CN104131156B

CN104131156B - 微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法

Info

Publication number: CN104131156B
Application number: CN201410359165.8A
Authority: CN
Inventors: 高太; 王成梁; 李传林; 陆占国; 郑金香; 张国庆; 许洪刚; 徐小革; 陈国岩
Original assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Current assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2034-07-28
Also published as: CN104131156A

Abstract

本发明涉及一种微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法。其特征在于，包括下列步骤：1）将微细晶粒赤铁矿粒度破碎到1～5cm；2）按微细晶粒赤铁矿重量0.5%～2%的比例加入碱或盐制成混合物料，然后进行磁化焙烧，3）磁化焙烧后的混合物料直接进行水淬降至室温，再将磁化焙烧、降温后的混合物料给入球磨机进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到50%~80%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿粉，同时产出磁选尾矿。本发明的优点是：工艺流程简单，成本低、回收质量和效率高，且操作性好技术经济指标好，产品为优质铁精矿，铁的回收率达到80%以上。

Description

微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法

技术领域

本发明属于选矿工艺技术领域，尤其涉及一种微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法。

背景技术

我国铁矿资源虽然储量大，但人均占有量较低，仅为世界人均占有量的34.8%，而且富矿少，贫矿多，共生、伴生矿产多，矿石组分比较复杂，矿物嵌布粒度大多较细，给选矿造成很大困难。目前我国铁矿资源采选回收率约68%，综合利用率仅37%，随着我国钢产量的迅速增长，铁矿石产量已不能满足钢铁工业的需要，而且我国矿业经济基本上还沿用高投入、高消耗的落后传统发展模式，造成矿产资源的严重浪费。所以，合理使用资源，尤其是受目前选矿技术限制而不能利用的复杂难选铁矿石以及虽能利用但质量和利用率较低的铁矿资源，提高资源利用率，以科技促进矿业的发展是必然趋势。

经过60年的开发利用，我国易选铁矿石资源逐渐显现日益短缺的局面，后备矿山明显不足，许多易选铁矿山都已进入地下开采时期，矿石开采成本大幅度的提升使得企业的生产经营状况以及与国外铁矿石生产企业在竞争力方面处于不利的局面。

与此相反的是，我国尚存有相当规模储量的赤铁矿，我国贫赤铁矿储量达200多亿吨，其中微细粒嵌布的赤铁矿占65.3%，但由于矿石嵌布粒度极细，使其可选性较差，长期以来一直没有得到有效的开发利用。鞍山及周边地区赤铁矿的储藏量约为数十亿吨，但因其典型的鲕状、肾状结构和赤铁矿颗粒微细粒嵌布等特点造成其矿石的可选性极差。

难选细晶粒贫赤铁矿石虽可进行采选加工，但由于嵌布粒度微细，在现有设备工艺可选的细度范围内(-200目占70%~90%)有用矿物的单体解离度仅为30%~60%，而单体解离度达到80%~90%时，铁矿颗粒的粒度往往在-500目以下，已超出现有设备工艺的分选粒度下限。微细铁矿物颗粒无法被回收，从而造成有用矿物大量流失。所以，在选矿生产实践中，-25μm的微细粒不能用常规的选矿方法处理，针对微细赤铁矿颗粒本身具有的物理特性，急待采用新的选矿方法对其进行综合的回收。

微细粒弱磁性赤铁矿由于质量小，比表面大，比磁化系数小，导致在分选过程中存在很多问题。常规选矿方法，如强磁选、浮选、重选及这些方法的组合，分选-30μm的微细粒赤铁矿石，即使细磨使其单体解离，也难以实现成功的分选，既不能获得高质量的铁精矿，也不能保证有高的回收率。这是因为任何选矿方法及分选设备都有其最佳的分选粒度范围，特别是选别粒度下限。例如，湿式强磁场磁选机以及刻槽矿泥摇床的分选粒度下限均在30μm左右。用湿式强磁选回收微细粒赤铁矿，分选效果不好，原因在于-30μm的微细赤铁矿颗粒不能有效地被回收进入强磁精矿中；而+30μm粒级则主要是赤铁矿与脉石矿物的连生体。浮选虽然是细粒物料分选的常用方法，但对金属矿物而言，其最佳粒度范围约在75~25μm之间。如果入选物料中含大量小于25μm的微细赤铁矿颗粒，则分选指标恶化，回收率明显降低。

传统的磁化焙烧工艺，如流化床，特别是闪速式焙烧法等对于晶粒粗大的赤铁矿是比较适用的，但对于细微晶粒的赤铁矿，即使磁化焙烧，由于四氧化三铁的晶粒细微，与脉石相难以充分分离，造成选好的磁铁矿产品品位下降，铁的回收率下降。

发明内容

为了克服上述选矿方法的不足，本发明提供一种工艺流程简单，成本低、回收质量和效率高，且操作性好的微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法。

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案是这样实现的。

本发明的微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法，其特征在于，包括下列步骤：

1）将TFe含量范围为30%～45%，FeO含量范围为0%～3%，SiO₂含量为35%～50%、CaO含量为0.5%～5%、MgO含量0.2%～3%、Al₂O₃含量1%～3%的微细晶粒赤铁矿粒度破碎到1～5cm；

2）按微细晶粒赤铁矿重量0.5%～2%的比例加入碱或盐制成混合物料，然后将混合物料送入回转窑内进行磁化焙烧，其中回转窑预热段温度控制在350~750℃，混合物料停留时间控制在2~3小时；在回转窑窑头喷入燃煤或燃气加热形成弱还原气氛，使回转窑高温段CO浓度控制在5%~10%，并将回转窑的高温温度段控制在800~900℃，高温段混合物料停留时间为3~4小时；

3）磁化焙烧后的混合物料直接进行水淬降至室温，然后再将磁化焙烧、降温后的混合物料给入球磨机进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到50%~80%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿粉，同时产出磁选尾矿。

上述微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法，所述的碱为KOH、NaOH中的任意一种或组合使用；所述的盐为Na₂CO₃、NaCl、KCl的任意一种或组合使用。

本发明将粒度控制在1～5cm的原因是，细矿粉的还原速度快，但需要造球，否则在回转窑内容易被气流夹带，考虑到混合物料在回转窑内后续的加热和高温段时间较长，并结合回转窑的工艺条件，选择1～5cm。

碱或盐等物料（如Na₂CO₃、NaOH、NaCl、KCl等等），具有还原催化性能，加速矿粉在较低的温度下发生磁化反应，这些物质除了催化性能外，本研究表明，它们还能促进磁铁矿晶粒的长大；在800～900℃保温3～4小时，磁铁矿的晶粒能从5～10微米长大到30～50微米，这样就为后续的磁选提供了方便条件。研究表明在微细晶粒赤铁矿的原矿中加入0.5%～2%的碱或盐等物料，作用效果好，小于0.5%效果不佳，过高，成本显著增加。

本发明的优点是：工艺流程简单，成本低、回收质量和效率高，且操作性好技术经济指标好，产品为优质铁精矿，铁的回收率达到80%以上。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1:

实施例1中所使用的的主要化学成分见表1，经过相分析，该矿磁铁矿相的晶粒度为5-10微米。

表1微细晶粒赤铁矿各组份含量范围（%）

TFe	FeO	SiO₂	CaO	MgO	Al₂O₃
						35.4	0.5	43.5	1.5	0.8	2.4

首先通过破破碎机将原矿的粒度破碎到1～5cm，然后按微细晶粒赤铁矿重量1%的比例加入NaCl制成混合物料；在内径1.8米、长36米的回转窑内进行试验，用热值为6MJ/m³的煤气加热；控制回转窑窑内混合物料移动速度和温度分布，使混合物料在回转窑预热段温度控制在350~750℃，混合物料停留时间控制在2小时；使固体物料在高温段温度为800~900℃，停留时间为3.5小时以及高温段煤气中CO体积含量控制在7%，焙烧后的物料离开回转窑后直接进行水淬降至室温；再将磁化焙烧及水淬后的物料给入球磨机进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到65%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿，同时产出磁选尾矿。

本实施例结果是：铁精矿主要成分为TFe=65.5%、SiO₂=6.3%、Al₂O₃=1.3%、CaO=0.5%、MgO=0.4%，铁的回收率为83%。

实施例2:

原料采用实施例1中所使用的微细晶粒赤铁矿，焙烧回转窑也采用实施例1中的回转窑。

首先通过破破碎机将原矿的粒度破碎到1～5cm，然后按微细晶粒赤铁矿重量1%的比例加入KOH制成混合物料；在内径1.8米、长36米的回转窑内进行试验，用热值为6MJ/m³的煤气加热；控制回转窑窑内混合物料移动速度和温度分布，使混合物料在回转窑预热段温度控制在350~750℃，混合物料停留时间控制在2.4小时；高温段温度为800~900℃，使固体物料在高温段的停留时间为3.1小时以及高温段煤气中CO体积含量控制在6%，焙烧后的物料离开回转窑后直接进行水淬降至室温；水淬后再将磁化焙烧后的物料进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到75%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿，同时产出磁选尾矿。

本实施例结果是：铁精矿主要成分为TFe=65.2%、SiO₂=6.4%、Al₂O₃=1.3%、CaO=0.5%、MgO=0.4%，铁的收得率为85%。

实施例3

实施例3中所使用的的主要化学成分见表2，经过相分析，该矿磁铁矿相的晶粒度为5-10微米。焙烧窑也采用实施例1中的回转窑。

表2微细晶粒赤铁矿各组份含量范围（%）

TFe	FeO	SiO₂	CaO	MgO	Al₂O₃
						40.3	1.5	30.5	1.0	0.5	1.5

首先通过破破碎机将原矿的粒度破碎到1～5cm，然后按微细晶粒赤铁矿重量1.5%的比例加入NaCl和Na₂CO₃制成混合物料(NaCl和NaCO₃分别加入赤铁矿重量的0.75%)；在内径1.8米、长36米的回转窑内进行试验，用热值为6MJ/m³的煤气加热；控制回转窑窑内物料移动速度和温度分布，使混合物料在回转窑预热段温度控制在350~750℃，混合物料停留时间控制在2.7小时；高温段温度为800~900℃，使固体物料在高温段的停留时间为3.8小时以及高温段煤气中CO体积含量控制在9%，焙烧后的物料离开回转窑后直接水淬降至室温；水淬后再将磁化焙烧后的物料进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到75%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿，同时产出磁选尾矿。

本实施例结果是：铁精矿主要成分为TFe=66.5%、SiO₂=5.2%、Al₂O₃=1.0%、CaO=0.4%、MgO=0.3%，铁的回收率为90%。

实施例4

实施例4中所使用的主要化学成分见表2。

首先通过破破碎机将原矿的粒度破碎到1～5cm，然后按微细晶粒赤铁矿重量1.5%的比例加入KOH和NaOH制成混合物料(NaOH和KOH分别加入赤铁矿重量的0.75%)；在回转窑窑头喷吹煤粉燃烧来控制窑内物料移动速度、温度分布和窑头的冶炼气氛，实现混合物料在回转窑预热段温度控制在350~750℃，混合物料停留时间控制在2.3小时；高温段温度为800~900℃，使固体物料在高温段的停留时间为3.5小时以及高温段煤气中CO体积含量控制在7.5%，焙烧后的物料离开回转窑后直接进行水淬降至室温；水淬后再将磁化焙烧后的物料进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到78%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿，同时产出磁选尾矿。

本实施例结果是：铁精矿主要成分为TFe=66.2%、SiO₂=5.3%、Al₂O₃=1.0%、CaO=0.4%、MgO=0.3%，铁的回收率为88%。

Claims

1.一种微细晶粒赤铁矿的磁化焙烧-磁选选矿方法，其特征在于，包括下列步骤：

1）将TFe含量范围为30%～45%、FeO含量范围为0%～3%、SiO₂含量为35%～50%、CaO含量为0.5%～5%、MgO含量0.2%～3%、Al₂O₃含量1%～3%的微细晶粒赤铁矿粒度破碎到1～5cm；

3）磁化焙烧后的混合物料直接进行水淬降至室温，然后再将磁化焙烧、降温后的混合物料给入球磨机进行再磨矿，球磨后矿粉的粒度为-200目的质量占到50%~80%，给入磁选机进行磁选，最终得到优质的磁铁精矿粉，同时产出磁选尾矿；

所述的碱为KOH、NaOH中的任意一种或组合使用；

所述的盐为Na₂CO₃、NaCl、KCl的任意一种或组合使用。