一,、項目背景
我國是硫酸生產和消費大國,，硫酸產量已連續(xù)5年居世界首位,。硫酸工業(yè)采用的原料包括硫鐵礦,、硫磺和冶煉煙氣,，其中硫鐵礦制酸產量居世界首位,。硫鐵礦不僅是重要的硫資源,，也是重要的鐵資源,，但目前在我國硫鐵礦中硫、鐵資源并未得到很好的利用,。這是因為我國硫鐵礦貧礦多,、富礦少，品位普遍較低,，品位大于35%的硫精礦只占10%左右,，大多數在20~30%。國內硫鐵礦制酸現狀是原料未經富集便直接焙燒生產硫酸,，導致廢渣量大,，制酸燒渣鐵品位低，硫含量高,，不宜直接用作煉鐵原料,，只能用于水泥生產輔料，而且低品位燒渣的堆放會造成環(huán)境污染,。另外,，受近年國際鐵礦石供貨的影響，我國每年還需要高價進口大量鐵礦石,，因此,，充分利用硫鐵礦中的鐵資源具有重要意義。
硫鐵礦：又名黃鐵礦,、磁黃鐵礦,、白鐵礦，由于外觀很象黃金,，又被稱作“愚人金” ,。是重要的硫資源和鐵資源。硫鐵礦中富含的硫元素,，在鋼鐵冶金等行業(yè)中為重要的有害物質,，因此硫鐵礦除主要用于硫酸生產，少部分用于硫磺和其它含硫化合物生產以外無其它直接用途,。其中伴生物較少的被稱為硫精礦或硫精砂,。
含硫尾礦：由于硫鐵礦常伴生金、銀,、銅,、鋅、鈷,、鎳等有色金屬,，當伴生有色金屬品位較高時，通常先經過提取有色金屬的處理,，處理后的殘留物被稱為含硫尾礦,。如選銅尾礦,、鉛鋅尾礦、氰化尾渣等,。這些尾礦和尾渣含有低品位的硫,、鐵、金,、銀等元素,，如果不做資源化高效處理，只能成為工業(yè)廢棄物堆放,，而堆棄勢必對環(huán)境造成嚴重影響,，比如占用大量土地，浪費礦產資源,，殘留劇毒金屬離子對河流土壤造成污染,，影響生態(tài)環(huán)境，尾礦庫的潰壩甚至會引發(fā)重大安全問題,。
高品位硫鐵礦在經過煅燒生產硫酸以后,，殘余物為高品質，易加工的優(yōu)良鐵礦源,。眾所周知,，我國的鐵礦資源近年來不斷被國際礦業(yè)巨頭所要挾，鐵礦價格不斷攀升,，本技術生產的超高品位硫精砂在經過硫酸生產后的殘余物,，鐵品位可達63%以上，售價不低于600元/噸,。高品位硫鐵礦制酸還可降低制酸運行成本,。由于富集后的硫精礦品位高，沸騰焙燒作業(yè)投料量減少,，單位酸產量的產渣量減少,，減輕了渣塵對余熱鍋爐及除塵設備的沖刷和磨損，可延長設備的使用壽命,，降低維修成本,。另外進入凈化系統(tǒng)的爐氣含水量、含塵量降低,，帶入凈化作業(yè)的潛熱減少,，可減輕凈化系統(tǒng)熱平衡壓力。經濟效益和環(huán)境效益顯著,。
低品位硫鐵礦除難于煅燒,，被煅燒物多耗費能源以外，由于硫鐵礦中鐵與硫的含量基本成正比，煅燒后的殘余物含鐵量低,，且屬于難選礦物,，除部分被水泥生產企業(yè)以100元/噸以下的價格收購作為水泥填料以外，無任何其它用途,，只能廢棄。這不但是硫酸企業(yè)的損失,，也是對鐵資源的巨大浪費,。
因此，品位在28%左右的初級硫精礦目前售價僅50元/噸左右,，甚至在部分以其它鐵礦資源為主的一些礦山,，硫鐵礦被直接當作尾礦在選礦后廢棄，20~30元/噸即可收購,；品位超過30%的初選硫精礦售價為200~300元/噸,；以其它工藝精選后，品位達到40%的高品位硫精礦售價可達400~600元/噸,。由于硫鐵礦的絕大部分下級產品為硫酸,，硫鐵礦價格主要與硫酸售價相關聯(lián)，在硫酸價格高位運行時,，40%的硫精礦售價甚至曾超過1000元/噸,。2010年8月48%的安徽銅陵產硫精礦出廠價為1350元/噸。
二,、技術特點及與同類技術比較
產品質量好,，富集度高。采用強化富集的藥劑和多段浮選工藝,，將含硫礦石充分分散,、硫化，提高藥劑與礦石作用效率,，硫精礦硫品位≥47.5%,，尾礦硫品位≤3%，硫回收率≥92%,。被處理后的硫精礦品質穩(wěn)定,，水分降低，粘性減小,，相對松散,，有利于焙燒作業(yè)。硫酸廠焙燒此硫精礦,，硫酸燒渣鐵品位從35%左右提高到63%以上,，可以直接銷售。
工藝簡單，成本低,。根據表面化學原理,，針對細粒硫鐵礦易團聚的特點，利用功能復合溶膠所特有的分散凝聚分離作用,，有效分散和活化含硫礦石,，提高藥劑與礦石作用效率，強化對含硫礦石的富集,。富集工藝采用“一次粗選,、一次掃選、兩次精選”的短流程模式,，經過兩次精選就能將初級硫精礦,，或含硫尾礦處理為超高品位硫精沙。
設備壽命長,，維護成本低,，工藝穩(wěn)定。本技術將工藝的PH值控制在5~7,，為近中性浮選法富集工藝,。設備壽命大大提高，運行維修成本成倍降低,。
適應性強,，可以處理低品位含硫尾礦等一系列硫品位在20~30%的礦樣，并采用不同的調整劑適應礦樣的性狀的多樣性和復雜性,。已經采用本技術處理了來自山東,、江蘇、河南,、江西等多個地區(qū)硫酸企業(yè)和有色金屬冶煉企業(yè)的原料,。
經濟、社會,、環(huán)境效益高,。通過該技術實現了細粒級難選含硫尾礦的硫、鐵資源的浮選富集,，變廢為寶,，有利于解決燒渣對環(huán)境的潛在污染和對土地的占用，綜合利用了含硫尾礦中的硫,、鐵資源,。選礦用水中的劇毒離子經特殊工藝處理，達到國家環(huán)保要求,，選礦用水全部回用,，廢棄物排放量減少60%以上，環(huán)境效益良好。
已申請國家發(fā)明專利2項,。
國內已經有部分化工和有色企業(yè)采用傳統(tǒng)的選礦技術處理低品位硫鐵礦,，但是，參考目前我國各地硫精砂和伴生硫鐵礦選礦廠生產的實際情況,，國內低品位硫鐵礦富集面臨的問題是,，由于采用大量石灰抑制黃鐵礦浮選有色金屬，含硫尾礦需要加酸調漿浮選,，用酸量大,，PH一般在2~3，設備腐蝕嚴重,，運行維修成本高。常規(guī)浮選藥劑和工藝對低品位含硫尾礦處理能力有限,，獲得的硫精礦品位僅有41%左右,，焙燒燒渣含鐵僅有55%左右，含硫量較高,，無法達到煉鐵用鐵精粉鐵品位≥63%的要求,，經濟效益不高，硫鐵資源利用率低,。
另外,，受礦產資源分布不均衡制約，部分企業(yè)所用入爐原料為各種含硫尾礦或尾渣,，粒度細,、水分高、粘性大,，成為制約硫鐵礦制酸系統(tǒng)的瓶頸,，制酸系統(tǒng)根本無法穩(wěn)定運行，運行成本高,，燒渣無利用價值,。加之原料來源廣泛、組成復雜,，經過多道富集工藝處理后,，含有大量污染抑制藥劑和劇毒離子，利用常規(guī)浮選藥劑和工藝難以將其硫品位穩(wěn)定提高至47%以上,，給選硫和污染物減排造成很大的困難,。
總之，盡管國內部分企業(yè)開始意識到走硫鐵礦原料富集,、高硫制酸路線的重要性,，開展了選硫選鐵的開發(fā)，但是在關鍵技術和裝備上沒有突破，產品指標低,，特別是制酸燒渣鐵品位無法達到煉鐵原料要求,，產品附加值還有很大提升空間。#p#分頁標題#e#
三,、應用實例
可結合礦山生產實際情況,，對制酸原料富集系統(tǒng)進行了工藝設計。
于2010年7月在山東某礦山所屬硫酸廠建成一條35萬噸/年低品位硫鐵礦高效富集生產線（見下圖）,，并對硫酸廠現有制酸裝置進行了改造以適應高硫制酸的工藝要求,，目前，該生產線運行穩(wěn)定,，硫精礦品位達到48%以上,。
此外，在江蘇某化肥企業(yè)20萬噸/年低品位硫鐵礦高效富集生產線和山東某化肥企業(yè)20萬噸/年低品位硫鐵礦高效富集生產線正在建設中,，并計劃于2010年年底全部投產,。
四、適用范圍和效益分析
本技術適用于投資者在可獲得廉價硫鐵礦資源的地區(qū),，新建高科技,、高效益選礦企業(yè)，亦適用于現有選礦企業(yè)和硫酸生產企業(yè)的技術升級和效益提升,。
以下“折干基標硫”含義為將硫鐵礦折算為含硫35%的標準硫鐵礦,，例如含硫品位48%硫精礦1萬噸，折干基標硫約1.37萬噸,。
1. 計算依據：
1)項目年處理能力：35萬噸含硫平均品位為28%低品位硫鐵礦,；
2)硫回收率按90%計算，每年產含硫品位48%硫精礦18.375萬噸,，折干基標硫25.20萬噸,；
3)根據2010年8月2日全國部分地區(qū)硫鐵礦價格行情：
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產品名稱
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規(guī)格
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產地
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價格（元/噸）
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備注
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硫鐵礦
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S>48%，Fe>43%
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安徽銅陵
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1350
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出廠價
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硫鐵礦（塊狀）
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S>30%,，Fe>46-55%
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廣東韶關
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250
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出廠價
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硫鐵礦（塊狀）
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S>35-50
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陜西安康
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350
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出廠價
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低品位硫鐵礦單價按300元/噸（折干基標硫,，不含稅價，品質越低價格越低,，例如28%的硫鐵礦實際為1.25噸,，如能以50元/噸采購采購原礦，則單價為62.5元/噸）,；
4)選礦企業(yè)按以1000元/噸銷售含硫品位48%硫精礦計算,；
5)制酸企業(yè)按每年產出的25.20萬噸（折標，實際為18.375萬噸48%的高品位硫鐵礦）高品位硫精礦全部用于制硫酸作業(yè),，產渣率按60.30%,，每年可產鐵品位63%以上的高品質硫酸燒渣（鐵精粉）11.08萬噸（干基量）,；
6)低品位硫酸燒渣銷售價按0元/噸；
7)鐵品位63%以上的高品質硫酸燒渣（鐵精粉）售價按800元/噸（不含稅價）,；
8)選礦成本按69.90元/噸（折標原料）,；
9)年消耗硫精礦（折標干基）28萬噸。
2. 選礦企業(yè)經濟效益估算：
1)原材料成本：28萬噸×300元/噸=8400萬元,；
2)工藝成本部分：按每年生產高品位硫精礦（折干基標硫）25.20萬噸計算,，選礦成本25.20萬噸×69.90元/噸=1761.48萬元/年。
3)銷售收入：18.375萬噸×1000元/噸=18375萬元,；
累計創(chuàng)造經濟效益：18375－8400－1761.48＝8213.52萬元/年
3. 制酸企業(yè)經濟效益估算：
1)增收部分：高品質硫酸燒渣（鐵精粉）增加銷售收入11.08萬噸×800元/噸＝8864萬元/年,；
2)減收部分：硫的損失28萬噸×10%×300元/噸＝840萬元/年；
3)工藝成本部分：選礦成本25.20萬噸×69.90元/噸=1761.48萬元/年,。
累計創(chuàng)造經濟效益：8864－840－1761.48＝6262.52萬元/年
4. 節(jié)能減排：（可根據當地排放標準折算為效益）
1)固體廢棄物減排量：22.4萬噸/年低品位硫酸燒渣,；
2)余熱發(fā)電：按照1噸標硫制酸余熱產生可發(fā)電蒸氣1.1噸計算，采用含硫品位48%硫精礦制酸發(fā)熱量可提高30-40%,，則每年產生可發(fā)電蒸氣27.28萬噸,，可發(fā)電5457.38萬度；
3)電力折算標準煤系數按0.404千克標準煤/度取值,，則余熱發(fā)電節(jié)約標準煤2.20萬噸,；
4)減少污染物排放：碳粉塵1.484萬噸,，5.44萬噸CO2,，0.165萬噸SO2，0.082萬噸氮氧化物（NOx）,；
5)選礦用水經處理后全部回用,。
五、投資分析
設備投資約1000萬元,，主要包括20臺浮選機及其配套設備,、4臺2.0×2.5m攪拌槽、2臺φ24m高效濃密機,、340 m2高效壓濾機及其配套設施,、事故池、藥劑設備等,。電氣儀表主要包括變壓器改換,、廠房照明系統(tǒng)改造、低配電系統(tǒng),、濃密機底流泵改變頻控制,、PH值自動檢測控制系統(tǒng)、自動給藥系統(tǒng)及流量檢測,、礦漿濃度監(jiān)測系統(tǒng),。
安裝工程投資約200萬元,，其它費用約350萬元，流動資金350萬元,。
土建部分包括720平方米廠房（長30米,，寬24米，設備頂高3.75米,，應配備行車）,，因基礎建設要求較高，建筑工程全部投資應按400萬元計算,。以上為全部廠房需求,，但需另外配備原料庫、成品庫,、尾礦庫（大部分為露天）,。不包含土地費用，總投資為2300萬元,。
裝機容量1200KW,，其中有功功率861.34KW，無功功率524.41KW,。
生產總用水量4150 t/d,。其中：調漿用水量2000 t/d、消泡水用水2100 t/d,，沖洗水50 t/d,。從廠房附近的生產清水總管引一路φ300 mm水管到廠區(qū)，再分流到各用水點,。
生產過程排水主要有：沖洗水,、高效濃密機溢流水、尾礦壓濾機排放水,，均先通過廠前水溝自流排放到尾礦事故池,，廢水處理達標后排放，總排水量4150 t/d,。
需配備浮選,、高效濃密機、壓濾機,、配藥四個作業(yè)操作人員共33人,，其中浮選、高效濃密機,、壓濾機,、配藥工、抓斗工,、污水處理工均需24小時輪班作業(yè),，管理人員,、維修工及電工崗位只需白天作業(yè)。
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