CN103014315A - 一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法 - Google Patents

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高鹏
孙永生
李艳军
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Abstract

本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法。本发明方法首先将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，与煤粉混合均匀，在1100-1250℃的条件下还原30-70min，将还原物料加水配制成料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，对矿浆进行一段磁选，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为1-3A，最终获得铁品位≥90%、磷含量≥1.5%、铁回收率≥90%、磷回收率≥60%的高磷铁粉。本发明的技术方案与现有技术的磁选与浮选相结合的工艺相比，更能实现高磷鲕状赤铁矿石中磷和铁的综合回收利用。

Description

一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法
技术领域
本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法。
背景技术
高磷鲕状赤铁矿是我国一种重要的铁矿资源，目前已探明储量达37.2亿吨。国内针对高磷鲕状赤铁矿进行了大量的选矿研究工作，但是由于矿石中铁矿物结晶粒度细（一般仅1～3μm）、矿物组成复杂、磷含量高等原因，致使常规选别方法难以获得较好的技术经济指标，至今尚未获得工业化开发利用，因此，高磷鲕状赤铁矿是国内外公认的最难选甚至不可选铁矿石。
近几年来，由于铁矿石价格的快速攀升，国内对高磷鲕状赤铁矿的开发利用研究又掀起了新一轮的热潮，许多研究单位分别采用强磁-反浮选、磁化焙烧-弱磁选、磁化焙烧-弱磁选-反浮选等工艺对高磷鲕状赤铁矿进行了研究。研究结果表明，强磁选-反浮选工艺处理高磷鲕状赤铁矿在铁精矿品位和回收率两方面均不能得到满意的指标；磁化焙烧-弱磁选工艺处理高磷鲕状赤铁矿，可以提高精矿铁品位和金属回收率，但精矿中磷含量和尾矿中铁品位较高的问题较突出；磁化焙烧-弱磁选-浮选工艺处理高磷鲕状赤铁矿，可以获得铁品位及回收率均较高，同时磷含量较低的铁精矿，但是铁精矿中时有Al2O3含量超标的问题。并且这些工艺不能对磷的走向进行有效控制，无法实现磷的综合利用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法，目的是实现高磷鲕状赤铁矿中铁的有效回收，同时实现高磷鲕状赤铁矿石中磷的综合利用。
实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：
（1）还原：将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，将破碎得到的矿石粉与煤粉混合均匀，形成混合物料，其中煤粉质量是矿石粉的20~50%，将混合物料在1100~1250℃的条件下还原30~70min，得到金属化率大于85%的还原物料； 
（2）分选：将还原物料加水配制成质量浓度为60~70%的料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，至料浆中细度小于0.074mm的物料占全部物料总重量的75~90%，然后通过对矿浆进行一段磁选，控制一段磁选中磁选机的电流为3-5A，磁选得到精矿和尾矿，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为1-3A，最终获得铁品位≥90%、磷含量≥1.5%、铁回收率≥90%、磷回收率≥60%的高磷铁粉。
    与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
本发明方法是在高温下将矿石中的铁矿物还原为金属铁，通过控制还原过程中的还原条件强化磷矿物的还原与迁移，使矿石中大于70%的磷进入铁相，将矿石中部分磷矿物还原为单质磷，并强化磷迁移进入铁相，之后，通过磁选获得高磷铁粉（P≧1.5%）。
本发明方法得到的高磷铁粉可作为炼钢的原料，在获得合格钢材的同时可获得富磷钢渣（P2O5的含量大于10%），富磷钢渣可作为磷肥或作为进一步提取磷的原料，本发明方法不仅实现了高磷鲕状赤铁矿中铁的有效回收，同时也为矿石中磷的综合利用创造了条件。
与现有技术的磁选与浮选相结合的工艺相比，更能实现高磷鲕状赤铁矿石中磷和铁的综合回收与利用。
附图说明
    图1是本发明方法的工艺流程图；
图2是本发明方法实施例得到的高磷铁粉的XRD图。
具体实施方式
实施例1
以鄂西某高磷鲕状赤铁矿为矿样，矿石中主要成分按质量百分比含Fe 45.36%，P 1.32%，SiO2 22.61%，Al2O3 6.03%，CaO 4.76%。以某地洗精煤为还原剂，其主要组成按质量百分比含固定碳68.21%，挥发分17.66%，灰分11.86%。
（1）还原：将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，将破碎得到的矿石粉与煤粉混合均匀，形成混合物料，其中煤粉质量是矿石粉质量的40%，将混合物料在1250℃的条件下还原50min，经化学分析可知，还原物料金属化率为91.06%，矿石中75.16%的磷进入金属铁相；
（2）分选：将还原物料加水配制成质量浓度为70%的料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，至料浆中细度小于0.074mm的物料占全部物料总重量的86.32%，然后通过对矿浆进行一段磁选，控制一段磁选中磁选机的电流为4.5A，磁选得到精矿和尾矿，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为1A，最终获得高磷铁粉，其磁选结果如表1所示，其成分如表2所示，其XRD图如图2所示，从图中可以看出铁粉中主要成分为金属铁，并含有少量SiO2、(Mg,Fe)2SiO4、FeAl2O4等杂质。
表1 还原物料磁选结果%
Figure 2012105806439100002DEST_PATH_IMAGE001
表2 高磷铁粉主要化学成分(质量分数，%)
Fe MFe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO P S
91.21 87.26 1.03 2.73 1.58 0.66 0.30 2.01 0.02
实施例2
以鄂西某高磷鲕状赤铁矿为矿样，矿石中主要成分按质量百分比含Fe 41.31%，P 0.89%，SiO2 16.12%，Al2O3 10.08%，CaO 3.76%，MgO 3.01；以某地普通烟煤为还原剂，其主要组成按质量百分比含固定碳57.1%，挥发分28.3%，灰分6.28%。
（1）还原：将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，将破碎得到的矿石粉与煤粉混合均匀，形成混合物料，其中煤粉质量是矿石粉质量的50%，将混合物料在1200℃的条件下还原70min，经化学分析可知，还原物料金属化率为94.66%，矿石中76.29%的磷进入金属铁相；
（2）分选：将还原物料加水配制成质量浓度为65%的料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，至料浆中细度小于0.074mm的物料占全部物料总重量的88.15%，然后通过对矿浆进行一段磁选，控制一段磁选中磁选机的电流为5A，磁选得到精矿和尾矿，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为1.2A，最终获得高磷铁粉，磁选结果如表3所示，高磷铁粉的成分如表4所示。
表3 还原物料磁选结果%
Figure 5856DEST_PATH_IMAGE002
表4 高磷铁粉主要化学成分(质量分数，%)
Fe MFe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO P S
90.88 86.08 1.45 2.51 1.22 0.79 0.41 1.81 0.05
实施例3
以鄂西某高磷鲕状赤铁矿为矿样，矿石中主要成分按质量百分比含Fe 41.31%，P 0.89%，SiO2 16.12%，Al2O3 10.08%，CaO 3.76%，MgO 3.01；以某地洗精煤为还原剂，其主要组成按质量百分比含固定碳68.21%，挥发分17.66%，灰分11.86%。
（1）还原：将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，将破碎得到的矿石粉与煤粉混合均匀，形成混合物料，其中煤粉质量是矿石粉质量的20%，将混合物料在1100℃的条件下还原70min，经化学分析可知，还原物料金属化率为89.62%，矿石中70.09%的磷进入金属铁相；
（2）分选：将还原物料加水配制成质量浓度为60%的料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，至料浆中细度小于0.074mm的物料占全部物料总重量的75%，然后通过对矿浆进行一段磁选，控制一段磁选中磁选机的电流为3A，磁选得到精矿和尾矿，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为3A，最终获得高磷铁粉，磁选结果如表5所示，高磷铁粉的成分如表6所示。
表5 还原物料磁选结果%
Figure 2012105806439100002DEST_PATH_IMAGE003
表6 高磷铁粉主要化学成分(质量分数，%)
 实施例4
以鄂西某高磷鲕状赤铁矿为矿样，矿石中主要成分按质量百分比含Fe 41.31%，P 0.89%，SiO2 16.12%，Al2O3 10.08%，CaO 3.76%，MgO 3.01%；以某地普通烟煤为还原剂，其主要组成按质量百分比含固定碳57.1%，挥发分28.3%，灰分6.28%。
（1）还原：将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，将破碎得到的矿石粉与煤粉混合均匀，形成混合物料，其中煤粉质量是矿石粉质量的30%，将混合物料在1250℃的条件下还原30min，经化学分析可知，还原物料金属化率为85.02%，矿石中73.33%的磷进入金属铁相；
（2）分选：将还原物料加水配制成质量浓度为60%的料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，至料浆中细度小于0.074mm的物料占全部物料总重量的90%，然后通过对矿浆进行一段磁选，控制一段磁选中磁选机的电流为4A，磁选得到精矿和尾矿，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为2A，最终获得高磷铁粉，磁选结果如表7所示，高磷铁粉的成分如表8所示。
表7 还原物料磁选结果%
Figure 2012105806439100002DEST_PATH_IMAGE005
表8 高磷铁粉主要化学成分(质量分数，%)
Fe MFe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO P S
90.19 86.35 1.02 2.75 1.60 0.61 0.28 1.95 0.02

Claims (2)

1.一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）还原：将高磷鲕状赤铁矿石和煤块分别破碎至2mm以下，将破碎得到的矿石粉与煤粉混合均匀，形成混合物料，其中煤粉质量是矿石粉质量的20-50%，将混合物料在1100-1250℃的条件下还原30-70min，得到金属化率大于85%的还原物料； 
（2）分选：将还原物料加水配制成质量浓度为60-70%的料浆，采用筒式球磨机球磨料浆，至料浆中细度小于0.074mm的物料占全部物料总重量的75-90%，然后通过对矿浆进行一段磁选，控制一段磁选中磁选机的电流为3-5A，磁选得到精矿和尾矿，对一段磁选获得的精矿进行二段磁选，控制磁选机的电流为1-3A，最终获得高磷铁粉。
2.根据权利要求1所述的一种采用高磷鲕状赤铁矿制备高磷铁粉的方法，其特征在于最终获得的高磷铁粉铁品位≥90%、磷含量≥1.5%，铁回收率≥90%、磷回收率≥60%。
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