铜尾矿再选：磁化焙烧回收铁精矿

2023-02-23166

铜矿尾矿作为工业固废中有色金属尾矿的一种，越来越受到综合处置和资源化利用的重视。据估计，每生产一吨铜，大约产生 400 吨尾矿。

铜矿尾矿中含有磁黄铁矿（Fe (1– x ) S，其中0≤x<0.223），具有硫化铁矿物的三种均质多色变体，因氧化易产生酸性矿井废水。为有效防范铜矿尾矿的环境风险和循环利用铜矿尾矿中的硫资源，可将以SO2形式释放的硫收集起来，通过氧化焙烧生产硫酸。同时，铁单元在焙烧渣中富集，以γ-Fe 2 O 3形式存在。

磁赤铁矿是一种缺陷尖晶石结构，Fe 3+占据A四面体位置和B四面体位置，并有一定数量的空位。此外，γ-Fe 2 O 3作为一种磁性材料被广泛应用，具有稳定、无毒、低消耗等优点，具有广泛的应用前景。因此，回收利用焙烧铜矿尾矿中的γ-Fe2O3，对于节约铁资源、促进铜矿尾矿更具可持续性和尊重生态环境具有重要意义。

众所周知，铁精矿（Fe3O 4）和海绵铁（Fe）都具有一定的磁性；因此，磁选是回收铁的有效方法，其中Fe3O4和 Fe 分别用于炼铁和炼钢。目前，许多研究人员利用磁选法从各种金属选矿尾矿或其他富含铁的固体废弃物中回收Fe3O4和Fe。但是，尾矿和固体废弃物中的一定相的铁并非都是Fe3O4或Fe。它需要磁化焙烧和直接还原才能将非磁性铁改质为磁性铁。利用γ-Fe 2O3的磁性将大大促进焙烧渣中铁的回收。

含铁矿物的改良条件

含铁矿物	修改条件	回收铁
Fe2SiO4 _{_} _ _{_}	_{CO-CO 2}混合气体弱氧化改性焙烧，Fe ₂ SiO ₄中的FeO被氧化为Fe ₃ O ₄	研磨和磁选
三氧化二铁_{_} _ _{_}	在高温下（通常>1000℃）被还原剂（煤粉）还原成Fe ₃ O ₄	磁选
Fe _(1– x ) S	在用非焦煤进行煤基直接还原时，最终产品是铁，用于炼钢和高炉炉料	磁选

铜矿尾矿化学成分（wt%）

成分	铁₂ O ₃	SO ₃	二氧化硅_{_}	铝₂ O ₃	钠₂ O	氧化锌	氧化钙	钾₂ _	氧化镁
内容	36.35	27.82	22.81	6.03	2.12	1.61	1.16	0.93	0.47
成分	_二氧化钛	氧化铜	P ₂ O ₅	钴₃ O ₄	氧化铅	氧化锆₂	二氧化锰	氧化锶	全部的
内容	0.25	0.22	0.10	0.05	0.03	0.02	0.02	0.01	100

通过实验，确定最佳焙烧磁化分离条件为：1200℃焙烧30min，气流5L min -1，SDS与焙烧渣(120μm)的比例为1:25。磁场强度 220 mT。在此条件下，收率为67.21%，焙烧渣中γ-Fe 2 O 3含量为66.86%，含硫量为0.08%，磁性精矿的Ms为12.94emu/g。磁化焙烧湿法磁选回收γ-Fe 2 O 3技术可推广至其他含铁尾矿或废料，包括铁矿尾矿、含硫铁矿尾矿、含磁黄铁矿尾矿等。