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华北理工大学

题目：

本科毕业论文开题报告

含钛铁尾矿工艺矿物学及冷固结成球性能研究

学 院： 冶金与能源学院 专 业： 冶金工程 班 级： 三班 姓 名： 刘学志 学 号： 201381690109 指导教师： 师学峰

2016年 11 月 30 日

一、选题背景 题目来源 本设计题目是由师学峰老师根据目前我国铁尾矿中钛的处理情况进行精心选题安排，意在将我们学生四年的学习的基础和专业知识加以综合运用，培养我们都动手动脑能力，并结合现有先进技术，对铁尾矿中的钛提取和综合利用，从而节约资源和能源，降低企业成本提高钢铁企业的竞争力。同时也让我对铁矿石的利用过程更加深刻的理解，为我们以后在钢铁企业工作打下良好的基础。 铁尾矿利用现状 铁尾矿是铁矿石经过选矿工艺选取铁精矿后排放的废渣。由于利用技术的限制，长期以来对铁尾矿一般采取堆填处置，这不仅占用土地，而且引起环境污染和安全问题，工厂还得支付土地征用费、运费和填埋费等，增加了钢铁的生产成本。随着钢铁产业的迅速发展，铁矿石的开采量不断增加，选矿厂排放的尾矿量也与日俱增，堆存的大量尾矿给矿业环境及经济等带来不少的难题，已成为矿产和钢铁行业可持续发展所面临的重要问题之一，进行铁尾矿的二次利用是解决尾矿问题的根本出路[1][2]。 我国铁尾矿特点及资源现状 我国铁尾矿的突出特点是种类繁多、性质复杂、粒度细、泥化严重。按照铁尾矿的类型，我国当前排放量较大的主要有赤铁矿尾矿和磁铁矿尾矿两大类。我国精铁矿产量中磁铁矿精矿约占3/4,因此磁铁矿尾矿占铁尾矿的大部分，但由于本身性质的差异，赤铁矿比磁铁矿难选，因而其尾矿产生量更多，综合利用难度更大，而导致堆存量较大[3]。 当前，我国铁尾矿的排放量增长迅速，堆存量日益增大。由于我国铁矿石品位低、共伴生矿多，在选矿过程中会排出大量尾矿，每生产 1t 铁精矿要排出2.5-3.0t尾矿。同时随着矿产资源利用的提高尾矿排出量也在逐渐增加。据统计，1949—2009 年，全国铁尾矿排放量大约为 62 亿t，特别是 2003 年后尾矿排放量呈大幅度上升趋势，2009年排出的为铁矿量为5.5亿t。2010年排放量为6亿t[4][5]。而排出的大部分铁尾矿采取堆存处置，导致铁尾矿的堆存量巨大，据工业和信息化部、科技部、国土资源部等部门组织编制的 《金属尾矿综合利用专项规划( 2010—2015 年) 》指出，截止 2007 年，全国尾矿堆积总量为 80. 46 亿 t，而铁尾矿占全部尾矿堆存总量的 1 /3 以上[6]。据不完全统计，目前我国累计堆存的铁尾矿量高达 50 亿 t 左右 而且随着铁尾矿排放量的提高，其堆存量日益增大。铁尾矿已成为我国排放量最大、综合利用率最低的固体废弃物，是当前我国工业固体废物的主要组成部分。与粉煤灰、煤矸石等固体废弃物相比，尾矿的综合利用技术更复杂、难度更大[7]。据 《大宗工业固体废物综合利用 “十二五”规划》指出，2010 年我国大宗工业固体废弃物综合利用率在40% 左右，其中粉煤灰的综合利用率为 68% ，煤矸石的综合利用率为 61% ，冶炼渣的综合利用率为60% ，相比之下，尾矿的综合利用率大大滞后，仅为 14% ，尤其铁尾矿的利用率更低为 10% 以下，与发达国家综合利用率为 60% 相比还存在很大的差距[8]。因此，我国铁尾矿种类繁多，性质复杂，回收和综合利用难度较大，当前铁尾矿的排放量增长迅速，堆存量日益增大，但是开发利用程度很低，铁尾矿资源综合利用面临的形势十分严峻，对矿业可持续发展构成了严重的挑战。 以攀枝花的铁尾矿处理为例：攀枝花市的矿产资源得天独厚。该区域蕴藏着占全国20%的铁、69%的钪,93%的钛和68%的钴等资源，尤以钒钛磁铁矿著称于世，已探明储量98.3亿t，远景储量达300亿t以上[10]。现已建成设计规模为1350万t/a采选厂1座，产铁精矿588.3万t/a。1979年建成钛选厂1座，矿产品位为Ti0246%一48%的钛精矿5万t/a[11]。1989年又扩建年产5万t钛精矿生产系列，是全国最大的原生钛铁矿生产厂家，年产钛精矿11万t，准备扩大到16万t规模，综合回收硫钴精矿1.75亿t，年产尾矿745. 53万t[12]。由于入选品位降低，尾矿量越来越多，因此尾矿的综合利用具有十分重要的意义。 我国铁尾矿中钛处理的现状 我国钒钛磁铁矿中的钛资源，约有一半在选矿过程中损失于选铁尾矿。目前，主要采用各种物理选矿方法从尾矿中回收钛精矿，但受当前技术、设备等条件所限，回收率很低。许多钒钛磁铁矿选矿企业都没有回收选铁尾矿中的钛铁矿，造成了钛资源的极大浪费。随着我国经济快速增长、钛资源需求量的迅猛增加，因此充分回收钒钛磁铁矿中的钛资源十分必要[13][14]。 以攀钢为例，攀钢每年开采钒钛磁铁矿1150万t, Ti02量约120万t，可选钛厂对660万t尾矿的处理能力不足，每年只能生产15万t钛精矿(47%Ti02)。目前钛资源综合利用率仅为4.9%[15]。同时，攀钢选钛尾矿中仍含有超过10%的Ti,Fe等元素，其化学成分以FeTi03 , Ti02等为主。攀钢矿业公司设计研究院采用“强磁一磨矿一浮选”工艺，得到的钛精矿品位为46.34%，产率为3.12%，并建议采用“浮钛尾矿强磁选富集、磨矿后返回原强磁一浮选流程”工艺回收钛铁矿[16]。攀钢集团钛业公司采用重选一浮硫一电选回收钛精矿。重选是使用螺旋选矿机及螺旋溜槽，电选是使用鼓筒式电选机，两者对钛铁矿的分选都具有较好的效果[17]。我们在“八五”攻关中曾作过试验研究，采用磁选一电选(利用12万伏超高压回旋电选机)流程，可以得到品位为49.13%、回收率为60.30%的优质钛精[9]