万吨

12、序;整机由传动系统、鼓动锥体、跳汰室和产值:1.8 9万 吨/年火5 5.5元/吨二10 5筛上与筛下排矿装置组成。实验用样机如图万元/年。3所示。传动系统和鼓动锥体设在跳汰室下注:3 5肠品位硫精矿每吨售 价6 5元,方,既节省占地面积,又可保持跳汰 室内脉3 0 肠品位硫精矿为55.5元一吨。动水流均匀平稳。样机属实验用单室设备,沸腾煤(2):只能采用机械传动;用于工业生产的多室跳产量:2 1.6万 吨/年XS肠=1,7 3万吨/汰机,采用液压传动。每个鼓动锥体下设一一一一二二经入入 目目目、l l l I I I一一二二二.l l l . . .J J Ji川川l l l冬一一一一-一月

13、 已已已二二二二二二二二 ! ! ! ! ! ! !- - -l l l l l l万万, ,之u上厂厂 u u u u uI I I _ _ _ _ _/下./ / / / /.丫- - - ,l l l给犷口2、筛板2、樟 胶隔澳奴动锥体5、端下精矿 出目C、密封连杯凸轮箱3、弹又9、调速电机图4试验样机的实测脉动曲线r一勺 咚图3非对称脉动曲线(机械传动式单室眺沃机个体积 很小的液压缸体,通 过油路受远离机体的 凸轮推动的柱塞泵控 制,按设计的运动特性,准确地推动各室 的锥体运动。选别后,细粒精矿透过筛网,集中于锥体由阀门控制,间断或连续地排出机外;筛上粗粒矿径终端连续排矿装置排出。跳

14、汰室上表面为整 圆的1 /1 2的扇形 面。根据处理量要求,可制成不 同直径、不同夹角的多室跳 汰机。目前直径 为7.7米液压传动的砂矿用 圆形跳汰机已经通过 鉴定,在沈限有色冶金机械厂定型生产。其它 不同规格的亦可根据要求定货制造。该机 的脉动曲线如图4所示。脉动水的上升水速大于 下降水速,而 水流上升时间小于水流下降时间。短而 急的上升水流有利于床层松散;长而缓 的下降水流便 于矿粒有效分层。实践证明,这种形 式的动脉曲线,可以有效地实行 物料 的宽级别入选。用这种跳汰机 选别彩屯煤矿的歼石,2 5、。毫米的宽级 别物料,可以不分级 直接入选。另外,由于跳汰曲线合理,耗水量不及普通跳汰 机

15、 的l/3。该 机的 选别效果是很好的 5。对于彩屯矿洗选厂重介质提升轮选煤机 的 2 5、o毫米歼石,经半工业型 圆形 跳汰机一次选别,当原矿品位为7.6 7肠时,得到精矿产率1762肠,品位为3 14 9呱,回收率为7234肠,富集比为4.1 1的良好指标。精矿品位达浮沉试验理论指标的90.7肠,回收率达理论指标的9 3.6肠。而处理 同一种研石的另 一常规流程试验,则需把 研 石全部破碎到1 0毫米以下,然后用筛子分成1 0、6、62、2。三个级别,分别用传统的正弦跳汰机和摇床选别,取得实验室小型 试验指标为:精矿品位3 2.4 3肠,回收率6 2.03肠。两 个流程相比,后者流 程复杂

16、,所用设备多,而且选 别结果 也不及前者。五、结语从 回收 国家资源,减少 环境污染和增加(下转62页)次试验表明,对红薯根腐病防效为5艺一95肠,黑斑病防效为 5 2一9 6矛,每亩 增产3 0。50 0斤,显 著提高切干率、出粉率和赖氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸的含量,每亩可增收 6 0元。投资少贬母亩。.8习收益大,便用简使易行,深受农民欢迎。4.雪茄烟纸染色剂。据辽宁省造纸研究所大量试验试销表明,染色剂用量比原用橡完考胶染色剂用量少 3 0 肠,卷烟成品率提高1 5一2 0肠。目前巩县已经 生产此种染色纸供应烟厂。5.饲料添加剂。郑州畜牧专科学校试验表明,黄腐酸作鸡饲料添加剂,产蛋量 比对照组提高15.5%、鸡的孵化率提高2 1.8%,健雏率提高巧一2 0%。6.植物生长刺激素:1 978年,首先由河南省洛阳林业科学研究所在毛白杨育苗上进行试验,经六年多反复验证,取得好效果。在大田使用,育苗成活率与清水对照,平均由60肠提高到8 0肠以上,每亩苗田增收13 9