一种用于高炉重力除尘灰分选的钙质、硅质矿物复合抑制剂及其制备方法与流程

本发明涉及高炉重力除尘灰分选，具体涉及一种硅钙复合抑制剂及其制备方法，尤其是一种用于高炉重力除尘灰分选的钙质、硅质矿物复合抑制剂及其制备方法。

背景技术：

1、高炉重力除尘灰是在高炉冶炼过程中产生的的易挥发物质蒸汽(如碱金属盐、锌、铅、锡等)及烧结矿、球团矿等矿石、焦炭、其他脉石、剥离高炉炉衬等微小颗粒一起被高炉煤气流从高炉炉顶携带出炉外，经由重力除尘器、布袋除尘器等除尘设备组成的煤气除尘净化系统捕集。由25-45wt％的全铁、15-40wt％的固定碳、5-10wt％的碱金属元素和碱土金属如k2o、na2o、cao、mgo等,同时还存在0-5wt％zn及其化合物以及余量的其他元素。某钢厂的重力除尘灰成分分析如下表1所示。高炉重力除尘灰的主要物相主要有赤铁矿(fe2o3)、氯化钾(kcl)、氧化锌(zno)、钙长石(cao·al2o3·2sio2)和固定碳。

2、表1高炉重力除尘灰主要化学成分表(％)

3、

4、目前高炉重力除尘灰主要有以下几种利用方式：一是直接返回烧结进行配料，利用除尘灰中的铁，再利用其中的固定碳作为烧结燃料，有效降低烧结能耗。但除尘灰在烧结料中添加量过大容易引起料柱透气性差、烧结矿强度下降，次外，还会引起锌在高炉中的循环富集，严重影响高炉安全顺行。二是火法处理，利用回转窑、转底炉等在一定高温下，利用除尘灰中的碳作为还原剂以及燃料，将除尘灰中的铁氧化物进行还原得到金属铁或者生产海绵铁，锌等贵金属经还原、氧化过程实现富集，通过除尘系统进行收集，再进一步加工制备锌锭。三是利用选矿富集法，即利用浮选药剂，将除尘灰中的密度较小的碳粉浮选，而密度较大的铁经过磁选、重选选出。

5、cn201910754389公开了一种从高炉瓦斯灰中回收锌、铁和/或碳的方法，将高炉瓦斯灰调制成矿浆，进行0.025mm级湿法筛分，得到粒度小于0.025mm的含锌颗粒和粒度在0.025mm以上的含铁、碳物料；将得到的含铁、碳物料进行螺旋分选，分选完成后进行脱水，得到碳产品和铁产品。本发明通过0.025mm级的湿法筛分，将高炉瓦斯灰分为含锌颗粒与含铁、碳物料，根据铁、碳的密度差以及含铁、碳物料的粒度特点，选用螺旋分选对铁、碳进行分选，从而实现对高炉瓦斯灰中锌、铁和/或碳的分离回收，富锌产品中的锌含量高达6.01wt％，铁产品的中铁含量高达50.45wt％，碳产品中的碳含量高达51.14wt％。

6、cn201110232076公开了一种从高炉瓦斯灰中回收铁和碳元素的工艺，采用浮选方法回收碳，采用重、磁选别方法回收铁，总的选别工艺为“浮、重—磁选联合工艺流程”：瓦斯灰经调浆、加药后给入粗浮选，粗选精矿给入精浮选，精浮选精矿为最终碳精矿，粗浮选尾矿和精浮选尾矿给入重选的粗选螺旋流槽，抛出重选尾矿，粗螺精矿给入重选的精选螺旋流槽，得到重选精矿，精螺中矿自循环，精螺尾矿给入弱磁选机进行磁选，弱磁精矿与重选精矿合为最终铁精矿，弱磁尾矿与重选尾矿合为最终尾矿。有益效果是：工艺简单，药剂品种少，工艺配置合理，提纯和除杂效果显著，产品质量更好，回收率高，为高炉瓦斯灰的综合利用提供了新途径。

7、cn201910978959公开了一种高炉瓦斯灰中回收碳、铁和锌的方法。(1)将瓦斯灰与捕收剂和起泡剂混匀；(2)将混匀矿浆进行粗选，得到碳精矿和粗选尾矿；(3)将粗选尾矿中加入捕收剂和起泡剂进行扫选，得到碳精矿和扫选尾矿；(4)将扫选尾矿进行磨矿，给入水力旋流器分级，得到沉砂和溢流产品；(5)将溢流产品给入水力旋流器分级，得到溢流产品和沉砂；(6)从溢流产品中得到锌精矿，将沉砂进行磁选，得到铁精矿。该方法可以同时回收高炉瓦斯灰中的有用组分碳、铁和锌，同时尾矿可以作为生产水泥原料，实现了高炉瓦斯灰的综合利用；并且该方法具有能耗低、污染小、锌脱除率高以及成本低的特点。

8、上述方法都可以缓解高炉重力除尘灰对生态环境的压力，但也都存在着需要改进的问题：例如导致碳粉的发热量降低，热值下降。

9、综上所述，现有技术中至少存在以下问题：高炉重力除尘灰经处理回收后，产品中的钙硅含量较高，碳粉的发热量降低。

技术实现思路

1、本发明提供一种硅钙复合抑制剂及其制备方法，尤其是一种用于高炉重力除尘灰分选的钙质、硅质矿物复合抑制剂及其制备方法，以至少解决高炉重力除尘灰经处理回收后，产品中的钙硅含量较高，碳粉的发热量降低的问题。

2、为此，本发明提出一种用于高炉重力除尘灰分选的钙质、硅质矿物复合抑制剂，所述矿物复合抑制剂按重量份包含：

3、10～100份去离子水，0.1～100份无机抑制剂，0.1～100份有机抑制剂。

4、进一步地，所述无机抑制剂包括水玻璃、碳酸钠、碳酸氢钠以及磷酸盐类中的一种或多种。

5、进一步地，所述的水玻璃模数为2.2-3.0。

6、进一步地，所述有机抑制剂包括单宁、木质素磺酸盐、氨基化酶解木质素、酒石酸、草酸、羧甲基纤维素以及淀粉的一种或多种。

7、本发明还提供一种用于高炉重力除尘灰分选的钙质、硅质矿物复合抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

8、步骤s1：称量一定量的去离子水；

9、步骤s2：称量一定量的无机抑制剂，并投入s1步骤的去离子水中，以1000～2000r/min搅拌30～60min使其完全溶解，得到无机抑制剂溶液；

10、步骤s3：称量一定量的有机抑制剂，并投入s2所得无机抑制剂溶液中，以1000～2000r/min分搅拌30～60min使其完全溶解，得到复合抑制剂溶液。

11、进一步地，还包括：在完成步骤s3之后，在高炉重力灰造浆分选过程中加入复合抑制剂溶液，复合抑制剂溶液的用量按照在浮选药剂中添加质量占比1％～30％，然后进行浮选、重选、或磁选。

12、进一步地，具体包括以下步骤：

13、a：将0.1～100重量份的无机抑制剂加入10～100重量份的去离子水中，以1000～2000r/min搅拌30～60min使其充分溶解；

14、b:将0.1～100重量份的有机抑制剂加入a所制得溶液中以1000～2000r/min搅拌30～60min使其充分溶解得到抑制剂混合溶液质量分数为0.5％～70％；

15、c：将所制备的复合抑制剂与浮选药剂一同加入高炉重力除尘灰的矿浆中，用量按照在浮选药剂中添加质量占比1％～30％进行，再进行浮选、重选、磁选，分别得到碳粉、铁精粉产品。

16、进一步地，所述磷酸盐类包括：三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种。

17、进一步地，所述淀粉包括：玉米淀粉、氧化淀粉、预糊化淀粉、变性淀粉中的一种或多种。

18、本发明的钙质、硅质复合抑制剂的加入不影响改变原来的分选工艺，也无需额外增加设备，并且能够有效提高高炉重力除尘灰分选产品即铁精粉、碳粉的品位，降低碳粉的灰分，增加发热值，有效的增加了企业的经济效益。本发明可以使高炉重力除尘灰的碳粉发热值由加入本发明的复合抑制剂之前的5760大卡，提升至6554大卡，碳粉灰分从25％降至16.99％，碳粉挥发分从3％降至1.08％。