CN102416477B - 贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法 - Google Patents

贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种贫赤铁矿的精选方法，尤其是将含铁＜40%的难选贫赤铁矿还原磁化后精选为还原铁粉的化工冶金技术。本发明的工艺步骤为：将贫铁矿脱泥，以草泥煤作还原剂，铝土矿和石英砂作亚铁氧化阻逆剂，磨碎各反应物料，按各反应物料的检测含量进行配料，混匀，加热，第一次还原为磁性Fe3O4和Fe0，进行一级磁选；将一级磁选产物再用草泥煤作还原剂，配料，混匀，加热，第二次还原为Fe0，经二级和三级磁选制得还原铁粉。本发明可将化学结构以Fe2O3为主、含铁＜40%的难选贫铁矿还原为可选Fe0，再经磁选制得还原铁粉，且本方法操作简易，生产成本较低。

Description

贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法
技术领域
本发明是一种贫赤铁矿的精选方法，尤其是将含铁＜40%的难选贫赤铁矿还原磁化后精选为还原铁粉的化工冶金技术。
背景技术
当代还原铁粉的生产，是用高品位铁精矿或轧钢铁鳞为原料，以气基法或煤基法进行还原制得。现有技术的方法存在能耗高、成本昂的缺点，一般煤基法仅还原剂就为700元/吨产品，气基法更高达1600元/吨产品以上。另外现有技术对于含铁＜40%的难选贫赤铁矿无法进行还原铁粉的生产，而这部分铁矿资源的储量很大，使有限的资源得不到很好利用。
发明内容
   本发明要解决的技术问题是提供一种贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法，可将化学结构以Fe2O3为主、含铁＜40%的难选贫铁矿还原为可选Fe0，再经磁选制得还原铁粉，且本方法操作简易，生产成本较低。
解决本发明的技术问题所采用的方案是：将贫铁矿脱泥，以草泥煤作还原剂，铝土矿和石英砂作亚铁氧化阻逆剂，磨碎各反应物料，按各反应物料的检测含量进行配料，混匀， 加热，第一次还原为磁性Fe3O4和Fe0，进行一级磁选；将一级磁选产物再用草泥煤作还原剂，配料，混匀，加热，第二次还原为Fe0，经二级和三级磁选制得还原铁粉。
所述的贫铁矿的含铁为10～40wt% , 第一次还原的物料质量配比为，贫铁矿: 草泥煤:铝土矿:石英砂=1:0.05～0.1:0.005～0.01:0.005～0.01, 第二次还原的物料质量配比为，一级磁选产物：草泥煤=1：0.05～0.08；两次还原反应后的物料都应在隔绝空气和氮气下保护下冷却、贮运。
本发明反应物料的磨碎粒度为，贫铁矿粒度过120目筛≥95wt%，铝土矿和石英砂粒度过120目筛≥95wt%，草泥煤粒度过100目筛≥95wt%；第一次还原的温度控制在300～600℃，时间为1～3h，第二次还原的温度控制在600～800℃，时间为2～4h。
贫铁矿的脱泥采用擦洗机和螺旋分级机，第一次还原后物料在干式磁选机上以4000～6000H的场强进行一级磁选，第二次还原后物料在湿式立环式磁选机以6000～8000H的场强进行二级磁选，以10000～12000H的场强进行三级磁选，经三级磁选后得到的产品在氮气保护下，以150±30℃的温度进行干燥，再密封包装。
本发明以廉价的草泥煤作还原剂，其兼有煤基和气基协同还原的效果，而且草泥煤中的挥发份，在一定温度下从混均于矿粒的各接触部分以H2和CO逸出，不仅还原均匀，而且起到沸腾作用，无须特制的沸腾床等设备就能起到很好的气基还原效果。为防止已还原磁化的Fe3O4歧化为Fe2O3（3Fe3O4                                                
Figure 227169DEST_PATH_IMAGE001
 4Fe2O3﹢Fe0）。本发明巧妙性地以廉价、效果好的铝土矿和石英砂作为亚铁的歧化阻逆剂，以亚稳定三元络合物状态将Fe3O4保护起来，以待二次更高温度下的二次彻底还原为Fe0铁粉。本发明选择湿式立环式磁选机强磁场下的磁选，充分保证了灰泥的分离及铁品位的质量。
本发明的有益效果是。 
1、选择廉价易得的草泥煤作还原剂，其丰富的气态还原成分能起到良好的动态还原效果，并且可大大降低生产成本。
2、用铝土矿和石英砂作为Fe3O4的歧化阻逆剂，有效地防止了Fe3O4的歧化。
3、工艺参数选择科学、合理，因此还原铁粉的成本较低。
在本发明的工艺中，难选贫铁矿经两次改变结构的保护性定向还原，三次强场富集磁选，制得市场广、效益好的还原铁粉。不但解决了国内外悬而未决的难选贫铁矿的利用，而且为还原铁开辟了广阔而廉价的原料。
具体实施方案
实例一：云南石屏贫铁矿制还原铁粉
一、原料主要成份分析。
Figure 406959DEST_PATH_IMAGE002
二、主要工艺过程。
矿物粉碎、脱泥、磨细、草泥煤磨细。铝土矿、石英砂磨细。一次还原、封闭冷贮、干式磁选。二次还原、充氮冷贮，两次立环磁选，氮气保护干燥，制得还原铁粉。
三、主要工艺条件。
1、物料粒度：矿及阻逆剂：-120目≥95%，煤-100目≥95%。
2、还原条件：
Figure 891820DEST_PATH_IMAGE003
3、冷却贮运：
        一次还原物料：封闭冷却贮运。
        二次还原物料：充氮冷却贮运。
4、磁选富集：
一次磁选：干式磁选，场强6000H。
二次磁选：湿式立环磁选，场强：一级8000H ， 二级12000H。
5、干燥包装：
    氮气保护下130℃干燥，成品包装。
四、本实例所得产品质量和铁金属的回收率。
1、产品质量：T Fe 90.33%,S 0.026，P0.027。
2、铁金属收率：72.12%。
实例二：云南玉溪杨武贫铁矿制还原铁粉
一、原料主要成份分析。
Figure 287030DEST_PATH_IMAGE004
二、主要工艺过程。
矿物粉碎、脱泥、磨细、草泥煤磨细。铝土矿、石英砂磨细。一次还原、封闭冷贮、干式磁选。二次还原、充氮冷贮，两次立环磁选，氮气保护干燥，制得还原铁粉。
三、主要工艺条件。
1、物料粒度：矿及阻逆剂：-120目≥95%，煤-100目≥95%。
2、还原条件：
3、冷却贮运：
        一次还原物料：封闭冷却贮运。
二次还原物料：充氮冷却贮运。
4、磁选富集：
一次磁选：干式磁选，场强6000H。
二次磁选：湿式立环磁选，场强：一级8000H ， 二级12000H。
5、干燥包装：
氮气保护下130℃干燥，成品包装。
四、本实例所得产品质量和铁金属的回收率。
1、产品质量：T Fe 88.71%,S 0.029，P0.028。
2、铁金属收率：70.31%。
实例三：四川会理龙湾贫铁矿制还原铁粉
一、原料主要成份分析。
Figure 452093DEST_PATH_IMAGE006
二、主要工艺过程。
矿物粉碎、脱泥、磨细、草泥煤磨细。铝土矿、石英砂磨细。一次还原、封闭冷贮、干式磁选。二次还原、充氮冷贮，两次立环磁选，氮气保护干燥，制得还原铁粉。
三、主要工艺条件。
1、物料粒度：矿及阻逆剂：-120目≥95%，煤-100目≥95%。
2、还原条件：
Figure 919459DEST_PATH_IMAGE007
3、冷却贮运：
一次还原物料：封闭冷却贮运。
二次还原物料：充氮冷却贮运。
4、磁选富集：
一次磁选：干式磁选，场强6000H。
二次磁选：湿式立环磁选，场强：一级8000H，  二级12000H。
5、干燥包装：
氮气保护下130℃干燥，成品包装。
四、本实例所得产品质量和铁金属的回收率。
1、产品质量：T Fe 96.68%,S 0.018，P0.011。
2、铁金属收率：76.21%。

Claims (3)

1.一种贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法，其特征在于：将贫铁矿脱泥，以草泥煤作还原剂，铝土矿和石英砂作亚铁氧化阻逆剂，磨碎各反应物料，按各反应物料的检测含量进行配料，混匀， 加热，第一次还原为磁性Fe3O4和Fe0，进行一级磁选；将一级磁选产物再用草泥煤作还原剂，配料，混匀，加热，第二次还原为Fe0，经二级和三级磁选制得还原铁粉；其中，贫铁矿的含铁为10～40wt% , 第一次还原的物料质量配比为，贫铁矿: 草泥煤:铝土矿:石英砂=1:0.05～0.1:0.005～0.01:0.005～0.01, 第二次还原的物料质量配比为，一级磁选产物：草泥煤=1：0.05～0.08；两次还原反应后的物料都应在隔绝空气和氮气下保护下冷却、贮运。
2.按权利要求1所述的贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法，其特征在于：反应物料的磨碎粒度为，贫铁矿粒度过120目筛≥95wt%，铝土矿和石英砂粒度过120目筛≥95wt%，草泥煤粒度过100目筛≥95wt%；第一次还原的温度控制在300～600℃，时间为1～3h，第二次还原的温度控制在600～800℃，时间为2～4h。
3.按权利要求2所述的贫铁矿还原磁化制还原铁粉的方法，其特征在于：贫铁矿的脱泥采用擦洗机和螺旋分级机，第一次还原后物料在干式磁选机上以4000～6000H的场强进行一级磁选，第二次还原后物料在湿式立环式磁选机以6000～8000H的场强进行二级磁选，以10000～12000H的场强进行三级磁选，经三级磁选后得到的产品在氮气保护下，以150±30℃的温度进行干燥，再密封包装。
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