从铁矿石尾矿中回收铁制备混凝土复合掺合料

铁矿石尾矿是铁精矿选矿过程中产生的一种固体废物。在各种采矿固体废物中，铁矿石尾矿由于其高产量和低利用率而成为世界上最常见的固体废物之一。在国内，由于钢铁行业的发展，铁矿石尾矿迅速增长，作为废弃物沉积的铁尾矿给废物管理带来高昂的经济成本，还会带来严重的环境问题和安全风险。因此，回收铁尾矿显得尤为重要，目前常用的回收方法有重力分离、磁分离和浮选分离。但是这些回收过程会产生新的废物流，并且在使用传统的矿物加工技术时效率很低。铁矿石尾矿也可以用于制造其他产品，例如瓷砖，工程改造的水泥基材料，铁尾矿填充聚丙烯水泥，和环氧树脂复合材料以及地下采矿回填回填材料。

本文展示了一种创新的技术方法，称为“预浓缩，然后直接还原和磁选技术”，该技术方法是为了完全利用铁矿石尾矿而开发的。该方法回收了大量铁，同时解决了二次存储减少炉渣和高二氧化硅残留物的问题。根据获得的结果，可以得出以下结论：

1.初步研磨后，先进行低强度磁选和随后的高强度磁选工艺，以将铁浓缩到铁矿石尾矿中。PC的特征在于，当50％（重量）的颗粒小于0.038mm时，铁的品位为36.58wt％，总铁的回收率为83.86wt％，并且在磁场强度为0.11 T和0.8 T的高磁感应强度。此外，获得了含91.29wt％SiO2的高硅残留物；

2.烟煤比，焙烧温度，焙烧时间，石灰比，碳酸钠比和焙烤产品的粒径是影响铁回收率的六个主要因素。最佳还原条件如下：焙烧温度为1250°C，焙烧时间为50分钟，混合比为17.5：7.5：12.5：100的沥青/碳酸钠/石灰/ PC比例。在这些条件下，发现还原铁粉的铁级为92.30重量％，铁回收率为93.96重量％。相对于原始铁矿石尾矿，铁回收率为78.79wt％；

3.当高硅渣替代高炉渣的量为20％时，水泥砂浆在7天和28天的强度分别为33.11 MPa和50 MPa，而相应的活度指数分别为89和108 ，此外，砂浆的流动性约为109。当高硅渣替代高炉矿渣的含量不超过30％时，渣矿混凝土复合掺合料的质量不会降低；

4.通过预浓缩，直接还原和磁选过程从铁矿石尾矿中回收铁。此外，预浓缩过程中产生的高二氧化硅残留物可在渣尾混凝土复合外加剂中重复使用。结合这些回收过程可以确保铁矿石尾矿的完全利用；

5.在直接还原之前进行额外的预浓缩步骤可避免通过直接还原回收少量铁的高成本。因此，这项创新技术可以扩展到铁含量低的其他铁矿石尾矿设备，在许多其他应用中具有很高的潜力。