一、项目背景
我国是硫酸生产和消费大国，硫酸产量已连续5年居世界首位。硫酸工业采用的原料包括硫铁矿、硫磺和冶炼烟气，其中硫铁矿制酸产量居世界首位。硫铁矿不仅是重要的硫资源，也是重要的铁资源，但目前在我国硫铁矿中硫、铁资源并未得到很好的利用。这是因为我国硫铁矿贫矿多、富矿少，品位普遍较低，品位大于35%的硫精矿只占10%左右，大多数在20~30%。国内硫铁矿制酸现状是原料未经富集便直接焙烧生产硫酸，导致废渣量大，制酸烧渣铁品位低，硫含量高，不宜直接用作炼铁原料，只能用于水泥生产辅料，而且低品位烧渣的堆放会造成环境污染。另外，受近年国际铁矿石供货的影响，我国每年还需要高价进口大量铁矿石，因此，充分利用硫铁矿中的铁资源具有重要意义。
硫铁矿：又名黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿，由于外观很象黄金，又被称作“愚人金” 。是重要的硫资源和铁资源。硫铁矿中富含的硫元素，在钢铁冶金等行业中为重要的有害物质，因此硫铁矿除主要用于硫酸生产，少部分用于硫磺和其它含硫化合物生产以外无其它直接用途。其中伴生物较少的被称为硫精矿或硫精砂。
含硫尾矿：由于硫铁矿常伴生金、银、铜、锌、钴、镍等有色金属，当伴生有色金属品位较高时，通常先经过提取有色金属的处理，处理后的残留物被称为含硫尾矿。如选铜尾矿、铅锌尾矿、氰化尾渣等。这些尾矿和尾渣含有低品位的硫、铁、金、银等元素，如果不做资源化高效处理，只能成为工业废弃物堆放，而堆弃势必对环境造成严重影响，比如占用大量土地，浪费矿产资源，残留剧毒金属离子对河流土壤造成污染，影响生态环境，尾矿库的溃坝甚至会引发重大安全问题。
高品位硫铁矿在经过煅烧生产硫酸以后，残余物为高品质，易加工的优良铁矿源。众所周知，我国的铁矿资源近年来不断被国际矿业巨头所要挟，铁矿价格不断攀升，本技术生产的超高品位硫精砂在经过硫酸生产后的残余物，铁品位可达63%以上，售价不低于600元/吨。高品位硫铁矿制酸还可降低制酸运行成本。由于富集后的硫精矿品位高，沸腾焙烧作业投料量减少，单位酸产量的产渣量减少，减轻了渣尘对余热锅炉及除尘设备的冲刷和磨损，可延长设备的使用寿命，降低维修成本。另外进入净化系统的炉气含水量、含尘量降低，带入净化作业的潜热减少，可减轻净化系统热平衡压力。经济效益和环境效益显著。
低品位硫铁矿除难于煅烧，被煅烧物多耗费能源以外，由于硫铁矿中铁与硫的含量基本成正比，煅烧后的残余物含铁量低，且属于难选矿物，除部分被水泥生产企业以100元/吨以下的价格收购作为水泥填料以外，无任何其它用途，只能废弃。这不但是硫酸企业的损失，也是对铁资源的巨大浪费。
因此，品位在28%左右的初级硫精矿目前售价仅50元/吨左右，甚至在部分以其它铁矿资源为主的一些矿山，硫铁矿被直接当作尾矿在选矿后废弃，20~30元/吨即可收购；品位超过30%的初选硫精矿售价为200~300元/吨；以其它工艺精选后，品位达到40%的高品位硫精矿售价可达400~600元/吨。由于硫铁矿的绝大部分下级产品为硫酸，硫铁矿价格主要与硫酸售价相关联，在硫酸价格高位运行时，40%的硫精矿售价甚至曾超过1000元/吨。2010年8月48%的安徽铜陵产硫精矿出厂价为1350元/吨。
二、技术特点及与同类技术比较
产品质量好，富集度高。采用强化富集的药剂和多段浮选工艺，将含硫矿石充分分散、硫化，提高药剂与矿石作用效率，硫精矿硫品位≥47.5%，尾矿硫品位≤3%，硫回收率≥92%。被处理后的硫精矿品质稳定，水分降低，粘性减小，相对松散，有利于焙烧作业。硫酸厂焙烧此硫精矿，硫酸烧渣铁品位从35%左右提高到63%以上，可以直接销售。
工艺简单，成本低。根据表面化学原理，针对细粒硫铁矿易团聚的特点，利用功能复合溶胶所特有的分散凝聚分离作用，有效分散和活化含硫矿石，提高药剂与矿石作用效率，强化对含硫矿石的富集。富集工艺采用“一次粗选、一次扫选、两次精选”的短流程模式，经过两次精选就能将初级硫精矿，或含硫尾矿处理为超高品位硫精沙。
设备寿命长，维护成本低，工艺稳定。本技术将工艺的PH值控制在5~7，为近中性浮选法富集工艺。设备寿命大大提高，运行维修成本成倍降低。
适应性强，可以处理低品位含硫尾矿等一系列硫品位在20~30%的矿样，并采用不同的调整剂适应矿样的性状的多样性和复杂性。已经采用本技术处理了来自山东、江苏、河南、江西等多个地区硫酸企业和有色金属冶炼企业的原料。
经济、社会、环境效益高。通过该技术实现了细粒级难选含硫尾矿的硫、铁资源的浮选富集，变废为宝，有利于解决烧渣对环境的潜在污染和对土地的占用，综合利用了含硫尾矿中的硫、铁资源。选矿用水中的剧毒离子经特殊工艺处理，达到国家环保要求，选矿用水全部回用，废弃物排放量减少60%以上，环境效益良好。
已申请国家发明专利2项。
国内已经有部分化工和有色企业采用传统的选矿技术处理低品位硫铁矿，但是，参考目前我国各地硫精砂和伴生硫铁矿选矿厂生产的实际情况，国内低品位硫铁矿富集面临的问题是，由于采用大量石灰抑制黄铁矿浮选有色金属，含硫尾矿需要加酸调浆浮选，用酸量大，PH一般在2~3，设备腐蚀严重，运行维修成本高。常规浮选药剂和工艺对低品位含硫尾矿处理能力有限，获得的硫精矿品位仅有41%左右，焙烧烧渣含铁仅有55%左右，含硫量较高，无法达到炼铁用铁精粉铁品位≥63%的要求，经济效益不高，硫铁资源利用率低。
另外，受矿产资源分布不均衡制约，部分企业所用入炉原料为各种含硫尾矿或尾渣，粒度细、水分高、粘性大，成为制约硫铁矿制酸系统的瓶颈，制酸系统根本无法稳定运行，运行成本高，烧渣无利用价值。加之原料来源广泛、组成复杂，经过多道富集工艺处理后，含有大量污染抑制药剂和剧毒离子，利用常规浮选药剂和工艺难以将其硫品位稳定提高至47%以上，给选硫和污染物减排造成很大的困难。
总之，尽管国内部分企业开始意识到走硫铁矿原料富集、高硫制酸路线的重要性，开展了选硫选铁的开发，但是在关键技术和装备上没有突破，产品指标低，特别是制酸烧渣铁品位无法达到炼铁原料要求，产品附加值还有很大提升空间。
|
