本技术属于固废处理技术领域,具体公开了铁尾矿与煤矸石协同磁化焙烧回收铁及活性提升优化方法,包括如下步骤:S1:以磁化焙烧中的煤矸石掺量、碳粉掺量、加热温度、加热时间为影响因素,以还原铁粉的铁品位与铁回收率以及尾渣活性指数为响应值,设计响应面试验方案;S2:将铁尾矿、煤矸石与碳粉混合,进行磁化还原焙烧、球磨、磁选,回收还原铁粉,测试其铁品位与铁回收率;S3:测试尾渣活性指数;S4:建立三个响应值的响应面模型,验证模型可靠性;S5:获得同时满足三个响应面模型的多目标优化需求条件的优化技术方案。实现了铁尾矿的还原铁粉与尾渣的应用价值的协同提高,提高了铁尾矿处理产物的整体收益,实现了固废协同处置。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
铁尾矿是指铁矿石厂开采过程中经粗选或精选后剩余的固体废料。我国铁矿资源品位低、共生伴生矿多,每生产1吨铁精矿要排出2.5~3.0吨铁尾矿,铁尾矿堆积总量大,综合利用率低。当前铁尾矿主要的资源化利用方法包括以下两种:
(1)铁尾矿中SiO2
、Al2
O3
、Fe2
O3
与CaO的总占比在70%以上,具有一定的火山灰活性,可作为建材使用。然而,未经处理的铁尾矿活性较低,活性指数仅为60%左右,只能作为非活性矿物掺合料在水泥和混凝土中起填充作用,应用价值较低。通过机械研磨、高温加热可以激发铁尾矿的活性,使其成为活性矿物掺合料,可用来制备固废基胶凝材料,但这些活性激发方法需要消耗大量能源,成本较高。以上原因限制了铁尾矿作为建材的应用规模。
(2)由于铁尾矿中含有大量的弱磁性氧化铁,部分研究尝试通过磁化还原焙烧的方法二次回收铁成分,主要方法为:将铁尾矿在H2
或CO等还原气氛中进行高温焙烧,将弱磁性Fe2
O3
还原为强磁性Fe3
O4
,然后通过弱磁选工艺回收铁尾矿焙烧产物中富含强磁性Fe3
O4
的还原铁粉,剩余的尾渣可以作为建材使用。然而,该方法的工艺参数以还原铁粉的铁品位和铁回收率评判指标,主要考虑了所回收的还原铁粉的价值,占铁尾矿总重量超过70%的尾渣的应用价值却没有考虑在内。该方法产出的尾渣活性在60%~70%之间,作为建材的应用价值依然较低。大部分的尾渣只能遗弃,大大降低了铁尾矿的整体收益。
综上所述,当前铁尾矿两种主要资源化利用方法只聚焦于用于建材或回收铁单一方面的收益,没有从整体角度实现铁尾矿用于建材和回收铁的应用价值的协同提高,导致目前铁尾矿的处理成本较高、整体收益较低、部分处理产物(尾渣)无法高值化利用只能遗弃,限制了铁尾矿的规模化全量化应用。
实现思路