CN105734192B - 一种低品位赤铁矿的选矿生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低品位赤铁矿的选矿生产方法，该方法包括：将低品位赤铁矿粉、粘结剂混合均匀制成生球团，再将所述生球团制成球团矿；将所述球团矿置于两段式竖炉，采用选择性直接还原法将其还原为含有脉石的磁铁矿球团；竖炉的还原段底部通入高温的CO‑CO2混合气体，冷却段底部通入常温的CO‑CO2混合气体；将还原后的磁铁矿球团破碎、细磨后得到磁化贫铁矿粉，输送进入磁选机进行磁选，最终生产出高品位铁精矿。本发明能使用工业废气CO2作为主要原料气，降低CO2排放，并实现炉顶煤气循环利用的智慧(清洁)生产，且本发明方法预期经济效益好。

Description

一种低品位赤铁矿的选矿生产方法
技术领域
本发明属于选矿与冶金技术领域，具体地指一种低品位赤铁矿的选矿生产方法。
背景技术
我国低品位赤铁矿资源丰富，天然矿产如湖北鄂西和湖南“宁乡”附近的高磷鲕状赤铁矿，以及齐大山、东鞍山、关宝山、司家营、祁东、袁家村的贫铁矿石等；固体废弃物贫铁矿资源如广西铝业的赤泥资源以及甘肃金川的铜渣等。根据对赤铁矿化学分析的结果，其化学成分中的TFe均低于50％，需要经过选矿工艺富积铁元素，才能直接用于高炉炼铁。
根据铁氧化物还原反应的优势区图理论，当温度低于576℃时，CO还原赤铁矿时分两步反应，铁氧化物还原顺序为Fe2O3→Fe3O4→Fe；反之温度高于576℃时，浮士体作为中间产物可稳定存在，还原顺序为Fe2O3→Fe3O4→FexO→Fe。
磁选选矿工艺以煤基直接还原法为主要磁化焙烧手段，即在低品位赤铁矿粉中配入质量分数为5～20％左右的煤粉，在低于576℃条件下还原焙烧，还原产物为磁铁矿与少量铁的混合物，于是把无铁磁性的赤铁矿还原为具有铁磁性的磁铁矿与铁，这样就可以通过磁选的物理选矿方法来分离含铁矿物与脉石。
传统的磁化焙烧工艺主要有竖炉法和回转窑法两种，其中以回转窑法应用最为广泛。通常为了增加磁化焙烧的生产率，促进反应动力学，生产温度控制到576℃以上；但温度提高后，若不能严格控制反应气氛，则从热力学角度而言会生成无铁磁性的浮士体FexO，从而造成后续选矿工艺中铁的损失，而且增加焙烧温度后用水淬法冷却磁化焙烧产品势必造成更大的能量损失。
截至目前，尚没有很好的工业生产方法可以解决对于磁化焙烧过程中产品水淬冷却而造成的能量损失问题以及磁化焙烧尾气的再利用问题，这制约着我国贫铁矿或超贫铁矿资源的进一步开发利用。
发明内容
本发明目的旨在克服现有技术缺陷，目的是提出一种低品位赤铁矿的选矿生产方法，适于规模化生产、环境友好、能耗低、预期经济效益好。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种低品位赤铁矿的选矿生产方法，该方法包括：
(1)取质量百分比为0.5～10％的粘结剂、质量百分比为3～10％的水和余量的低品位赤铁矿粉混合均匀，制成粒径为8～30mm的生球团，将所述生球团制得球团矿；
(2)将氧化球团矿或冷固结球团矿置于两段式竖炉，采用选择性直接还原法将其还原为含有脉石的磁铁矿球团；竖炉的还原段底部通入高温的CO-CO2混合气体，冷却段底部通入常温的CO-CO2混合气体；还原段和冷却段通入的混合气体中CO体积分数均在1～30％范围内，还原段通入的混合气体温度为600～1100℃；
(3)将还原后的磁铁矿球团破碎、细磨后得到磁化贫铁矿粉，输送进入磁选机进行磁选，最终生产出高品位铁精矿。
在上述技术方案中，将所述生球团经过氧化焙烧制得氧化球团矿或所述生球团经过蒸汽养护制得冷固结球团矿。
在上述技术方案中，所述低品位赤铁矿中TFe的质量分数低于50％。
在上述技术方案中，所述粘结剂为膨润土、硅藻土或水泥。
在上述技术方案中，所述氧化焙烧的焙烧温度为500～1200℃，焙烧时间为20～80min。
在上述技术方案中，竖炉炉顶煤气一部分作为过剩气体送入煤气管网或直接排放，另一部分炉顶煤气经除尘后兑入少量CO气体使CO-CO2混合气体中CO的体积分数恢复到1～30％范围内。
在上述技术方案中，兑入CO气体的炉顶煤气再次分为两部分，一部分返回作为原料气加热到600～1100℃后，从还原段底部喷吹，另一部分冷却后返回作为冷却气从冷却段底部喷吹。
与传统的气基或煤基磁化焙烧工艺处理低品位赤铁矿资源相比，本发明的优势和/或特点主要包括以下方面：
(1)本发明能使用工业废气CO2作为主要原料气，降低CO2排放，并实现炉顶煤气循环利用的智慧(清洁)生产。
(2)本发明使用竖炉选择性直接还原低品位赤铁矿球团工艺，每吨矿石只需新增30～60Nm3CO气体，且省去了水淬工艺，通过气固换热过程回收高温磁化球团矿的热量，大幅降低能源消耗。
(3)本发明生产出含脉石及少量磁赤铁矿的磁铁矿球团，其孔隙率大、结构疏松，易于破碎，大幅降低后续破碎、细磨工艺的能量消耗，预期经济效益好。
因此，本发明具有适于大规模工业生产、环境友好、能耗低以及经济效益好等明显优势。
附图说明
图1为本发明低品位赤铁矿的选矿生产方法流程图。
具体实施方式
以下具体优选的实施例对本发明做进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明的一个示例性实施例，包括以下步骤：
(1)低品位赤铁矿等物料的矿物加工。本实施例采用低品位赤铁矿的化学成分主要为：Fe2O3为41.2wt％、Al2O3为9.27wt％、SiO2为17.47wt％、CaO为6.71wt％、P为0.09％。，在低品位赤铁矿粉中添加2.5wt％膨润土并混匀后，配比5％的水分，使用圆盘造球机制成直径为10～16mm的生球团矿；将制成的生球团矿送入链篦机回转窑系统中，使用900℃高温焙烧30min后得到氧化球团矿。
(2)竖炉选择性还原。将氧化球团矿送入竖炉进行选择性直接还原，竖炉还原段的下部喷吹CO含量为15％的CO-CO2混合气，混合气温度为950℃，冷却段下部喷吹常温的CO含量为15％的CO-CO2混合气；竖炉炉顶煤气中CO含量占5.56％，除去炉顶煤气中的水蒸气和炉尘后，将其体积的90％返回混合煤气罐，混合煤气罐中兑入新的CO气体并与前述气体混匀，保持混匀后的混合煤气中CO含量占15％；混合煤气罐中的煤气体积的37％在常温下返回竖炉下部冷却段冷却还原后的磁铁矿球团，混合煤气罐中的煤气体积的63％经过换热器加热，加热时使用的燃料气为炉顶煤气体积的10％兑入焦炉煤气的混合气，加热过程在换热器中进行，并使换热后的混合煤气温度为950℃，换热后的CO-CO2混合气继续从还原段下部喷吹，重复以上循环过程。还原后的磁铁矿球团的孔隙度为40％，结构疏松。
(3)磁铁矿球团破碎、细磨。使用破碎机将步骤2所述的选择性直接还原后的磁铁矿球团破碎，使用高压辊磨机将破碎后的大块矿物粉碎、细磨至-200目含量占90％以上的磁化贫铁矿粉。
(4)磁选机磁选。将步骤3所述的磁化贫铁矿粉送入磁选机中，进行干式磁选，磁选后的铁精矿品位为65％，铁的回收率为95％。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于低品位赤铁矿的化学成分主要为：39.03wt％的Fe2O3、12.87wt％的Al2O3、17.26wt％的SiO2、5.90wt％的CaO、0.2wt％的P。将低品位赤铁矿、膨润土和水混合后使用压球机制成直径为8～15mm的生团矿，生球团的焙烧温度为800℃，焙烧时间40min；还原段通入的混合气体中CO的比例为20％，混合气体的温度为850℃，炉顶煤气中CO含量为7％，炉顶煤气体积的86％返回混合煤气罐，14％返回换热器作燃料气。还原后的磁铁矿球团的孔隙度为40％，结构疏松，磁选后的铁精矿品位为63％，铁的回收率为92％。
综上所述，本发明方法的主要特征是对低品位赤铁矿进行造球、焙烧或养护后，送入竖炉进行选择性直接还原，再对还原产物磁铁矿球团进行破碎、细磨并使用选矿机选矿以实现铁与脉石的高效分离。本方法与其它方法显著不同之处在于能提高低品位矿产资源的选矿生产效率，同时不会降低铁的回收率。本发明环保、低碳、高效，最终产品为高品位铁精矿。

Claims (2)

1.一种低品位赤铁矿的选矿生产方法，其特征在于，包括：
(1)取质量百分比为0.5～10％的粘结剂、质量百分比为3～10％的水和余量的低品位赤铁矿粉混合均匀，制成粒径为8～30mm的生球团，再将所述生球团制成球团矿；将所述生球团经过氧化焙烧制得氧化球团矿或所述生球团经过蒸汽养护制得冷固结球团矿，所述氧化焙烧的焙烧温度为500～1200℃，焙烧时间为20～80min；所述低品位赤铁矿中TFe的质量分数低于50％；
(2)将氧化球团矿或冷固结球团矿置于两段式竖炉，采用选择性直接还原法将其还原为含有脉石的磁铁矿球团；竖炉的还原段底部通入高温的CO-CO2混合气体，冷却段底部通入常温的CO-CO2混合气体；还原段和冷却段通入的混合气体中CO体积分数均在1～30％范围内，还原段通入的混合气体温度为600～1100℃；
竖炉炉顶煤气一部分作为过剩气体送入煤气管网或直接排放，另一部分炉顶煤气经除尘后兑入少量CO气体使CO-CO2混合气体中CO的体积分数恢复到1～30％范围内；
兑入CO气体的炉顶煤气再次分为两部分，一部分返回作为原料气加热到600～1100℃后，从还原段底部喷吹，另一部分冷却后返回作为冷却气从冷却段底部喷吹；
(3)将还原后的磁铁矿球团破碎、细磨后得到磁化贫铁矿粉，输送进入磁选机进行磁选，最终生产出高品位铁精矿。
2.根据权利要求1所述低品位赤铁矿的选矿生产方法，其特征在于：所述粘结剂为膨润土、硅藻土或水泥。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108486362A (zh) * 2018-05-28 2018-09-04 东北大学 一种采用赤铁矿制备含碳球团矿、其球团矿及其冶炼方法
CN109821650A (zh) * 2019-02-15 2019-05-31 河北钢铁集团矿业有限公司 一种高硅赤铁矿尾矿处理工艺
CN111809044A (zh) * 2020-07-27 2020-10-23 北京科技大学 多源复杂低品位铁矿资源利用方法及高品质复合炼铁炉料
CN111979424A (zh) * 2020-08-24 2020-11-24 云南华鼎再生资源开发有限公司 一种含锌和锡的高硫铅渣的冶金方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099465A (zh) * 2014-07-25 2014-10-15 北京科技大学 一种高磷鲕状赤铁矿自催化还原生产高纯还原铁粉的方法
CN104212929A (zh) * 2014-08-19 2014-12-17 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 气基竖炉直接还原-磁选分离处理高磷矿的炼铁方法
CN105219907A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 钢铁研究总院 高磷鲕状赤铁矿气基直接还原-磨矿磁选的炼铁工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099465A (zh) * 2014-07-25 2014-10-15 北京科技大学 一种高磷鲕状赤铁矿自催化还原生产高纯还原铁粉的方法
CN104212929A (zh) * 2014-08-19 2014-12-17 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 气基竖炉直接还原-磁选分离处理高磷矿的炼铁方法
CN105219907A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 钢铁研究总院 高磷鲕状赤铁矿气基直接还原-磨矿磁选的炼铁工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
还原气氛对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响;邵剑华等;《北京科技大学学报》;20130315;第35卷(第3期);第273-281页 *

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