CN113798053A - 一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法 - Google Patents

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孙永升
金磊
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Abstract

本发明涉及一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于,对于品位18~26%、单体解离度<40%的铁尾矿的强化回收方法,包括下述步骤:1)强磁预选抛尾提质;2)强磁精矿的搅拌磨机细磨,获得为‑0.025mm含量占85~97%的排矿产品;3)排矿产品的流态化焙烧;4)焙烧产品的弱磁选别,获得铁品位62%以上、铁回收率60%以上的弱磁精矿。本发明的优点是:强磁预选抛尾,减少后续流程处理量,节能降耗,提高效率;2)搅拌磨机细磨,减少过磨,增大反应的活性位点,强化还原,提高焙烧反应速率,缩短10%以上的焙烧时间;3)相比于“先焙烧‑后细磨”流程,在精矿品位稳定情况下,提高回收率2个百分以上。

Description

一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域,具体涉及一种鞍山式尾矿中铁资源的强化回收方法。
背景技术
我国铁矿资源贫矿多、富矿少,存在原矿品位低、矿物组成复杂、嵌布粒度细等特点。导致大量贫铁矿被低效率开采,产生了大量的铁尾矿,其无序堆放不仅严重影响了周边环境,更是铁矿资源的浪费。由于铁尾矿具有含铁量高、粒度细,无采矿和破碎成本等优势,对铁尾矿中的有价的铁矿物进行回收再利用,是处理铁尾矿的最佳方法。从铁尾矿中回收铁不仅减少了铁尾矿排放量,而且对提高了铁矿资源的综合利用率,创造了新的经济价值。
由于铁尾矿存在铁矿物嵌布粒度细,单体解离度偏低等特点,因此常规回收铁尾矿中铁资源的工艺,必须包括细磨作业以提高铁矿物的单体解离度,然后采用常规选矿方法进行选别回收。但是实际应用中,常规选矿方法重选,磁选,浮选及联合工艺均难达到较好的效果。例如,经过细磨后的铁尾矿,重选不能处理粉状矿石;磁选场强低易造成微细粒铁矿物流失,降低回收率,磁选场强高易造成磁团聚,降低产品质量;对于浮选来说,细磨后会造成浮选矿浆泥化,浮选效果变差,浮选药剂用量急剧升高,成本更要增加。另外,有研究表明,采用对强磁选富集后的铁尾矿磁化焙烧后再进行细磨弱磁选的工艺,效果好于采用常规选矿方法进行铁尾矿的再回收利用,但是磁化焙烧方法的不足之处是能耗偏高,成本增加。
综上所述,现有技术铁尾矿中铁资源的回收工艺存在以下两个难点:一、铁尾矿粒度细且铁矿物单体解离度低,必须进行细磨矿,但过磨又易导致后续作业铁矿物流失;二、铁矿物与脉石间磁性差异小,磁选机场强低铁易流失,回收率降低,磁选机场强高易造成磁团聚,精矿质量难以保证。磁化焙烧工艺有应用前景,但是尚需作进一步深入研究探讨。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,本发明通过对强磁精矿的窄级别磨矿,强化铁矿物单体解离,同时增大比表面积和活性位点,促进和强化还原焙烧的效果,利于通过后续弱磁选作业回收铁精矿,提高铁矿资源回收率。
本发明是通过下述技术方案实现的:
本发明的一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于包括下述步骤:
步骤1、铁尾矿的强磁预选抛尾提质
将铁尾矿给入强磁选机进行预选抛尾提质,抛除强磁尾矿,获得铁品位为30~40%、铁回收率为75~86%的强磁精矿;
步骤2、强磁精矿的搅拌磨机细磨
将强磁精矿给入搅拌磨机进行窄级别细磨,获得为-0.025mm含量占85~97%的搅拌磨机排矿产品;
步骤3、搅拌磨机排矿产品的流态化焙烧
将搅拌磨机排矿产品烘干,混匀,给入焙烧炉进行流态化焙烧,获得焙烧产品;流态化焙烧的工艺参数为:焙烧炉内焙烧温度为500~580℃,通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为1:1~5:1,焙烧时间为10~30min。在此阶段,还原性气体与Fe2O3发生的主要反应如下,生成强磁性的磁铁矿Fe3O4
Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2
Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O
步骤4、焙烧产品的弱磁选别
将焙烧产品给入常规湿式弱磁选机进行弱磁选别,弱磁尾矿抛尾,获得铁品位62%以上、铁回收率60%以上的弱磁精矿,弱磁精矿为最终精矿。
优选地,在步骤1中,所述的铁尾矿为-0.074mm粒级含量占50~90%、铁品位18~26%,铁矿物单体解离度<40%的铁尾矿。
优选地,在步骤1中,所述的强磁选机,其磁场强度范围为6000~10000Oe。
优选地,在步骤2中,所述的搅拌磨机,其规格型号为NEUMM-3型的陶瓷球搅拌磨磨机;
优选地,在步骤4中,所述的常规湿式弱磁选机,其磁场强度范围为1000~1800Oe。
与现有技术相比,本发明的优点是:
1、本发明通过强磁选预富集作业,可预先抛出部分脉石,减少后续流程处理量,节能降耗,节约成本,提高生产效率;
2、本发明采用以研磨作用为主的搅拌磨,实现铁矿物的窄级别细磨、超细磨,控制产品的粒度范围,减少过磨现象的发生;同时提高铁矿物的单体解离度,降低颗粒粒度,增大比表面积和反应的活性位点,有利于提高焙烧反应速率,缩短焙烧反应时间,从而达到强化还原的目的;
3、相比于传统焙烧方式,流态化焙烧的气固接触更加充分,传质传热效率更高。
4、相比于原来“先焙烧-后细磨”工艺流程,本发明可在精矿品位稳定情况下,提高最终精矿铁回收率1-3个百分点,同时,缩短10~20%的焙烧时间。
附图说明
图1为本发明实施的工艺流程。
图2原“先焙烧-后细磨”工艺流程。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
铁尾矿品位低,除了以脉石矿物为主以外,其特点普遍为强磁性铁矿物含量相对低、弱磁性铁矿物含量相对高、单体铁矿物和富连生体含量相对低、铁矿物贫连生体含量相对高。因此,首先对铁尾矿试样进行强磁抛尾预富集作业,以便减少后续作业的处理量,节能降耗,提高生产效率。
实施例1
铁尾矿:
选取鞍山地区某铁尾矿,有用矿物为赤铁矿和磁铁矿,脉石矿物主要为石英,粒度为-0.074mm含量占64%、铁品位19%、铁矿物单体解离度35%,
试验设备:
试验采用的弱磁选机规格型号为:RK/CRSΦ400×300型滚筒磁选机,武汉洛克制造有限公司;
强磁机规格型号为:LGS-1000立式感应湿式强磁选机,沈阳隆基电磁科技有限公司;
搅拌磨机规格型号为:NEUMM-3型陶瓷球搅拌磨磨机,东北大学;
流态化焙烧炉型号为:OTF-1200X-S-VT立式悬浮炉,合肥科晶。
具体实施过程如下:
步骤1、铁尾矿的强磁预选抛尾提质
将铁尾矿给入强磁选机进行预选抛尾提质(磁场强度10000Oe),抛除强磁尾矿,获得铁品位为32.21%、铁回收率为84.10%的强磁精矿;
步骤2、强磁精矿的搅拌磨机细磨
将强磁精矿给入搅拌磨机进行窄级别细磨,获得-0.025mm含量占95%的搅拌磨机排矿产品;
步骤3、搅拌磨机排矿产品的流态化焙烧
将搅拌磨机排矿产品烘干、混匀后,给入焙烧炉进行流态化焙烧,获得焙烧产品;流态化焙烧的工艺参数为:焙烧炉内焙烧温度控制在510~530℃之间,通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为4:1,焙烧时间为20min。在此阶段,还原性气体与Fe2O3发生的主要反应如下,生成强磁性的磁铁矿Fe3O4
Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2
Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O
步骤4、焙烧产品的弱磁选别
将焙烧产品给入湿式弱磁选机进行弱磁选别(磁场强度为1500Oe),弱磁尾矿抛尾,获得铁品位62.51%,铁回收率61.41%的弱磁选铁精矿,弱磁精矿为最终精矿。
相比于“先焙烧-后细磨”流程的最终精矿品位62.45%、铁回收率60.01%的技术指标,本发明可在精矿品位稳定情况下,提高铁回收率1.41个百分点,同时,缩短15%的焙烧时间。
实施例2
实施例2使用设备及流程与实施例1相同,不同点在于:
铁尾矿矿样为铁品位23%,铁矿物单体解离度31%,-0.074mm含量为67%。
强磁(磁场强度8500Oe)预选抛尾提质获得了全铁品位为36%,铁回收率81%的强磁精矿;
搅拌磨机细磨产品粒度为-0.025mm含量91%;
流态化焙烧温度维持在540~560℃,炉体内通入比例为3.5:1的氮气和CO或H2;
焙烧产品采用普通湿式弱磁选机(磁场强度为1200Oe)进行磁选作业,最终得到铁品位63.23%,铁回收率60.67%的弱磁选铁精矿。
相比于“先焙烧-后细磨”流程的最终精矿品位63.16%、铁回收率58.52%的技术指标,本发明可在精矿品位稳定情况下,提高铁回收率2.15个百分点,同时,缩短12%的焙烧时间。

Claims (5)

1.一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于包括下述步骤:
步骤1、铁尾矿的强磁预选抛尾提质
将铁尾矿给入强磁选机进行预选抛尾提质,抛除强磁尾矿,获得铁品位为30~40%、铁回收率为75~86%的强磁精矿;
步骤2、强磁精矿的搅拌磨机细磨
将强磁精矿给入搅拌磨机进行窄级别细磨,获得为-0.025mm含量占85~97%的搅拌磨机排矿产品;
步骤3、搅拌磨机排矿产品的流态化焙烧
将搅拌磨机排矿产品给入焙烧炉进行流态化焙烧,获得焙烧产品;流态化焙烧的工艺参数为:焙烧炉内焙烧温度为500~580℃,通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为1:1~5:1,与Fe2O3发生的主要反应如下:
Fe2O3+CO/H2→Fe3O4+CO2/H2O
步骤4、焙烧产品的弱磁选别
将焙烧产品给入常规湿式弱磁选机或干式弱磁选机进行弱磁选别,弱磁尾矿抛尾,获得铁品位62%以上、铁回收率60%以上的弱磁精矿,弱磁精矿为最终精矿。
2.根据权利要求1所述的一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于,所述的铁尾矿为-0.074mm粒级含量占50~90%、铁品位18~26%,铁矿物单体解离度<40%的铁尾矿。
3.根据权利要求1所述的一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于,所述的强磁选机,其磁场强度范围为6000~10000Oe。
4.根据权利要求1所述的一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于,所述的搅拌磨机,其规格型号为NEUMM-3型的陶瓷球搅拌磨磨机。
5.根据权利要求1所述的一种鞍山式铁尾矿中铁资源的强化回收方法,其特征在于,所述的常规湿式弱磁选机或干式弱磁选机,其磁场强度范围为1000~1800Oe。
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