CN113695071A - 一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，将含铁物料进行回转窑氧化还原挥发所产生的熔融回转窑渣用清水和富氧空气混合进行水淬，并在水淬池中吹入空气或富氧空气进行搅拌，然后取出窑渣球磨并置于含磁化水的弱磁场中进行预磁化处理后，再进行强磁选获得含铁大于60%的铁精矿和大于70%的铁精矿磁选率。
Description
技术领域
本发明属于选矿领域，具体涉及一种含铁物料回转窑渣高效磁选回收铁精矿的方法。
背景技术
含铁窑渣一般都会进行磁选铁精矿，浮选碳精矿后再作为建筑原料处理，而含铁窑渣经高温水淬后，虽然细化了窑渣颗粒，但窑渣中的铁成分仍然主要以单质铁形式存在，该类含铁窑渣不仅给球磨带来困难，即球磨时金属铁会难以球磨，阻塞球磨机中的铁弹子，增加了铁弹子磨损，增加球磨机的维护成本。而且在磁选时不仅细小铁颗粒被硅酸盐玻璃体包裹，不易被磁选出来，同时由于金属铁的磁化率低于氧化铁，而磁选效率不高。一般磁选率在30-50%左右，使得磁选尾渣含铁高，不仅影响窑渣中铁的回收，而且对浮选碳精矿也造成影响。目前在生产实践中，往往采用两级球磨，三级以上强磁选，才能获得50-60%的铁精矿磁选率和40-50%的含铁量。这样大大增加了含铁窑渣磁选铁精矿的生产成本和设备投资，使得许多中小型企业不愿进行铁精矿，碳精矿回收而直接将窑渣作为建筑原料处理，造成铁资源浪费。
发明内容
为了克服目前含铁回转窑渣不能高效磁选回收铁精矿的缺点，本发明提出了一套首先尽可能提高含铁窑渣的磁感应强度，再通过磁化水进行预磁化处理后，再进行两级强磁选的方案来获得高效率高质量的铁精矿。
本发明的技术方案：
一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，包括以下步骤：
（1）在含铁熔融回转窑渣排出窑外时，在用清水喷射水淬的同时，安装铁质喷管喷射富氧空气与清水混合进行水淬，获得带有氧化铁的水淬渣；
（2）在水淬渣池底部安装气液搅拌装置，通入空气或富氧空气进行步骤（1）的水淬渣的气体、机械混合搅拌，强化含铁窑渣的空气氧化作用；
（3）取出步骤（2）的氧化窑渣，进行球磨，并置于带有弱磁场的磁化水中进行预磁化处理；
（4）将步骤（3）的预磁化的含铁窑渣进行两级以上强磁选，获得高效率和高质量的铁精矿和磁选尾矿；
（5）将步骤（4）的磁选尾矿进行浮选碳精矿后，再将浮选尾矿返回步骤（3）处理或作为建筑材料使用。
步骤（1）的富氧空气喷管与清水喷管并排安装，直径大小与清水喷管相当或为其2/3；喷射压力与清水喷射压力相同。
步骤（1）的富氧空气含氧量为30-40%.
步骤（2）的气体机械混合搅拌是通过在水淬渣池的底部设置双层结构，上层设计为气体分散盘，孔眼直径为1-3mm，机械搅拌位于双层上面；气体搅拌压力为1-2kg/㎡，机械搅拌为200-500转/分钟。
步骤（3）的预磁化处理，是通过100-5000Gs磁感强度进行磁化而获得的磁化水进行的，预磁化处理为常温，常压，浸泡时间5-30分钟。
步骤（5）的磁浮选尾渣含铁大于10%时，返回步骤（3）预磁化处理后再进行磁选。
本发明具有以下特征：
1、本发明的第一个特征是加强熔融窑渣水淬力度和含铁成分的氧化。在清水喷射时加入相同压力的富氧空气喷射，不仅可以强化水淬渣的细度，还可以在高温状态时尽可能将金属铁或合金氧化为氧化铁或铁氧体。在水淬渣形成后，再在渣池中用空气或富氧空气加机械混合搅拌，又可提高窑渣中铁成分的氧化率和四氧化三铁的含量，同时使窑渣酥松易碎，减轻球磨压力。
2、本发明的第二个特征是在含铁窑渣进行磁选铁精矿之前，利用磁化水进行预磁化处理。含铁窑渣球磨后，用经过100-5000高斯磁场处理获得的磁化水浸泡5-30分钟，或者在进行水的磁化的同时，也进行含铁窑渣的预磁化处理，即磁化水磁场也是预磁处理磁场。再进行两级强磁选。已经磁化的清水可使窑渣中铁、氧化铁或铁氧体能够较充分均匀地先被磁化。同时在磁化水预磁化处理后，磁性成分也易于与非磁性物质二氧化硅、碳等分离，因而也提高了磁选铁精矿的含铁品质。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步地说明。
一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，具体实施步骤如下：
步骤1，在回转窑的含铁熔融窑渣排出窑外时，用清水加富氧空气进行喷射水淬氧化细化窑渣，使水淬渣尽可能细化，其中的铁成分尽可能氧化为氧化铁，增强磁选时的磁感应效率。清水和富氧空气并排喷射，喷射管道及喷嘴大小相等，或富氧空气喷射管道及喷嘴为清水管道2/3大小。喷射压力相等，约1-5kg/㎡。富氧空气含氧量为30-40%。
步骤2，在水淬窑渣池安装气体和机械混合搅拌装置，进一步粉碎窑渣和强化铁成分的氧化。混合搅拌设置在渣池底部，加工为双层结构；空气或富氧空气从夹层中喷出，机械搅拌安装在夹层上部，气体搅拌压力为1-2kg/㎡，夹层的气体分配盘孔径为1-3mm。机械搅拌为桨叶式，转速为200-500转/分钟。
步骤3，由步骤1和2获得的含铁水淬渣，首先进行一级球磨，然后置于磁化水中在常温常压下浸泡5-30分钟达到预磁化处理效果，预磁化使用的磁化水为清水通过磁场强度为100-5000高斯进行磁化获得的磁化水。
步骤4，将步骤3获得的预磁化含铁窑渣进行常规的二级磁选，获得含铁质量分数60-70%的铁精矿和含碳磁选尾矿渣。
步骤5，将步骤4的磁选尾矿渣进行浮选碳精矿，浮选尾渣含铁成分大于10%，则返回球磨和预磁化工序处理，再磁选铁精矿，小于10%则作为建筑原料使用。
通过以上步骤的实施，能够将含铁窑渣的磁选效应提高20%以上达到70%以上，铁精矿品质提高10%以上，达到60%以上，使窑渣中铁成分的回收提高到80%以上，同时减少了球磨机的维护，降低了铁精矿磁选成本10%以上。
本发明能够高效高质量地从含铁物料的氧化还原挥发的回转窑渣中磁选铁精矿，回收铁资源，主要依据如下的工作原理和技术特征：
1、铁在磁场中的磁感应强度的顺序是四氧化三铁＞三氧化二铁＞铁，而冶金中的含铁物质在进行回转窑氧化还原挥发时产出的熔融窑渣的铁成分基本都是以单质铁或铁合金形式存在，并且被硅酸盐玻璃体包裹，通过水淬后，水淬渣进行了细化，但其中的铁成分仍然以金属状态为主。在水淬渣球磨时，大概有10%左右的金属铁被挤压成铁块，阻塞球磨机，同时造成铁弹子磨损，因此增加了球磨机的清理、维护、更换弹子的频率。为了克服这类缺点，本发明的第一个特征是加强熔融窑渣水淬力度和含铁成分的氧化。在清水喷射时加入相同压力的富氧空气喷射，不仅可以强化水淬渣的细度，还可以在高温状态时尽可能将金属铁或合金氧化为氧化铁或铁氧体。实践证明，当富氧空气含氧达到30-40%时，窑渣中的氧化铁成分可达到50%以上，在水淬渣形成后，再在渣池中用空气或富氧空气加机械混合搅拌，又可提高窑渣中铁成分的氧化率和四氧化三铁的含量，同时使窑渣酥松易碎，减轻球磨压力。
2、在含铁窑渣进行磁选铁精矿之前，利用磁化水进行预磁化处理。含铁窑渣球磨后，用经过100-5000高斯磁场处理获得的磁化水浸泡5-30分钟，或者在进行水的磁化的同时，也进行含铁窑渣的预磁化处理，即磁化水磁场也是预磁处理磁场。再进行两级强磁选。已经磁化的清水可使窑渣中铁、氧化铁或铁氧体能够较充分均匀地先被磁化。虽然该磁化强度较弱，但能增强在磁选机磁场中的磁感应强度，氧化铁较金属铁效果明显，这是因为氧化铁易被磁化水浸润和磁化，在进入磁选机时，就更易被磁化而增加了磁选效率。同时在磁化水预磁化处理后，磁性成分也易于与非磁性物质二氧化硅，碳等分离，因而也提高了磁选铁精矿的含铁品质。
实施例：
实施例1，将含铁10%的氧化锌矿进行回转窑氧化还原挥发获得氧化锌粉尘和含铁、碳的熔融窑渣。用含氧30%的富氧空气和清水进行喷射水淬；并在水淬渣池中从底部鼓入含氧30%的富氧空气进行搅拌，然后取出该水淬渣进行球磨，并转入磁化水池中进行预磁化处理；再将预磁化处理后的含铁窑渣进行两级强磁选，获得铁精矿和主要含碳的磁选尾渣。
（1）上述的水淬工艺为气水混合喷射，水压2-3kg/㎡，富氧空气压力2±0.5 kg/㎡。
（2）上述的富氧空气搅拌，是从水淬渣池底部通过气体分配盘，鼓入富氧空气进行，气体分配盘的孔径≤水淬渣颗粒直径或1-3mm；气体搅拌压力2±0.5 kg/㎡，机械搅拌为200-500转/分钟。
（3）上述的磁化水预磁化处理是采用清水经1500高斯磁场磁化获得的磁化水进行循环磁化处理；预磁化时间30分钟。
（4）上述的强磁选为常用的铁精矿强磁选工艺。
按上述技术工艺获得铁精矿的磁选效率为71.5-72.8%，铁精矿含铁62.5%，磁选尾渣含铁5.8%。
实施例2，以实施例1的原料进行回转窑氧化还原挥发，获得熔融窑渣，用含氧40%的富氧空气与清水混合进行2 kg/㎡压力喷射水淬，并用同样的富氧空气和机械混合搅拌水淬渣，获得颗粒度为1-3mm的水淬渣，经球磨后用经2500高斯磁化的磁化水循环预磁化处理20分钟，再进行如例1的两级强磁选，获得铁精矿品质为70.3%，磁选效率75.6%，磁选尾渣含铁3.3%。
实施例3，用实施例1的原料进行回转窑氧化还原挥发，产出的熔融窑渣只用清水进行常规水淬，获得粒度2-50mm的粗细不等的水淬渣，经球磨后分别用实施例1的磁化水进行预磁化和非磁化水预磁化处理后进行两至三级强磁选，获得铁精矿品质经预磁化处理的为54.2%，磁选率为45.5%；非预磁化处理的为43.5%，磁选率为33.1%。
本发明在含铁物料的回转窑氧化还原挥发产出的含铁窑渣，先进行氧化将单质铁转换为氧化铁或单质铁表面氧化生成氧化铁层，再进行预磁化处理后，进行磁选获得铁精矿，本发明大大提高了含铁窑渣的磁选铁精矿效率和获得的铁精矿质量。
以上实例仅仅就本发明作进一步说明，本发明不受此限制。
Claims (6)
1.一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在含铁熔融回转窑渣排出窑外时，在用清水喷射水淬的同时，安装铁质喷管喷射富氧空气与清水混合进行水淬，获得带有氧化铁的水淬渣；
（2）在水淬渣池底部安装气液搅拌装置，通入空气或富氧空气进行步骤（1）的水淬渣的气体、机械混合搅拌，强化含铁窑渣的空气氧化作用；
（3）取出步骤（2）的氧化窑渣，进行球磨，并置于带有弱磁场的磁化水中进行预磁化处理；
（4）将步骤（3）的预磁化的含铁窑渣进行两级以上强磁选，获得高效率和高质量的铁精矿和磁选尾矿；
（5）将步骤（4）的磁选尾矿进行浮选碳精矿后，再将浮选尾矿返回步骤（3）处理或作为建筑材料使用。
2.如权利要求1所述一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，其特征在于：步骤（1）的富氧空气喷管与清水喷管并排安装，直径大小与清水喷管相当或为其2/3；喷射压力与清水喷射压力相同。
3.如权利要求1所述一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，其特征在于：步骤（1）的富氧空气含氧量为30-40%。
4.如权利要求1所述一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，其特征在于：步骤（2）的气体机械混合搅拌是通过在水淬渣池的底部设置双层结构，上层设计为气体分散盘，孔眼直径为1-3mm，机械搅拌位于双层上面；气体搅拌压力为1-2kg/㎡，机械搅拌为200-500转/分钟。
5.如权利要求1所述一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，其特征在于：步骤（3）的预磁化处理，是通过100-5000Gs磁感强度进行磁化而获得的磁化水进行的，预磁化处理为常温，常压，浸泡时间5-30分钟。
6.如权利要求1所述一种含铁物料回转窑渣磁选回收铁精矿的方法，其特征在于：步骤（5）的磁浮选尾渣含铁大于10%时，返回步骤（3）预磁化处理后再进行磁选。
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