专利名称：一种硫酸渣分选提纯方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于资源化处理方法及设备。尤其涉及一种硫酸渣分离提纯的分选方法及设备。
二、技术背景硫酸渣是硫酸生产制备过程中产生的一种废渣，一般条件下，每生产1吨硫酸即要排出0.8～0.9吨的硫酸渣。硫酸渣产出地广泛，年排放量惊人，加上积存的未能及时处理的硫酸渣，其总量相当可观。硫酸渣目前的现状是，除部分作为水泥厂的添加剂外，其绝大部分作为废弃物堆放，不仅长期占用土地，浪费含铁资源，而且造成环境污染，影响工农业生产，危害人类健康，严重地区甚至已成为区域公害。
国外对硫酸渣的利用已有近百年历史，一些工业发达国家虽未间断过对硫酸渣的研究，但到目前为止，对硫酸渣的处理技术并无重大突破。其原因是一是生产工艺复杂、过程控制困难、产品指标不稳以及利用率偏低、运行成本过高等问题所致，所采用的工艺有磁浮联合流程处理硫酸渣，虽能够得到品位60.81％的铁精矿(微细粒硫酸渣回收利用研究，丁运清等，新疆有色金属，1997，No2)，但由于经过焙烧后的矿物表面活性不足导致浮选无法进行有效分选，效果差；磁选—摇床分选工艺处理硫酸渣虽可获得品位为58.90％硫酸渣精矿(磁选—摇床分选工艺处理硫酸渣，史玲等，矿业工程，2001，No3)，但无法排除精矿中的硫；洗矿—分级—磁选方法，也可得到含铁58.25％的精矿(简易法从黄铁矿烧渣中回收铁，刘新星等，矿产综合利用，1999年6月)，但除工艺复杂外，还无法对精矿中的硫含量进行有效控制；酸浸—磁选—浮选联合流程进行选别，可获得铁品位59.75％的铁精矿(回收硫酸渣中铁的试验研究，王雪松等，矿产综合利用，1998年1月)，但工艺流程复杂，处理成本高；高温氯化法处理硫酸渣，可获得铁品位63.41％的铁精矿(铜陵硫酸渣综合利用，储谦慎等，河北理工学院学报，2003年11月)，但涉及高温热工，工艺流程复杂，处理成本高。
二是没有针对硫酸渣分选的专门设备。目前是以不同的分选工艺，借助原有的传统设备进行分选，这些工艺和设备虽然在一定程度上能够分选硫酸渣，但并不完全适合硫酸渣的分选特点，其结果导致分选效率低下，产品质量不稳，运行成本过高和工艺过程复杂等问题出现。
常用的硫酸渣分选的传统螺旋溜槽(丘继存，选矿学，冶金工业出版社，1987 北京)，主要是对颗粒粒度较粗、目的矿物与非目的矿物之间密度差较大的矿物进行初步富集，为下步分选工艺提供粗精矿。出于对物料密度和回收粒度下限等因素的考虑，该设备距径比h/D变化一般在0.45～0.8之间，下限值不超过0.45，通常取0.5～0.6倍。这样可保证上述这类矿物在紊流流膜和流变力场中得到连续分选，而不致“堆溜”和“掏溜”。但当将该设备用于硫酸渣分选时，由于硫酸渣中的目的矿物和非目的矿物之间的密度差极小(通常为0.1～0.2％之间)，在这种小密度差之下，当溜槽螺距h与溜槽直径D之比为0.45～0.8这一常规距径比时，硫酸渣无法进行有效分离。此时，硫酸渣中的目的矿物和非目的矿物在螺旋流体的流变力场中相互混合一起被甩向溜槽外侧，最终成为尾矿。
发明内容
本发明的目的是提供一种流程简单、处理成本低、易于实施、产品质量稳定、分选效果好、不产生二次污染的硫酸渣分选提纯方法及其设备，而且还可用于其它含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离、综合回收的资源化处理。
为完成上述任务，本发明所采用的硫酸渣分选提纯方法是将原硫酸渣经搅拌槽制成浓度为20～30％的矿浆，送入硫酸渣分离提纯分选设备进行粗选，粗选的精矿直接送入硫酸渣分离提纯分选设备进行第一次精选，第一次精选得到的精矿送入硫酸渣分离提纯分选设备进行第二次精选，或第二次精选后再进行第三次精选；将粗选、精选所得到的尾矿集中进行扫选。
本方法中的粗选、精选所用设备为单一类型的硫酸渣分离提纯分选设备。用于粗选、精选的硫酸渣分离提纯分选设备的横向冲洗水量为100～300ml/min，精矿截取点20～50mm。扫选所用设备为中磁机。
硫酸渣分离提纯分选设备的技术方案是将分矿器与给矿槽固定连接并安装在上支架上，上支架与螺旋槽支柱固定连接，螺旋溜槽与螺旋槽支柱固定连接，螺旋溜槽的上端位于上支架下、下端与截矿槽相接，截矿槽和接矿斗连接，在螺旋溜槽的内侧设置有横向冲洗水管。横向冲洗水管外接高压水源，在横向冲洗水管的内侧开有若干出水孔；横向冲洗水管形状为管式螺旋状。螺旋溜槽为1～4头。
螺旋溜槽的螺旋片高h与外径D之比为h/D＝0.33～0.40，螺旋溜槽由玻璃纤维增强塑料或玻璃钢制成，内衬为刚玉型耐磨材料。
本发明所提供的分离提纯分选设备，突破了距径比不能小于0.45的传统理论极限，采用了0.36的超极限距径比设计，使之具有操作便利、低耗、高效等明显优越性；在增大螺旋槽直径后仍可对微细粒矿物进行有效回收；提高了小密度差硫酸渣的分选效率。增加了横向冲洗水的设计，提高了单机富集比。
本发明所采用的一粗二精一扫或一粗三精一扫硫酸渣分选提纯工艺，与浮选—磁选法相比，分选效果好，其精矿品位可提高3～5％，金属回收率提高10～15％；与磁选—摇床和洗矿—分级—磁选工艺相比，可有效排除精矿产品中的硫含量，S含量最低可达0.13％，且克服了上述两方法工艺流程复杂等缺点；与酸浸—磁选—浮选联合流程、磁化焙烧—磁选、高温氯化法相比，此三种流程工艺流程复杂且涉及高温热工，维修操作困难，运行成本高。用该方法分选提纯的尾砂可作为水泥添加剂和制砖使用，能实现无尾生产。
总之，本发明具有流程简单、处理成本低、易于实施、操作简便、产品质量稳定、分选效果好、不产生二次污染的特点，不仅适合于硫酸渣分选提纯，还可用于其它含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离、综合回收的资源化处理。
四
图1是本发明的一种分离提纯分选设备结构示意图；图2是图1的冲洗水管设置示意图；图3为本发明的一种工艺流程示意图。
五具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的描述。
一种硫酸渣分选提纯方法如图3所示，将TFe≥45％、S＜3％、粒度为-0.074mm占55～85％的原硫酸渣[17]经搅拌槽[16]制成浓度为20～30％的矿浆，送入硫酸渣分离提纯分选设备[15]进行粗选，粗选的精矿直接送入硫酸渣分离提纯分选设备[14]进行第一次精选，第一次精选得到的精矿送入硫酸渣分离提纯分选设备[13]进行第二次精选，粗选、精选所用设备[15]、[14]、[13]为单一类型的硫酸渣分离提纯分选设备；将硫酸渣分离提纯分选设备[15]、[14]、[13]的尾矿[9]集中送入中磁机[10]扫选。硫酸渣分离提纯分选设备[13]精选与中磁机[10]扫选得到的精矿即为硫酸渣精矿[12]，具体指标详见表1，中磁机[10]扫选所得尾矿即为硫酸渣尾矿[11]。硫酸渣分离提纯分选设备[15]、[14]、[13]的横向冲洗水量为100～300ml/min，精矿截取点20～50mm。
表1 硫酸渣精矿产品指标
本实施例的硫酸渣分离提纯分选设备的结构如图1所示，将分矿器[1]与给矿槽[3]固定连接并安装在上支架[2]上，上支架[2]与螺旋槽支柱[4]固定连接，螺旋溜槽[5]与螺旋槽支柱[4]固定连接，螺旋溜槽[5]的上端位于上支架[2]下、下端与截矿槽[6]相接，截矿槽[6]和接矿斗[7]连接，在螺旋溜槽[5]的内侧设置有横向冲洗水管[8]。横向冲洗水管[8]外接高压水源，在横向冲洗水管[8]的内侧开有若干出水孔；横向冲洗水管[8]形状为管式螺旋状。
螺旋溜槽[5]为3头，螺旋溜槽[5]的螺旋片高h与外径D之比为h/D＝0.35。螺旋溜槽[5]是由玻璃纤维增强塑料或玻璃钢制成，内衬为刚玉型耐磨材料。
本实施例突破了距径比不能小于0.45的传统理论极限，采用了0.35的超极限距径比，使之具有操作便利、低耗、高效等显著特点。在增大螺旋槽直径后仍可对微细粒矿物进行有效回收；提高了小密度差硫酸渣的分选效率。增加了横向冲洗水的设计，提高了单机富集比。故该装置运行稳定、易于实施、不产生二次污染，不仅适合于硫酸渣分离提纯，而且还可用于其它含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的分选提纯、富集分离、综合回收。
本发明采用一粗二精一扫硫酸渣分选提纯工艺，所获产品指标稳定先进，工艺流程简单，操作简便，易于建厂投产，运行成本低。该技术不仅用于硫酸渣的处理，还可广泛用于其它低品位尾渣、含金属固体废渣、低密度非金属物料、金属矿山尾矿和化工微细物料的资源化处理。
权利要求
1.一种硫酸渣分选提纯方法，其特征在于将原硫酸渣[17]经搅拌槽[16]制成浓度为20～30％的矿浆，送入硫酸渣分离提纯分选设备[15]进行粗选，粗选的精矿直接送入硫酸渣分离提纯分选设备[14]进行第一次精选，第一次精选得到的精矿送入硫酸渣分离提纯分选设备[13]进行第二次精选，或第二次精选后再进行第三次精选；将粗选、精选所得到的尾矿[9]集中进行扫选。
2.根据权利要求1所述的硫酸渣分选提纯方法，其特征在于所述的粗选、精选所用设备[15]、[14]、[13]为单一类型的硫酸渣分离提纯分选设备。
3.根据权利要求1所述的硫酸渣分选提纯方法，其特征在于所述的扫选所用设备为中磁机[10]。
4.根据权利要求1所述的硫酸渣分选提纯方法，其特征在于所述的硫酸渣分离提纯分选设备[15]、[14]、[13]的横向冲洗水量为100～300ml/min，精矿截取点20～50mm。
5.一种硫酸渣分离提纯分选设备，其特征在于将分矿器[1]与给矿槽[3]固定连接并安装在上支架[2]上，上支架[2]与螺旋槽支柱[4]固定连接，螺旋溜槽[5]与螺旋槽支柱[4]固定连接，螺旋溜槽[5]的上端位于上支架[2]下、下端与截矿槽[6]相接，截矿槽[6]和接矿斗[7]连接，在螺旋溜槽[5]的内侧设置有横向冲洗水管[8]。
6.根据权利要求5所述的硫酸渣分离提纯分选设备，其特征在于所述的横向冲洗水管[8]外接高压水源，在横向冲洗水管[8]的内侧开有若干出水孔，横向冲洗水管[8]形状为管式螺旋状。
7.根据权利要求5所述的硫酸渣分离提纯分选设备，其特征在于所述的螺旋溜槽[5]为1～4头。
8.根据权利要求5所述的硫酸渣分离提纯分选设备，其特征在于所述的螺旋溜槽[5]的螺旋片高h与外径D之比为h/D＝0.33～0.40
9.根据权利要求5所述的硫酸渣分离提纯分选设备，其特征在于所述的螺旋溜槽[5]由玻璃纤维增强塑料或玻璃钢制成，内衬为刚玉型耐磨材料。
全文摘要
本发明涉及一种硫酸渣分离提纯分选方法及设备。其工艺方法是将原硫酸渣[17]经搅拌槽[16]制成矿浆，送入硫酸渣分离提纯分选设备[15]进行粗选，粗选的精矿直接送入硫酸渣分离提纯分选设备[14]进行第一次精选，第一次精选得到的精矿送入硫酸渣分离提纯分选设备[13]进行第二次精选。将硫酸渣分离提纯分选设备[15]、[14]、[13]的尾矿[9]集中进行扫选。硫酸渣分离提纯分选设备是将分矿器[1]与给矿槽[3]固定连接并安装在上支架[2]上，上支架[2]与螺旋槽支柱[4]固定连接，螺旋溜槽[5]与螺旋槽支柱[4]固定连接，螺旋溜槽[5]的上端位于上支架[2]下、下端与截矿槽[6]相接，截矿槽[6]和接矿斗[7]连接，在螺旋溜槽[5]的内侧设置有横向冲洗水管[8]。本发明工艺流程简单、操作简便、易于实施、运行成本低、不产生二次污染，该装置运行稳定、低耗、高效、单机富集比高。
文档编号B03B5/62GK1669662SQ20041006086
公开日2005年9月21日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者张一敏, 陈铁军, 刘惠中, 刘涛 申请人:武汉科技大学