CN103074483A - 一种含硼铁精矿选择性还原综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种含硼铁精矿选择性还原综合利用方法。本发明方法是：首先将含硼铁精矿与粒度小于3mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，于1050~1250℃还原30~70min，然后将还原物料配制成质量浓度为65~75%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，最后在64000~80000A/m磁场强度条件下进行磁选，获得回收率＞90%，品位＞90%的铁粉和富硼尾矿，其中富硼尾矿中B2O3品位＞12%，硼回收率＞90%。本方法不仅实现了含硼铁精矿中铁的高效回收，同时使精矿中的硼矿物得到有效富集，为含硼铁精矿中铁和硼的综合回收利用提供了新的途径。

Description

一种含硼铁精矿选择性还原综合利用方法
技术领域
本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种含硼铁精矿选择性还原综合利用方法。
背景技术
硼矿是一种稀缺的矿产资源，以硼矿为原料生产的硼及硼化合物广泛用于化工、冶金、光学玻璃、医药、轻工、国防军工、航天航空及核工业等领域。目前我国硼工业的主要原料为硼镁石，该类资源仅占硼资源总储量的8.98%，但经过多年的开发利用，硼镁石资源已近枯竭。随着我国国民经济的发展，硼矿资源的需求量持续增长，致使硼镁石矿的产量已远不能满足硼工业的需要。因此，高效开发利用其它硼矿资源已经成为我国硼工业发展的当务之急。
在我国硼矿资源中，硼铁矿中的硼所占比例最大，约占58%，仅辽东地区硼铁矿储量就达2.8亿吨，其中B2O3储量为2184万吨，同时硼铁矿也是重要的铁矿资源。国内相关科研单位对辽宁翁泉沟硼铁矿进行了长期的选矿试验研究，开发了磁选-重选-分级、磁选-重选-浮选和细磨-浮选-磁选等选矿流程方法，结果表明，采用传统的选矿工艺处理硼铁矿，可以实现硼铁矿中硼和铁的初步分离，获得B2O3品位12%～16%硼精矿和TFe品位51%～54%含硼铁精矿。该硼精矿可以达到生产硼砂的要求（B2O3品位大于12%），但含硼铁精矿仍不能满足生产钢铁的要求 (TFe品位大于60%)，更为重要的是含硼铁精矿中硼回收率可达20%～30%，这部分硼资源采用传统的物理选矿工艺难以回收利用，造成硼资源流失。因此，采用创新性技术，实现含硼铁精矿的综合利用意义重大。
发明内容
针对现有技术中对含硼铁精矿综合利用存在的问题，本发明提供一种含硼铁精矿选择性还原综合利用方法，目的是通过选择性还原将含硼铁精矿的铁矿物还原为适宜分选的铁颗粒，并控制硼矿物不被还原而进入渣相，然后通过磁选获得铁粉和优质富硼渣，实现含硼铁精矿中硼铁的有效分离。
实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：
（1）将含硼铁精矿与粒度小于3mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，其中煤粉质量是含硼铁精矿质量的25~50%，于1050~1250℃对上述混合物料还原30~70min，将得到的还原物料水淬冷却至室温并烘干；
（2）将烘干后的还原物料加水配制成质量浓度为65~75%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，磨至矿浆中粒度小于0.074mm的物料占还原物料质量的75~90%，然后在64000~80000A/m磁场强度条件下进行磁选，获得回收率＞90%，品位＞90%的铁粉和富硼尾矿，其中富硼尾矿中B2O3品位＞12%，硼回收率＞90%。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
本发明是以煤粉为还原剂在高温下对含硼铁精矿进行选择性还原，并通过控制还原温度和时间条件使含硼铁精矿中铁矿物被还原并生长为金属铁颗粒，而硼矿物则不被还原，并强化其迁移使之进入渣相，最终通过磁选获得铁粉和富硼尾矿，实现含硼铁精矿中硼铁高效分离。
本发明最终可获得铁品位大于90%，回收率大于90%的铁粉，该铁粉铁品位高、金属化率高、杂质及有害元素含量低，满足炼钢用直接还原铁标准，可作为炼钢原料，同时可获得富硼尾矿，该尾矿含B2O3大于12%，硼回收率大于90%，活性大于80%，可用作进一步提取硼的原料。本方法不仅实现了含硼铁精矿中铁的高效回收，同时使精矿中的硼矿物得到有效富集，为含硼铁精矿中铁和硼的综合回收利用提供了新的途径。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明实施例中采用单向加热炉炉膛尺寸为1000mm×200mm×150mm，采用Φ180mm×200mm筒形球磨机磨矿，采用Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机进行磁选选别。
实施例1
本实施例使用的矿样为丹东凤城某选厂含硼铁精矿，其主要成分按质量百分比含Fe 51.63%，B2O3 5.33%，SiO2 5.08%，Al2O3 0.20%，CaO 0.85%，MgO 8.95%，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69.83%，挥发分17.25%，灰分10.06%。
（1）将含硼铁精矿与粒度小于3mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，其中煤粉质量是含硼铁精矿质量的30%，于1250℃对上述混合物料还原30min，将得到的还原物料水淬冷却至室温并烘干，经化学分析，此时还原物料的金属化率为91.57%；
（2）将烘干后的还原物料加水配制成质量浓度为70%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，磨至矿浆中粒度小于0.074mm的物料占还原物料质量的87.23%，然后在72000A/m磁场强度条件下进行磁选，得到铁粉和富硼尾矿，磁选结果如表1所示，铁粉品位93.23%，回收率94.74%，富硼尾矿中B2O3品位14.77%，回收率90.16%，硼的富集比为2.36，硼的活性为81.66%。获得的铁粉满足炼钢用直接还原铁标准，可用作炼钢原料，富硼尾矿可用作进一步提取硼的原料。
表1 还原物料磁选结果
Figure 2013100078571100002DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
以丹东凤城某选厂含硼铁精矿为矿样，其主要成分按质量百分比含Fe 53.46%，B2O3 5.67%，SiO2 4.76%，Al2O3 0.18%，CaO 0.63%，MgO 9.21%；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69.83%，挥发分17.25%，灰分10.06%。
（1）将含硼铁精矿与粒度小于2mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，其中煤粉质量是含硼铁精矿质量的40%，于1225℃对上述混合物料还原50min，将得到的还原物料水淬冷却至室温并烘干，经化学分析，此时还原物料的金属化率为93.28%；
（2）将烘干后的还原物料加水配制成质量浓度为65%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，磨至矿浆中粒度小于0.074mm的物料占还原物料质量的80.15%，然后在80000A/m磁场强度条件下进行磁选，得到铁粉和富硼尾矿，磁选结果如表2所示，铁粉品位94.11%，回收率95.03%，富硼尾矿中B2O3品位18.70%，回收率92.38%，硼的富集比为2.70，硼的活性为83.06%。获得的铁粉满足炼钢用直接还原铁标准，可用作炼钢原料，富硼尾矿可用作进一步提取硼的原料。
表2 还原物料磁选结果
Figure 2013100078571100002DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
以丹东凤城某选厂含硼铁精矿为矿样，其主要成分按质量百分比含Fe 53.46%，B2O3 5.67%，SiO2 4.76%，Al2O3 0.18%，CaO 0.63%，MgO 9.21%；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69.83%，挥发分17.25%，灰分10.06%。
（1）将含硼铁精矿与粒度小于2.5mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，其中煤粉质量是含硼铁精矿质量的25%，于1050℃对上述混合物料还原70min，将得到的还原物料水淬冷却至室温并烘干，经化学分析，此时还原物料的金属化率为94.30%；
（2）将烘干后的还原物料加水配制成质量浓度为75%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，磨至矿浆中粒度小于0.074mm的物料占还原物料质量的75.02%，然后在64000A/m磁场强度条件下进行磁选，得到铁粉和富硼尾矿，磁选结果如表3所示，铁粉品位90.11%，回收率94.76%，富硼尾矿中B2O3品位15.20%，回收率90.22%，硼的富集比为2.52，硼的活性为84.58%。获得的铁粉满足炼钢用直接还原铁标准，可用作炼钢原料，富硼尾矿可用作进一步提取硼的原料。
表3 还原物料磁选结果
Figure 2013100078571100002DEST_PATH_IMAGE006
实施例4
本实施例使用的矿样为丹东凤城某选厂含硼铁精矿，其主要成分按质量百分比含Fe 51.63%，B2O3 5.33%，SiO2 5.08%，Al2O3 0.20%，CaO 0.85%，MgO 8.95%，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69.83%，挥发分17.25%，灰分10.06%。
（1）将含硼铁精矿与粒度小于1mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，其中煤粉质量是含硼铁精矿质量的50%，于1150℃对上述混合物料还原60min，将得到的还原物料水淬冷却至室温并烘干，经化学分析，此时还原物料的金属化率为93.15%；
（2）将烘干后的还原物料加水配制成质量浓度为70%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，磨至矿浆中粒度小于0.074mm的物料占还原物料质量的89.93%，然后在72000A/m磁场强度条件下进行磁选，得到铁粉和富硼尾矿，磁选结果如表4所示，铁粉品位94.64%，回收率95.04%，富硼尾矿中B2O3品位16.53%，回收率90.21%，硼的富集比为2.45，硼的活性为83.78%，获得的铁粉满足炼钢用直接还原铁标准，可用作炼钢原料，富硼尾矿可用作进一步提取硼的原料。
表4 还原物料磁选结果
Figure 2013100078571100002DEST_PATH_IMAGE008

Claims (1)

1.一种含硼铁精矿选择性还原综合利用方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）将含硼铁精矿与粒度小于3mm的还原剂煤粉混合均匀形成混合物料，其中煤粉质量是含硼铁精矿质量的25~50%，于1050~1250℃对上述混合物料还原30~70min，将得到的还原物料水淬冷却至室温并烘干；
（2）将烘干后的还原物料加水配制成质量浓度为65~75%的矿浆，采用球磨机球磨矿浆，磨至矿浆中粒度小于0.074mm的物料占还原物料质量的75~90%，然后在64000~80000A/m磁场强度条件下进行磁选，获得回收率＞90%，品位＞90%的铁粉和富硼尾矿，其中富硼尾矿中B2O3品位＞12%，硼回收率＞90%。
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