CN105039682A

CN105039682A - 一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法

Info

Publication number: CN105039682A
Application number: CN201510483911.9A
Authority: CN
Inventors: 王绍艳; 张志强; 谭晓旭; 王月明; 栾旭; 张天昊
Original assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Current assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明公开了一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是用氨气还原难选铁矿为磁化铁矿，再经磁选获得铁精矿。该反应温度低，能耗低；反应时间短，效率高；温度为500℃时，在非旋流悬浮状态下，实现闪速磁化焙烧铁矿，克服现有旋流悬浮闪速磁化焙烧的细粒物料流态化损失大，设备复杂的弊端，无碳磁化，并获得理想分选指标，铁品位为27.90％的原矿经过氨气还原磁化磁选后得到铁品位为65.83％，铁回收率为90.91％的铁精矿。

Description

一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法

技术领域

本发明属于矿物化工技术领域，涉及一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法。

背景技术

磁化焙烧是在一定的温度和还原气氛条件下，将赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等磁性很弱的铁矿石还原磁化变成磁铁矿，使矿石物相发生改变的技术，利用焙烧后铁矿与脉石(如石英等)的巨大磁性差异，可以用弱磁选分离出铁矿。磁化焙烧低品位弱磁性铁矿石是合理有效综合利用或回收铁资源的工艺，对合理利用自然资源、保护人类环境有积极的作用。现有还原气氛主要由煤炭、天然气和生物质提供。如：王明华等用高炉煤气与焦炉煤气混合还原铁矿石(CN104726692A)；龚志军采用煤炭部分热解后的气化煤气在循环流化床反应器进行难选铁矿石的磁化焙烧(CN103866118A)；余永富等用CO含量<15％的弱还原气氛闪速磁化难选铁矿(CN100493724)；杜文广等用焦炉气磁化赤铁矿(CN102311821A)；张裕书等用CO与CO₂构成还原气氛闪速磁化菱铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿等难选铁矿(CN102974456A)；Rusila等用棕榈仁外壳(PSK)还原赤铁矿(RenewableEnergy,2014,63:617-623)，一般地说，碳质还原存在还原温度高、能耗高、磁选精矿含碳量高和产生温室气体等缺点。因此，杜文广等提出用氢气还原铁品位28.63％的山西某贫赤铁矿的方法(太原理工大学学报.2014,45(3):306-310)，虽然还原温度低，但磁选后得到铁品位50.45％、铁回收率60.92％的铁精矿，分选指标不理想。

发明内容

为降低磁化焙烧的还原温度，避免碳质资源的消耗及污染，提高难选铁矿的分选指标，本发明提供了一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法。

一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是用氨气还原难选铁矿为磁化铁矿，再经磁选获得铁精矿。

所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，在高温炉中进行氨气还原难选铁矿的反应，将铁矿粉升温至350℃-750℃，通入氮气置换炉腔及连接部件的空气，再通入氨气置换炉腔的氮气，使炉腔压力为常压-1.2MPa，之后，控制氨气流量为0-3倍炉腔体积/min，还原反应进行5s-1.5h后，通入氮气置换炉腔及连接部件的氨气，将还原后的粉料在非氧化环境下冷却，得到磁化铁矿。

所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，氨气还原铁矿的反应温度为400℃-500℃，反应时间0.2-1.5h。

所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，氨气还原铁矿的反应温度为470℃-730℃，反应时间为10-300s。

所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，将还原后的粉料或者在水中冷却，或者在氮气中冷却。

所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，将高温炉流出的氨气或者用冷凝和干燥方式除水再经压缩循环使用，或者用水吸收生产氨水，或者用酸吸收生产铵盐。

所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，采用磁吸、磁选和研磨方式结合对磁化铁矿粉体进行选别；磁吸方式为用磁体吸出磁性铁矿；磁选方式中，用隔板和尾矿接收器构建选别空间，磁体位于选别空间隔板外侧，矿粉置于选别空间内，湿选时选别空间内充满水，使磁体相对于隔板进行往复运动分选磁性有差异的矿物，磁选时间为0.5-5min；研磨方式的研磨时间0.2-5min。

本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在：

(1)不消耗炭基原料，不产生CO₂温室气体，清洁生产。

(2)氨气还原铁矿的反应温度低，能耗低；反应时间短，效率高。

(3)氨气还原铁矿的反应温度为470～730℃时，在非旋流悬浮状态下，实现闪速磁化焙烧铁矿，克服现有旋流悬浮闪速磁化焙烧的细粒物料流态化损失大，设备复杂的弊端。

(4)分选指标理想。铁品位12.34％的尾矿经过氨气还原磁化-磁选后得到铁品位为65.21％，铁回收率为70.03％的铁精矿；铁品位27.90％的原矿经过氨气还原磁化-磁选后得到铁品位为65.83％，铁回收率为90.91％的铁精矿，进一步分选可以得到铁品位为68.03％，铁回收率为86.12％的铁精矿。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

待选难选铁矿粉体含磁性铁、假象赤铁矿和赤铁矿等，铁品位为27.90％，粒度75μm以下占75％。将铁矿粉放入400℃高温炉中，通入氮气置换炉腔及连接部件的空气，再通入氨气置换炉腔的氮气，之后，控制氨气流量为1.25倍炉腔体积/min，炉腔压力为0.4MPa，还原反应进行0.5h后，通入氮气置换炉腔及连接部件的氨气，将还原后的粉料在氮气中冷却，得到磁化铁矿。该过程中，高温炉流出的氨气用稀硫酸吸收。

磁化铁矿再经下述磁选获得铁精矿。

所用磁体表面的磁场强度为590-640mT，第一步：用玻璃板和高度为1.5cm的尾矿接收器构建选别空间，磁化铁矿置于尾矿接收器中，加水，选别空间内充满浆液，磁体位于隔板上方，使磁体相对于隔板进行往复运动选别2min，精矿F1被吸在隔板下方，与尾矿R1分离；第二步：按第一步选别方法，对精矿F1进行选别，得到精矿F2和尾矿R2；第三步：在研钵中研磨精矿F2，研磨介质为水，研磨时间2min，用磁体吸出精矿F3，尾矿R3留在水中；第四步：按第一步磁选方式，对精矿F3进行选别，得到精矿F4-1和尾矿R4-1，在研钵中研磨尾矿R4-1，研磨介质为水，研磨时间2min，用磁体吸出尾精矿F4-2，尾矿R4-2留在水中，合并F4-1与F4-2为精矿F4，R4-2记为尾矿R4；第五～八步选别，即第N步(N＝5～8)：按第四步选别方法，对精矿F(N-1)进行选别，得到精矿FN和尾矿RN。精矿F8为最终铁精矿，铁品位为67.13％，铁回收率为77.23％。过滤或沉降尾矿浆R1～R8，合并尾矿R1～R8为最终尾矿。选别过程的水循环利用。

实施例2

所用待选尾矿粉体含磁性铁、假象赤铁矿和赤铁矿等，铁品位为12.34％，粒度75μm以下高于75％。磁化焙烧过程及磁选过程均同实施例1。最终铁精矿的铁品位为65.21％，铁回收率为70.03％。

实施例3

所用待选铁矿粉体同实施例1。将铁矿粉放入500℃高温炉中，通入氮气置换炉腔及连接部件的空气，再通入氨气置换炉腔的氮气，之后，控制氨气流量为0.375倍炉腔体积/min，炉腔压力为常压，还原反应进行15min后，通入氮气置换炉腔及连接部件的氨气，将被还原的粉料在水中冷却，得到磁化铁矿的浆液。该过程中，高温炉流出的氨气用稀硫酸吸收。

磁化铁矿的浆液再经下述磁选获得铁精矿。

所用磁体表面的磁场强度为590-640mT，第一步：用磁体从磁化铁矿的浆液吸出磁性铁矿F1，尾矿R1留在水中；第二步：在研钵中研磨磁性铁矿F1，研磨介质为水，研磨时间2min，用磁体吸出精矿F2，尾矿R2留在水中；按第二步选别方法，依次进行第三～七步选别，第N步(N＝3～7)：精矿F(N-1)置于研钵中研磨后磁吸，得到精矿FN和尾矿RN；第八步：用玻璃板和高度为1.5cm的尾矿接收器构建选别空间，精矿F7置于尾矿接收器内，选别空间内充满水，磁体位于隔板上，使磁体相对于隔板进行往复运动选别2min，精矿F8被吸在隔板下方，与尾矿R8分离；按第八步选别方法，依次进行第九、十步选别，第M步(M＝9、10)：精矿F(M-1)置于尾矿接收器内磁选，得到精矿FM和尾矿RM。过滤或沉降尾矿浆R1～R10，合并尾矿R1～R10为最终尾矿，选别过程的水循环利用。铁精矿F10为最终铁精矿，铁品位为67.55％，铁回收率为83.36％。

实施例4

采用氨气闪速磁化焙烧铁矿，所用待选铁矿粉体同实施例1。将铁矿粉放入500℃高温炉中，通入氮气置换炉腔及连接部件的空气，再通入氨气置换炉腔的氮气，之后，控制氨气流量为0.375倍炉腔体积/min，炉腔压力为常压，还原反应进行300s后，通入氮气置换炉腔及连接部件的氨气，将被还原的粉料在水中冷却，得到磁化铁矿的浆液。该过程中，高温炉流出的氨气用稀硫酸吸收。

磁化铁矿的浆液再经下述磁选获得铁精矿。

所用磁体表面的磁场强度为590-640mT，第一步：用磁体从磁化铁矿的浆液吸出磁性铁矿F1，尾矿R1留在水中；第二步：在研钵中研磨磁性铁矿F1，研磨介质为水，研磨时间2min，用磁体吸出精矿F2，尾矿R2留在水中；按第二步选别方法，依次进行第三～五步选别，第N步(N＝3～5)：铁精矿F(N-1)置于研钵中研磨后磁吸，得到铁精矿FN和尾矿RN；第六步：用玻璃板和高度为1.5cm的尾矿接收器构建选别空间，精矿F5置于尾矿接收器内，选别空间内充满水，磁体位于隔板上，使磁体相对于隔板进行往复运动选别2min，精矿F6-1被吸在隔板下方，与尾矿R6-1分离，在研钵中研磨尾矿R6-1，研磨介质为水，研磨时间2min，用磁体吸出尾精矿F6-2，尾矿R6-2留在水中，合并F6-1与F6-2为精矿F6，R6-2记为尾矿R6；第七～九步，即第M步(M＝7～9)：按第六步选别方法，进行精矿F(M-1)选别，得到铁精矿FM和尾矿RM。铁精矿F9铁品位为65.83％，铁回收率为90.91％；第十步：铁精矿F9经干磨和干磁选后，铁精矿F10为最终铁精矿，铁品位为68.03％，铁回收率为86.12％。过滤或沉降尾矿浆R1～R9，合并尾矿R1～R10为最终尾矿，选别过程的水循环利用。

实施例5

采用氨气闪速磁化焙烧铁矿，所用待选铁矿粉体同实施例1。在700℃高温炉中，还原反应进行60s，其它磁化焙烧条件及过程同实施例4。磁选时，所用磁体表面的磁场强度为590-640mT，第一步：用磁体从磁化铁矿的浆液吸出磁性铁矿F1，尾矿R1留在水中；第二步：用玻璃板和高度为1.5cm的尾矿接收器构建选别空间，磁性铁矿F1置于尾矿接收器内，选别空间内充满水，磁体位于隔板上，使磁体相对于隔板进行往复运动选别2min，精矿F2-1被吸在隔板下方，与尾矿R2-1分离，在研钵中研磨尾矿R2-1，研磨介质为水，研磨时间2min，用磁体吸出尾精矿F2-2，尾矿R2-2留在水中，合并F2-1与F2-2为铁精矿F2，R2-2记为尾矿R2；第3～8步，即第N步(N＝3～8)：按第二步选别方法，对精矿F(N-1)进行选别，得到铁精矿FN和尾矿RN。铁精矿F8为最终铁精矿，铁品位为65.78％，铁回收率为92.14％。过滤或沉降尾矿浆R1～R8，合并尾矿R1～R8为最终尾矿。选别过程的水循环利用。

特别指出：为安全操作，氨气还原铁矿的反应前后使氨气不与空气接触，所以，本发明反应前通入氮气置换炉腔及连接部件的空气，反应后通入氮气置换炉腔及连接部件的氨气。惰性气体可起到与氮气相同的作用，抽真空也可以达到同样目的。惰性气体代替氮气或反应前后对高温炉抽真空均属本专利保护范畴。

Claims

1.一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是用氨气还原难选铁矿为磁化铁矿，再经磁选获得铁精矿。

2.根据权利要求1所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是在高温炉中进行氨气还原难选铁矿的反应，将铁矿粉升温至350℃-750℃，通入氮气置换炉腔及连接部件的空气，再通入氨气置换炉腔的氮气，使炉腔压力为常压-1.2MPa，之后，控制氨气流量为0-3倍炉腔体积/min，还原反应进行5s-1.5h后，通入氮气置换炉腔及连接部件的氨气，将还原后的粉料在非氧化环境下冷却，得到磁化铁矿。

3.根据权利要求1和2所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是氨气还原铁矿的反应温度为400℃-500℃，反应时间0.2-1.5h。

4.根据权利要求1和2所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是氨气还原铁矿的反应温度为470℃-730℃，反应时间为10-300s。

5.根据权利要求1、2、3和4所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是将还原后的粉料或者在水中冷却，或者在氮气中冷却。

6.根据权利要求1、2、3和4所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是将高温炉流出的氨气或者用冷凝和干燥方式除水再经压缩循环使用，或者用水吸收生产氨水，或者用酸吸收生产铵盐。

7.根据权利要求1所述的一种难选铁矿的磁化焙烧再磁选的方法，其特征是采用磁吸、磁选和研磨方式结合对磁化铁矿粉体进行选别；磁吸方式为用磁体吸出磁性铁矿；磁选方式中，用隔板和尾矿接收器构建选别空间，磁体位于选别空间隔板外侧，矿粉置于选别空间内，湿选时选别空间内充满水，使磁体相对于隔板进行往复运动分选磁性有差异的矿物，磁选时间为0.5-5min；研磨方式的研磨时间0.2-5min。