CN102994738A

CN102994738A - 一种用x荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法

Info

Publication number: CN102994738A
Application number: CN2012105173915A
Authority: CN
Inventors: 李解; 李保卫; 王建英; 韩继铖
Original assignee: Inner Mongolia University of Science and Technology
Current assignee: Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明涉及一种用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法，属矿物提取冶金技术领域。本发明包括以下步骤：（1）通过X荧光拣选出铌相对富集的粗铌矿并磨至一定粒度；（2）在粗铌矿中加入碳质还原剂，用微波碳热还原的方法，使其中的铌铁矿、赤铁矿、磁铁矿还原为铁；（3）将还原后的矿物细磨至入选粒度，采用弱磁选的方法将铁矿选出，从而使含铌矿物富集在磁选尾矿中，最终得到富铌矿。该方法流程短，拣选效率高，矿物焙烧时间短，还原剂消耗少，减少了有害气体排放量，节能又环保；获得富铌矿用于下一步铌的提取，同时弱磁选所得的纯铁矿中的S、P等有害元素的含量都较低，是高炉炼铁的良好原料。

Description

一种用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法

技术领域：

本发明涉及一种用X荧光拣选—微波还原工艺从低品位含铌矿制取富铌矿的方法，属矿物提取冶金技术领域。

背景技术

铌是一种用途很广的稀有金属，广泛应用于钢铁、石油化工、航空航天、核工业、信息工程、海洋工程以及电子、电器、超导、激光和医药等工业领域, 并在许多尖端科技领域中发挥着重要作用。

我国铌资源很丰富, 储量居世界第二位。而其中包头白云鄂博矿床中铌资源储量最大，占我国铌资源储量的95%，位居我国第一位。白云鄂博矿床中含有铌铁矿等18 种铌矿物，铌资源储量大，分布广，但含铌品位低，铌矿物嵌布粒度细，铌的分散程度较高，大部分与其它矿共生，增加了选矿难度。

我国对白云鄂博铌矿选冶技术的研究，从上世纪开始历时60多年。由于白云鄂博铌矿矿相复杂、选冶技术不过关，存在诸如浮选工艺复杂、品位和收率低、能耗大、环境污染、成本高等问题，使得铌资源开发利用始终没有走向工业化。包钢曾经利用“高炉－转炉－电炉－电炉”冶炼铌铁合金，该工艺生成流程长、成本高、铌收得率低且得到的含铌氧化物只能冶炼含铌13～15%的低级铌铁，而这只占铌资源综合利用的 1.32 %。

随着我国经济的快速发展，矿产资源特别是稀有金属矿的供给日趋紧张，加快利用低品位稀有金属矿已经成为我国未来20年发展的战略选择。在铌资源开发利用中，一个关键问题是如何对低品位含铌矿进一步富集，获得较高品位的富铌矿。

目前企业从尾矿中提铌，采用“多道浮选—三段摇床重选—强磁选脱铁—重选”工艺，获得含铌3% 左右、回收率为36%左右的含铌矿，然后用电炉冶炼此含铌矿，制取含铌13～15%的低级铌铁。采用上述方法提铌，药剂污染严重、耗电量大、成本非常高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耗电量小、成本低、生产效率高的用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法。

技术解决方案：

本发明包括以下步骤：（1）X荧光选矿：将低品位含铌矿破碎，粒径：2~6cm，通过X荧光拣选的方法选出铌相对富集的粗铌矿，然后磨矿，粒度：50~200目；（2）微波碳热还原：在X荧光拣选出的粗铌矿中加入碳质还原剂，碳质还原剂的加入量为粗铌矿总量的0.1%~3%，通入保护气体，流速：2-5L/min，微波磁化焙烧温度为750℃~1200℃，得到含铌铁矿；（3）弱磁选：含铌的焙烧矿球磨，粒度：200~450目，磁选磁场强度：30-95KA/m，加入工业酒精作为分散剂，工业酒精的加入量为弱磁选选矿用水量的30%-70%，将铁矿选出，从而使含铌矿物最大程度富集在磁选尾矿中，最终获得富铌矿。

含铌矿可选用含铌铁矿、铌铁金红石、赤铁矿、磁铁矿的矿物。

碳质还原剂为纳米碳粉、活性炭、木炭、烟煤、无烟煤、焦炭或含有活性炭的瓦斯泥中的一种。

微波还原时焙烧炉中保护气体采用氩气或氮气作为保护气体。

本发明通过X荧光选矿技术，从低品位含铌矿中选出铌相对富集的粗铌矿，通过微波碳热还原，将粗铌精矿中的赤铁矿、磁铁矿、铌铁矿转变为铁矿，再应用弱磁选的方法实现铁与铌最大程度的分离，最终获得较高品位的富铌矿和高品位铁精矿。

本发明方法的有益效果在于：

1、本发明通过X荧光选矿后采用微波加热选择性还原，赤铁矿、磁铁矿以及铌铁矿的金属转化率可达90%以上；然后利用弱磁选的方法就可以实现铁矿物与铌矿物的分离。由于微波具有加热均匀、加热速度快、加热效率高、能够即时控制等优点，而碳又是一种对微波良好吸收的物质，这样就大大缩短了焙烧时间，减少了还原剂的消耗量，同时也减少了有害气体排放量，节能又环保。

2、采用微波加热选择性还原比普通电加热还原所需温度低，通过简单磨矿及弱磁选的方法可实现铁与铌矿物有效的分离，而且绝大部分的铌富集在弱磁选尾矿中，而弱磁选所得的铁矿品位高且S、P等有害元素的含量低，是高炉炼铁的良好原料。

3、由于微波能够有选择性的加热金属矿物，而不同矿物对微波的吸收及热膨胀系数不同，这样就可能在矿物中形成热应力使矿物产生裂纹，所以经过微波碳热还原—弱磁选后的富铌尾矿，如选用化学的方法提取，铌与其它的有价元素浸出更容易，即：浸出速度更快，浸出率更高。

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式：

本发明方法步骤如下：

1）X荧光拣选：将低品位含铌矿破碎，粒径：3-4cm，通过X荧光拣选出铌相对富集的粗铌矿，然后磨矿，粒度： 200目占95%。

2）微波碳热还原：先采用微波碳热还原的方法对粗铌矿进行碳热还原，使粗铌矿中的赤铁矿、磁铁矿、铌铁矿转变为金属铁。粗铌矿按重量百分比计：含有赤铁矿10%-40%、磁铁矿10%-40%、铌铁矿0.5%-8%，其余为杂质。还原剂采用活性炭，按质量百分比活性炭的加入量为0.1%~20%，还原过程中通入氩气或氮气作为保护气体，流速：2-5L/min，在微波碳热还原温度为750℃~1200℃的范围内，微波焙烧8~50分钟，得到含铌、金属铁的焙烧矿。

3）弱磁选：将焙烧矿球磨，粒度为200-450目，在磁场强度为30-95KA/m的条件下对球磨焙烧矿进行弱磁选，同时加入工业酒精作为分散剂，工业酒精加入量为弱磁选选矿用水量的30%~70%，这样有效的防止弱磁选过程中发生矿物的“磁团聚”现象，最后，将铁矿选出，从而得到富铌矿。

本发明中还原剂由纳米碳粉、木炭、烟煤、无烟煤、焦炭或含有活性炭的瓦斯泥替代。

实施例1

将低品位含铌矿在“X荧光拣选—微波还原”方法中给出的工艺条件下逐步处理。

本实例中的低品位含铌矿来自包钢白云鄂博矿，其成分见表1。

表1 包钢低品位含铌矿的多元素分析结果，%

采用X荧光拣选的方法，从低品位的白云鄂博含铌矿中选出含铌0.6-2.0% 、铁品位在30-40%的粗铌矿。按照活性炭的加入量为粗铌矿总量的2%配加活性碳，将含碳粗铌矿在微波还原炉中焙烧20分钟，还原过程中通入氩气作为保护气体，流速：3L/min，焙烧温度为1100℃，焙烧产物细磨至400目，在磁场为80KA/m的弱磁管中磁选，同时在弱磁管中加入工业酒精作分散剂，工业酒精加入量为磁选用水量的50%，磁选产物为铁精矿和富铌矿，其中富铌尾矿中铌的品位为4.23%，回收率为46.52%，而铁精矿的金属转化率为92.50%。

Claims

1.用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）X荧光拣选：将低品位含铌矿破碎，粒径：2~6cm，通过X荧光拣选出铌相对富集的粗铌矿进行磨矿，粒度：50~200目；

（2）微波碳热还原：将步骤（1）中通过X荧光拣选出的粗铌矿中加入碳质还原剂，碳质还原剂的加入量为粗铌矿总量的0.1%~20%，还原过程中通入保护气体，流速：2-5L/min，微波碳热还原温度为750℃~1200℃，微波焙烧时间为8~50分钟，得到含铌、金属铁的焙烧矿；

（3）弱磁选：将焙烧矿球磨，粒度为200-450目，在磁场强度为30-95KA/m的条件下对球磨后焙烧矿进行弱磁选，将铁矿选出，从而得到富铌矿。

2.如权利要求1所述的用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法，其特征在于，弱磁选时加入工业酒精作为分散剂，工业酒精加入量为弱磁选选矿用水量的30%~70%。

3.如权利1所述的用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法，其特征在于，低品位含铌矿中含有铌铁矿、铌铁金红石、赤铁矿、磁铁矿。

4.如权利1所述的用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法，其特征在于，碳质还原剂为纳米碳粉、活性炭、木炭、烟煤、无烟煤、焦炭或含有活性炭的瓦斯泥中的一种。

5.如权利1所述的用X荧光拣选—微波碳热还原制取富铌矿的方法，其特征在于，微波碳热还原时焙烧炉中保护气体采用氩气或氮气。