CN103937968A - 一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，主要包括如下工艺步骤：步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比为100︰0.5~3︰1~3的比例混均干燥、润磨处理后造球；步骤2：采用炉篦干燥床对所述球团进行干燥；步骤3：采用回转窑或竖炉对所述干燥后球团进行磁化焙烧；步骤4：将磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；步骤5：将冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；步骤6：将磨矿后的矿样进行磁选，分离产出铬精矿与铁精矿。本发明处理工艺可达到铬铁矿铬和铁的有效分离，实现铬铁矿资源的有效利用；从铬铁矿中分离产生的铬精矿铬铁比能达到2.5以上，从铬铁矿中分离产生的铁精矿铁品位可以达到55%以上。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺。
背景技术
铬是重要的战略物资之一，由于它具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金工业、耐火材料和化学工业中得到了广泛的应用。
在冶金工业上，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢，如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船，以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。
冶金用铬铁矿的消耗量占铬铁矿总量的87%，冶金级铬铁矿一般要求含Cr2O340%~50%，铬铁比在2.5以上。要得到高铬铁比的铬铁精矿，最有效的方法是实现铬铁分离，得到铬精矿和铁精矿，各尽其用，实现铬铁矿的资源的有效利用。
铬铁矿中的部分Cr常被Mg、Fe等置换生成类质同象，导致铬铁矿成分复杂，例如新喀里多尼亚铬铁砂矿，矿床平均含有7.8%的Cr2O3，并混有赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿，Fe含量在15%—45%。这导致开采出的铬铁矿既不能达到冶金级铬铁矿的要求，也不能作为铁矿直接进入高炉冶炼，而且此种铬铁砂矿采用常规的选矿方法，如重选、磁选、浮选或联合工艺等，均很难达到选别和铬铁分离的效果，不能实现铬和铁资源的有效利用，因此，只有开发新的铬铁矿处理工艺才能实现铬铁的有效分离，实现铬铁资源的有效利用。
发明内容
为了解决铬铁矿铬铁的有效分离问题，实现铬铁矿资源的有效利用，本发明提供了一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，具体包括如下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比为100︰0.5~3︰1~3的比例混均干燥、润磨处理后用压球机压球或圆盘造球机造球，其中，铬铁矿粒度为-200目含量≥60%且≤80%，还原用煤粒度控制为-200目含量≥60%且≤80%；造球的球团粒度控制为8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，炉篦干燥床鼓入气流温度为100~300℃；
步骤3：采用回转窑或竖炉对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在800~950℃；
步骤4：将步骤3磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5磨矿后的矿样进行磁选，分离产出铬精矿与铁精矿。
进一步地，步骤3中，采用回转窑对步骤2干燥后球团进行磁化焙烧时，焙烧时间为1-3h，回转窑物料填充率控制在15~25%。
进一步地，步骤3中，采用竖炉对步骤2干燥后球团进行磁化焙烧时，焙烧时间控制为6~10h。
进一步地，所述粘结剂为有机粘结剂或无机粘结剂，无机粘结剂采用膨润土或粘土。
进一步地，步骤6中，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1500-1800Oe，二级精选的磁场强度为1100-1300 Oe，三级精选的磁场强度为900-1100Oe。
铬铁矿中的矿物以FeO·Cr2O3为主，还含有少量的赤铁矿（Fe2O3）、褐铁矿（Fe2O3·nH2O）以及菱铁矿（FeCO3），以上矿物均为弱磁性矿物。在磁化焙烧过程中赤铁矿（Fe2O3）、褐铁矿（Fe2O3·nH2O）和菱铁矿（FeCO3）均会被还原生成磁铁矿（Fe3O4），磁铁矿为强磁性矿物。上述还原反应原理如下：
CO2+C→2CO↑
3Fe2O3+C→2Fe304+CO↑
6Fe2O3+C→4Fe304+CO2↑
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2↑
3FeCO3→Fe3O4+2CO2+CO↑
mFe2O3.nH2O→mFe2O3+nH2O
而铬铁矿中的FeO·Cr2O3不能被还原成其他矿物，仍以原状态存在，属弱磁性矿物。因此，经过磁化焙烧后铬铁矿中主要成分为FeO·Cr2O3和磁铁矿（Fe3O4），可通过磁选分离出以FeO·Cr2O3为主的铬精矿和以Fe3O4为主的铁精矿。
本发明的有益效果在于：
1）通过本发明处理工艺可达到铬铁矿铬和铁的有效分离，实现铬铁矿资源的有效利用；
2）利用本发明处理工艺，从铬铁矿中分离产生的铬精矿铬铁比能达到2.5以上，可以达到冶金级铬铁矿的标准；
3）利用本发明处理工艺，从铬铁矿中分离产生的铁精矿铁品位可以达到55%以上，可以满足高炉炼铁的要求；
4）将铬铁矿粉、煤粉、粘结剂混合均匀后造球，造得的含碳球团中铁矿石与煤粉充分接触，可增加还原反应发生几率，降低能耗，增大产能；
5）造球粒度控制在8-15mm之间，减少了粉状物料入窑造成回转窑结圈的可能性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明铬铁矿造球回转窑磁化焙烧工艺进行详细描述。
实施例1
本实施例所述的铬铁矿，其性质为：Cr2O3：28.51%，TFe：31.98%，铬铁比：Cr2O3/FeO=0.693，SiO2：5.74%，A12O3：5.59%，MgO：5.83%。
具体包括以下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比100︰2︰1的比例混均干燥、润磨处理后用圆盘造球机造球；
其中，铬铁矿和还原用煤需用球磨机研磨至-200目含量≥60%且≤80%，粘结剂采用膨润土，球团粒度控制在8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，鼓入气流温度100-200℃；
步骤3：采用回转窑对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在850℃，球团通过回转窑的时间为2h，回转窑的填充率控制为20%；
步骤4：将步骤3所述磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4所述冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5所述磨矿后的矿样送入磁选流程，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1500 Oe，二级精选的磁场强度为1300 Oe，三级精选的磁场强度为1000 Oe。
实施例1可得到铬铁比：Cr2O3/FeO=2.643的铬精矿和TFe品位56.12%的铁精矿。
实施例2
本实施例所述的铬铁矿，其性质为：Cr2O3：28.17%，TFe：33.28%，铬铁比：Cr2O3/FeO=0.658，SiO2：6.32%，A12O3：5.98%，MgO：5.71%。
具体包括以下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比100︰0.5︰2的比例混均干燥、润磨处理后用圆盘造球机造球；
其中，铬铁矿和还原用煤需用球磨机研磨至-200目含量≥60%且≤80%，粘结剂采用粘土，球团粒度控制在8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，鼓入气流温度150-250℃；
步骤3：采用回转窑对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在800℃，球团通过回转窑的时间为3h，回转窑的填充率控制为15%；
步骤4：将步骤3所述磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4所述冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5所述磨矿后的矿样送入磁选流程，其中，一级粗选的磁场强度为1800 Oe，二级精选的磁场强度为1200 Oe，三级精选的磁场强度为900 Oe。
实施例3可得到铬铁比：Cr2O3/FeO=2.591的铬精矿和TFe品位57.63%的铁精矿。
实施例3
本实施例所述的铬铁矿，其性质为：Cr2O3：28.17%，TFe：33.28%，铬铁比：Cr2O3/FeO=0.658，SiO2：6.32%，A12O3：5.98%，MgO：5.71%。
具体包括以下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比100︰3︰3的比例混均干燥、润磨处理后用圆盘造球机造球；
其中，铬铁矿和还原用煤需用球磨机研磨至-200目含量≥60%且≤80%，粘结剂采用膨润土，球团粒度控制在8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，鼓入气流温度200-300℃；
步骤3：采用回转窑对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在950℃，球团通过回转窑的时间为1h，回转窑的填充率控制为25%；
步骤4：将步骤3所述磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4所述冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5所述磨矿后的矿样送入磁选流程，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1700 Oe，二级精选的磁场强度为1100Oe，三级精选的磁场强度为1100 Oe。
实施例3可得到铬铁比：Cr2O3/FeO=2.513的铬精矿和TFe品位57.91%的铁精矿。
实施例4
本实施例所述的铬铁矿，原矿粒度为0~3mm，其性质为：Cr2O3：28.51%，TFe：31.98%，铬铁比：Cr2O3/FeO=0.693，SiO2：5.74%，A12O3：5.59%，MgO：5.83%。
具体包括以下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比100︰2︰2的比例混均干燥、润磨处理后用圆盘造球机造球；
其中，铬铁矿和还原用煤需用球磨机研磨至-200目含量≥60%且≤80%，粘结剂采用膨润土，球团粒度控制在8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，鼓入气流温度100-200℃；
步骤3：采用竖炉对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在800℃，球团通过竖炉的时间为10h；
步骤4：将步骤3所述磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4所述冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5所述磨矿后的矿样送入磁选流程，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1500 Oe，二级精选的磁场强度为1300 Oe，三级精选的磁场强度为1000 Oe。
实施例2可得到铬铁比：Cr2O3/FeO=2.569的铬精矿和TFe品位57.37%的铁精矿。
实施例5
本实施例所述的铬铁矿，其性质为：Cr2O3：28.17%，TFe：33.28%，铬铁比：Cr2O3/FeO=0.658，SiO2：6.32%，A12O3：5.98%，MgO：5.71%。
具体包括以下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比100︰0.5︰3的比例混均干燥、润磨处理后用圆盘造球机造球；
其中，铬铁矿和还原用煤需用球磨机研磨至-200目含量≥60%且≤80%，粘结剂采用粘土，球团粒度控制在8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，鼓入气流温度,150-250℃；
步骤3：采用竖炉对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在870℃，球团通过竖炉的时间为8h；
步骤4：将步骤3所述磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4所述冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5所述磨矿后的矿样送入磁选流程，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1800 Oe，二级精选的磁场强度为1200 Oe，三级精选的磁场强度为900 Oe。
实施例4可得到铬铁比：Cr2O3/FeO=2.551的铬精矿和TFe品位57.79%的铁精矿。
实施例6：
本实施例所述的铬铁矿，其性质为：Cr2O3：28.17%，TFe：33.28%，铬铁比：Cr2O3/FeO=0.658，SiO2：6.32%，A12O3：5.98%，MgO：5.71%。
具体包括以下步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比100︰3︰1的比例混均干燥、润磨处理后用圆盘造球机造球；
其中，铬铁矿和还原用煤需用球磨机研磨至-200目含量≥60%且≤80%，粘结剂采用膨润土，球团粒度控制在8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，鼓入气流温度200-300℃；
步骤3：采用竖炉对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在950℃，球团通过竖炉的时间为6h；
步骤4：将步骤3所述磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4所述冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5所述磨矿后的矿样送入磁选流程，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1700 Oe，二级精选的磁场强度为1100Oe，三级精选的磁场强度为1100 Oe。
实施例6可得到铬铁比：Cr2O3/FeO=2.573的铬精矿和TFe品位58.01%的铁精矿。
Claims (5)
1.一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
步骤1：将铬铁矿、还原用煤、粘结剂按重量比为100︰0.5~3︰1~3的比例混均干燥、润磨处理后用压球机压球或圆盘造球机造球，其中，铬铁矿粒度为-200目含量≥60%且≤80%，还原用煤粒度控制为-200目含量≥60%且≤80%；造球的球团粒度控制为8-15mm，球团落下强度≥5次/ 0.5m，抗压强度≥10 N/球，球团水分控制在8~10%；
步骤2：采用炉篦干燥床对步骤1所述球团进行干燥，炉篦干燥床鼓入气流温度为100~300℃；
步骤3：采用回转窑或竖炉对步骤2所述干燥后球团进行磁化焙烧，焙烧温度控制在800~950℃；
步骤4：将步骤3磁化焙烧后的球团采用水淬方式冷却；
步骤5：将步骤4冷却后的球团磨矿至-200目含量＞80%；
步骤6：将步骤5磨矿后的矿样进行磁选，分离产出铬精矿与铁精矿。
2.根据权利要求1所述的一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，其特征在于，步骤3中，采用回转窑对步骤2干燥后球团进行磁化焙烧时，焙烧时间为1-3h，回转窑物料填充率控制在15~25%。
3.根据权利要求1所述的一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，其特征在于，步骤3中，采用竖炉对步骤2干燥后球团进行磁化焙烧时，焙烧时间控制为6~10h。
4.根据权利要求1所述的一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，其特征在于，所述粘结剂为有机粘结剂或无机粘结剂，无机粘结剂采用膨润土或粘土。
5.根据权利要求1所述的一种铬铁矿造球磁化焙烧处理工艺，其特征在于，步骤6中，磁选包括一粗两精三级磁选，其中，一级粗选的磁场强度为1500-1800Oe，二级精选的磁场强度为1100-1300 Oe，三级精选的磁场强度为900-1100Oe。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140723 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |