CN103111363A - 一种含稀土铁矿石深度还原综合利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种含稀土铁矿石深度还原综合利用的方法，操作方法为：将含稀土铁矿石和煤粉加入到坩埚中，将坩埚放入温度为1125~1250℃的炉腔内，加热，迅速取出还原物料水淬冷却；还原物料经弱磁选得到磁选精矿和尾矿；摇床处理磁选得到的尾矿，将摇床精矿与磁选精矿合并得到预选精矿；预选精矿经一段磨矿，筛分，筛上为金属铁颗粒；筛下产品经二段磨矿，再经弱磁选抛除尾矿，得到的磁精矿再经电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；将上述金属铁颗粒和铁粉合并，得到合格铁粉；将弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位大于15%的富稀土尾矿。本方法不仅实现了矿石中铁的高效回收，同时使矿石中的稀土矿物得到有效富集。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种含稀土铁矿石深度还原综合利用的方法。
背景技术
50多年来，国内外有关科研单位针对白云鄂博矿的综合利用进行了大量的研究，但迄今为止，铁的回收率达71%，稀土仅有少量的回收利用。同时尾矿库和高炉渣内的大量放射性元素、废水和废渣对周围的环境造成了严重污染，形势十分紧迫。因此，研究开发创新性工艺技术，提高白云鄂博氧化矿石的利用效率具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术中含稀土铁矿石高效利用困难的问题，本发明提供了一种含稀土铁矿石深度还原综合利用的方法，包括以下步骤：
（1）将粒度小于3mm的含稀土铁矿石和粒度小于3mm的还原剂煤粉按配碳系数为1.0~3.5加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1125~1250℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为10～60min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；
（2）采用鼓形湿式弱磁选机对水淬后的深度还原物料进行磁选，磁场强度为1250Oe，得到磁选精矿和尾矿；采用摇床对磁选得到的尾矿进行处理，摇床工作条件为给矿浓度10%、冲次300次/min、冲程20mm、冲洗水量2.5L/min、床面倾角3°，将摇床精矿与磁选精矿合并得到预选精矿，摇床尾矿为预选尾矿；
（3）将步骤（2）的预选精矿进行一段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占50%~60%，经0.1~0.3mm的筛子筛分，筛上为金属铁颗粒；
（4）筛下细粒级产品经二段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占70%~90%，再经鼓形湿式弱磁选机抛除尾矿，磁场强度为1000~1200Oe，得到的磁精矿再进行磁场强度为700~900Oe的电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；
（5）将步骤（3）的金属铁颗粒和步骤（4）的铁粉合并，得到符合国家标准的用于炼钢的合格铁粉；将步骤（4）中弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位大于15%的富稀土尾矿，该尾矿可作为进一步提取稀土的原料。
其中，所述的磨矿采用的是筒形球磨机。
本发明的有益效果在于：
弱磁-摇床联合抛尾工艺得到的预选尾矿中C含量达到80.00%以上，是良好的还原剂，可返回深度还原流程循环利用。采用阶段磨矿、粗细分选的工艺流程分选该还原物料，经一段磨矿后，粗粒级部分经筛分直接得到金属铁颗粒，筛下的细粒级进行再磨再选，这样不仅能减少较大金属铁颗粒对细粒级磨选的影响，还能减少二次磨矿的负荷，节约磨矿能耗，使选矿过程更趋合理，更有利于流程中技术指标的提高。
与含稀土铁矿石现有处理工艺相比，本方法可以获得铁品位大于90%，满足炼钢用直接还原铁标准的铁粉，同时铁回收率高达90%以上，远远高于传统工艺。并且，可以获得稀土品位大于15%的富稀土尾矿，REO回收率高达95%以上，该尾矿可以作为进一步提取稀土的原料。本方法不仅实现了矿石中铁的高效回收，同时使矿石中的稀土矿物得到有效富集，为含稀土铁矿石中铁和稀土的综合回收利用提供了新的途径。
附图说明
图1 为本发明的含稀土铁矿石深度还原-阶段磨矿-粗细分选工艺流程示意图。
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，高温钢坩埚型号为200mm×100mm×50mm，湿式鼓型弱磁选机型号是Φ4000mm×300mm，电磁精选机型号为Φ 100mm。
实施例1
本实施例中含稀土铁矿石的铁品位TFe为31.17wt%， REO含量为7.14wt% ，Nb2O5含量为0.127 wt%，煤粉固定碳和挥发分分别为56.10 wt%、30.40 wt%。
（1）将粒度小于2mm的含稀土铁矿石和粒度小于1.5mm的还原剂煤粉按配碳系数2.0加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1225℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为30min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；
（2）采用Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机对水淬后的深度还原物料进行磁选，磁场强度为1250Oe，得到磁选精矿和尾矿；采用摇床在给矿浓度10%、冲次300次/min、冲程20mm，冲洗水量2.5L/min、床面倾角3°条件下处理磁选得到的尾矿，回收其中稀土矿物，REO回收率达42.52 %。将摇床精矿和磁选精矿合并得到预选精矿，摇床尾矿为预选尾矿。获得预选精矿的指标为：铁品位40.91%，铁回收率99.23%，REO品位9.15%，REO回收率98.45%；预选尾矿中C含量81.00%，回收率91.05%；
（3）将步骤（2）的预选精矿进行一段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占57.18%，经0.2mm的筛子筛分，筛上为金属铁颗粒，品位94.15%，回收率37.90%；
（4）筛下细粒级产品经二段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占85.66%，再经Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机磁选抛除尾矿，磁场强度为1100Oe，得到的磁精矿再进行磁场强度为800 Oe的电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；
（5）将步骤（3）的金属铁颗粒和步骤（4）的铁粉合并，得到符合国家标准的用于炼钢的合格铁粉；将步骤（4）中弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位15.50%的富稀土尾矿，该尾矿可作为进一步提取稀土的原料。
采用阶段磨矿-粗细分选的流程，最终获得了铁品位92.02%、回收率93.27%的铁粉和REO品位15.50%、回收率97.18%的富稀土尾矿，而预选尾矿中固定碳含量高达81.00%，是良好的还原剂，可返回深度还原流程循环利用。最终分选结果如表1所示，铁粉化学成分分析结果如表2所示。
表1 实施例1分选结果（质量百分比，%）
表2铁粉主要化学成分（质量百分比，%）
实施例2
本实施例中含稀土铁矿石的铁品位TFe为30.26wt%， REO含量为6.73wt% ，Nb2O5含量为0.123 wt%，煤粉固定碳和挥发分分别为56.10、30.40 wt%。
（1）将粒度小于2mm的含稀土铁矿石和粒度小于1.5mm的还原剂煤粉按配碳系数2.0加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1250℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为10min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；
（2）采用Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机对水淬后的深度还原物料进行磁选，磁场强度为1250Oe，得到磁选精矿和尾矿。将尾矿在给矿浓度10%、冲次300次/min、冲程20mm、冲洗水量2.5L/min、床面倾角3°的条件下进行摇床处理回收稀土矿物，回收率达43.61%。将摇床精矿和磁选精矿合并得到预选精矿，摇床尾矿为预选尾矿。获得预选精矿的指标为：铁品位39.71%，铁回收率99.45%，REO品位8.25%，REO回收率97.52%；预选尾矿中C含量81.50%，回收率90.55%；
（3）将步骤（2）的预选精矿进行一段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占56.58%，经0.28mm的筛子筛分，筛上为金属铁颗粒，品位93.75%，回收率38.20%；
（4）筛下细粒级产品经二段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占76.73%，再经Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机磁选抛除尾矿，磁场强度为1050Oe，得到的磁精矿再进行磁场强度为700Oe的电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；
（5）将步骤（3）的金属铁颗粒和步骤（4）的铁粉合并，得到符合国家标准的用于炼钢的合格铁粉；将步骤（4）中弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位15.17%的富稀土尾矿，该尾矿可作为进一步提取稀土的原料。
采用阶段磨矿-粗细分选的流程，最终获得了铁品位91.72%、回收率92.87%的铁粉和REO品位15.17%、回收率97.06%的富稀土尾矿，而预选尾矿中固定碳含量高达81.50%，是良好的还原剂，可返回深度还原流程循环利用。最终分选结果如表3所示，铁粉化学成分如表4所示。
表3 实施例2分选结果（质量百分比，%）
表4铁粉主要化学成分（质量百分比，%）
实施例3
本实施例中含稀土铁矿石的铁品位TFe为30.72wt%， REO含量为7.02wt% ，Nb2O5含量为0.126 wt%，煤粉固定碳和挥发分分别为56.10、30.40 wt%。
（1）将粒度小于3mm的含稀土铁矿石和粒度小于3mm的还原剂煤粉按配碳系数1.0加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1125℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为60min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；
（2）采用Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机对水淬后的深度还原物料进行磁选，磁场强度为1250Oe，得到磁选精矿和尾矿。将尾矿在给矿浓度10%、冲次300次/min、冲程20mm、冲洗水量2.5L/min、床面倾角3°的条件下进行摇床处理回收稀土矿物，回收率达42.61%。将摇床精矿和磁选精矿合并得到预选精矿，摇床尾矿为预选尾矿。获得预选精矿的指标为：铁品位40.51%，铁回收率99.35%，REO品位8.75%，REO回收率97.83%；预选尾矿中C含量81.34%，回收率90.86%；
（3）将步骤（2）的预选精矿进行一段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占50.48%，经0.10mm的筛子筛分，筛上为金属铁颗粒，品位93.75%，回收率38.20%；
（4）筛下细粒级产品经二段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占70.38%，再经Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机磁选抛除尾矿，磁场强度为1000Oe，得到的磁精矿再进行磁场强度为900Oe的电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；
（5）将步骤（3）的金属铁颗粒和步骤（4）的铁粉合并，得到符合国家标准的用于炼钢的合格铁粉；将步骤（4）中弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位15.81%的富稀土尾矿，该尾矿可作为进一步提取稀土的原料。
采用阶段磨矿-粗细分选的流程，最终获得了铁品位91.86%、回收率93.15%的铁粉和REO品位15.81%、回收率97.22%的富稀土尾矿，而预选尾矿中固定碳含量高达81.34%，是良好的还原剂，可返回深度还原流程循环利用。最终分选结果如表5所示，铁粉化学成分如表6所示。
表5 实施例3分选结果（质量百分比，%）
表6铁粉主要化学成分（质量百分比，%）
实施例4
本实施例中含稀土铁矿石的铁品位TFe为29.86wt%， REO含量为6.89wt% ，Nb2O5含量为0.124 wt%，煤粉固定碳和挥发分分别为56.10、30.40 wt%。
（1）将粒度小于1mm的含稀土铁矿石和粒度小于1mm的还原剂煤粉按配碳系数3.5加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1200℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为20min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；
（2）采用Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机对水淬后的深度还原物料进行磁选，磁场强度为1250Oe，得到磁选精矿和尾矿。将尾矿在给矿浓度10%、冲次300次/min、冲程20mm、冲洗水量2.5L/min、床面倾角3°的条件下进行摇床处理回收稀土矿物，回收率达42.75%。将摇床精矿和磁选精矿合并得到预选精矿，摇床尾矿为预选尾矿。获得预选精矿的指标为：铁品位41.21%，铁回收率99.34%，REO品位8.95%，REO回收率98.32%；预选尾矿中C含量81.30%，回收率90.95%；
（3）将步骤（2）的预选精矿进行一段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占59.88%，经0.30mm的筛子筛分，筛上为金属铁颗粒，品位93.75%，回收率38.20%；
（4）筛下细粒级产品经二段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占89.86%，再经Φ4000mm×300mm鼓形湿式弱磁选机磁选抛除尾矿，磁场强度为1200Oe，得到的磁精矿再进行磁场强度为850Oe的电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；
（5）将步骤（3）的金属铁颗粒和步骤（4）的铁粉合并，得到符合国家标准的用于炼钢的合格铁粉；将步骤（4）中弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位15.26%的富稀土尾矿，该尾矿可作为进一步提取稀土的原料。
采用阶段磨矿-粗细分选的流程，最终获得了铁品位92.06%、回收率93.25%的铁粉和REO品位15.26%、回收率97.06%的富稀土尾矿，而预选尾矿中固定碳含量高达82.30%，是良好的还原剂，可返回深度还原流程循环利用。最终分选结果如表7所示，铁粉化学成分如表8所示。
表7 实施例4分选结果（质量百分比，%）
表8铁粉主要化学成分（质量百分比，%）
Claims (1)
1.一种含稀土铁矿石深度还原综合利用的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将粒度小于3mm的含稀土铁矿石和粒度小于3mm的还原剂煤粉按配碳系数为1.0~3.5加入到钢坩埚中，单向加热炉炉腔内温度达到1125~1250℃时，快速将坩埚放入炉腔内，加热时间为10～60min，然后迅速将还原物料取出，水淬冷却至室温；
（2）采用鼓形湿式弱磁选机对水淬后的深度还原物料进行磁选，磁场强度为1250Oe，得到磁选精矿和尾矿；采用摇床对磁选得到的尾矿进行处理，摇床工作条件为给矿浓度10%、冲次300次/min、冲程20mm、冲洗水量2.5L/min、床面倾角3°，将摇床精矿与磁选精矿合并得到预选精矿，摇床尾矿为预选尾矿；
（3）将步骤（2）的预选精矿进行一段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占50%~60%，经0.1~0.3mm的筛子筛分，筛上为金属铁颗粒；
（4）筛下细粒级产品经二段磨矿，磨至物料细度-0.074mm占70%~90%，再经鼓形湿式弱磁选机抛除尾矿，磁场强度为1000~1200Oe，得到的磁精矿再进行磁场强度为700~900Oe的电磁精选抛除尾矿，得到铁粉；
（5）将步骤（3）的金属铁颗粒和步骤（4）的铁粉合并，得到符合国家标准的用于炼钢的合格铁粉；将步骤（4）中弱磁选抛除的尾矿和电磁精选抛除的尾矿合并，获得稀土品位大于15%的富稀土尾矿，该尾矿可作为进一步提取稀土的原料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130522 |