CN113798054A - 一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理铁尾矿的预选‑流态化焙烧‑磨矿磁选工艺，其特征在于，包括下述具体步骤：1)铁尾矿的弱强磁预选抛尾提质；2)混磁精矿的流态化焙烧；3)焙烧产品的二段弱磁预选抛尾提质；4)二段弱磁精矿的搅拌磨细磨；5)搅拌磨产品的两段连续弱磁精选；该工艺获得铁品位62％以上、铁回收率65％以上最终精矿。与现有技术相比，本发明的优点是：1)流态化焙烧，将弱磁性铁矿物转化为强磁性磁铁矿，效果较常规磁化焙烧更好，实现铁尾矿资源的二次高效回收利用，为企业减排增效；2)通过两次预选抛尾减少后续作业处理量，节能降耗。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺。
背景技术
东鞍山烧结厂处理铁矿石是典型的贫杂赤铁矿，具有品位低、组成复杂、结构构造复杂、嵌布粒度细、磨矿特征差等特点，是我国最有代表性、应用较早、开展研究工作较多的难选贫赤铁矿石。东鞍山烧结厂历经多年技术攻关，在选矿工艺改造方面取得了一定效果。目前生产采用两段连续磨矿、粗细分选、中矿再磨、重选-强磁-阴离子反浮选工艺流程，生产正常情况下可获得精矿铁品位约65％、铁金属回收率70％的选别指标。但是由于铁矿石性质变化较为频繁，生产中仍经常存在尾矿品位偏高、指标波动较大不稳定等情况，特别是浮选尾矿偏高，经常在20％以上，导致东鞍山铁矿资源的综合利用率偏低。
由于浮选尾矿铁品位较高，且粒度较细，二次回收其中的铁资源，变废为宝，再利用无需采矿及破碎粗磨过程相关成本。然而，东烧浮选尾矿粒度细(-0.038mm粒级含量超50％)，铁矿物的浸染粒度细(赤铁矿和磁铁矿在-0.038mm粒级中分布率均高达为95％以上)，且铁主要分布在细粒级(-0.038mm粒级中铁的分布率约65％)的特点异于常规铁矿石。常见的磁化焙烧工艺中，竖炉焙烧工艺难以处理-15mm的粉状矿石；回转窑焙烧工艺仍存在着磁化率低、易结圈、生产不稳定、作业率低和能耗高等问题；常规流态化焙烧工艺具有产品质量均匀稳定和传热效果好等特点，但仍存还原气氛弱、多矿种同步磁化，反应差异大，效率低的问题。针对常规磁化焙烧技术存在的问题，先进的悬浮焙烧技术实现了“铁矿物多相转化精准调控”，“蓄热式高效低温还原”和“非均质颗粒悬浮态控制”，破解了国际上公认的复杂难选铁矿石高效清洁利用技术难题，研发成功了系列化成套工业装备，经济和社会效益显著，推广应用前景广阔。
有鉴于此，针对东烧浮选尾矿特性和清洁生产目标，研究开发能够从东烧浮选尾矿中回收铁的悬浮焙烧工艺，是充分利用我国铁矿资源的迫切需要，也是技术进步的现实要求。
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处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，提高铁矿资源的利用率。
本发明是通过下述技术方案实现的：
本发明的一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，其特征在于，包括下述具体步骤：
步骤1、铁尾矿的一段弱强磁预选抛尾提质
将铁尾矿给入两段连续的一段弱磁选机和强磁选机进行预选抛尾提质，抛除强磁尾矿，获得铁品位为25～35％、铁回收率为85～92％的一段弱磁强磁的混磁精矿；
步骤2、混磁精矿的流态化焙烧
将混磁精矿烘干、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480～580℃，通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为1.5:1～7:1，与Fe2O3发生的主要反应如下：
Fe2O3+CO/H2→Fe3O4+CO2/H2O
步骤3、焙烧产品的二段弱磁预选抛尾提质
将焙烧产品给入二段中磁选机进行弱磁选选别，二段弱磁尾矿抛尾，获得铁品位38～50％、铁回收率74～85％的二段弱磁精矿；
步骤4、二段弱磁精矿的搅拌磨细磨
将二段弱磁精矿给入搅拌磨机进行窄级别细磨，获得为-0.025mm含量占80～97％的搅拌磨产品；
步骤5、搅拌磨产品的两段连续弱磁精选选别
将搅拌磨产品给入两段连续的三段弱磁选机和四段弱磁选机进行弱磁精选选别，三段弱磁尾矿和四段弱磁尾矿抛尾，获得铁品位62％以上、铁回收率65％以上的四段弱磁精矿，四段弱磁精矿为最终精矿；
强磁尾矿、二段弱磁尾矿、三段弱磁尾矿和四段弱磁尾矿合并为最终尾矿，最终尾矿铁品位10％以下。
所述的铁尾矿为-0.074mm粒级含量占70～90％、铁品位18～25％，铁矿物平均单体解离度＞45％的浮选铁尾矿。
所述的强磁选机，其磁场强度范围为7000～9000Oe。
所述的搅拌磨机，其规格型号为NEU-140，采用的磨矿介质为陶瓷球。
所述的一段弱磁选机的磁场强度为1000Oe，二段弱磁选机的磁场强度为3800Oe，三段弱磁选机的磁场强度为1800Oe，四段弱磁选机的磁场强度范围为900～1200Oe。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明通过流态化焙烧，将浮选铁尾矿中的多种铁矿物转化为强磁性的磁铁矿，扩大了铁矿物与脉石间的磁性差异，在后续磁选作业中实现铁矿物与脉石的高效分离，获得铁品位62％以上、铁回收率65％以上的最终精矿。
2、本发明通过两次预选抛尾减少后续作业处理量，节能降耗。
3、本发明可实现铁尾矿资源的二次高效利用，为企业减排增效。
附图说明
图1为本发明实施的工艺流程图。
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。
实施例1
铁尾矿
选取鞍山地区某浮选铁尾矿，粒度为-0.074mm含量占77％、铁品位23.19％、铁矿物平均单体解离度49％；其中，有用矿物主要为赤褐铁矿和菱铁矿，脉石矿物主要为石英；这些铁矿物粒度微细，平均粒度分别为0.021mm和0.013mm，单体解离度分别为62.12％、42.86％。
试验设备
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；
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；GHC-46/1800永磁筒式磁选机，北方重工集团有限公司；
搅拌磨机规格型号为：NEU-140，采用的磨矿介质为陶瓷球，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、铁尾矿的一段弱强磁预选抛尾提质
将铁尾矿给入两段连续的一段弱磁选机(磁场强度为1000Oe)和强磁选机(磁场强度为7500Oe)进行预选抛尾提质，抛除强磁尾矿，提高后续流程处理效率，该作业流程，获得铁品位为24.94％、铁回收率为86.81％的一段弱磁强磁的混磁精矿；
步骤2、混磁精矿的流态化焙烧
将混磁精矿烘干、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500～520℃，通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为3:1，此阶段，物料可脱除吸附水和结晶水等，铁矿石中的赤褐铁矿和菱铁矿等铁矿物转变为成分均一的Fe3O4，如下所示：
Fe2O3+CO/H2→Fe3O4+CO2/H2O
步骤3、焙烧产品的二段弱磁预选抛尾提质
将焙烧产品给入二段弱磁选机(磁场强度3800Oe)进行磁选选别，二段弱磁尾矿抛尾，获得铁品位41.23％、铁回收率77.13％的二段弱磁精矿；
步骤4、二段弱磁精矿的搅拌磨细磨
将二段弱磁精矿给入搅拌磨机进行窄级别细磨，获得-0.025mm含量占96％的搅拌磨产品；
步骤5、搅拌磨产品的两段连续弱磁精选选别
将搅拌磨产品给入两段连续的三段弱磁选机(磁场强度1800Oe)和四段弱磁选机(磁场强度900Oe)进行弱磁精选选别，三段弱磁尾矿和四段弱磁尾矿抛尾，获得铁品位63.15％，铁回收率65.56％的四段弱磁精矿，四段弱磁精矿为最终精矿；
强磁尾矿、二段弱磁尾矿、三段弱磁尾矿和四段弱磁尾矿合并为最终尾矿，最终尾矿铁品位降至9.3％。
实施例2
铁尾矿
选取鞍山地区某浮选铁尾矿，粒度为-0.074mm含量占85％、铁品位19.43％、铁矿物平均单体解离度51％；其中，有用矿物主要为赤褐铁矿和磁铁矿，脉石矿物主要为石英；这些铁矿物粒度微细，平均粒度分别为0.019mm和0.009mm，单体解离度分别为60.21％、41.23％。
试验设备和具体实施步骤与实施例1相同，其中与实施例1不同点如下：
在步骤1中，强磁选机磁场强度为9000Oe，获得铁品位为32.14％、铁回收率为90.32％的一段弱磁强磁的混磁精矿；
在步骤2中，流态化焙烧温度为540～580℃，通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为4:1；
在步骤3中，二段弱磁精矿铁品位44.23％、铁回收率81.67％；
在步骤4中，搅拌磨产品为-0.025mm含量占90％；
在步骤5中，四段弱磁选机的磁场强度为1100Oe；获得铁品位62.14％、铁回收率66.21％的最终精矿；最终尾矿铁品位降至8.5％。
在上述实施例中，可根据适宜工况条件定制个性化反应器，并根据温度、给矿量、总气量和还原剂浓度等耦合因素，对矿石颗粒在反应器中的停留时间进行调节，即可实现矿石颗粒群反应时间的有效控制；也可根据焙烧给矿细度来调节系统负压和焙烧温度，实现系统稳定运行。另外，在实施例中，为了适应东烧浮选尾矿铁品位低的特性，采用将氮气和还原性气体CO或H2混配后再通入反应器的方式，实现还原性气氛的精准控制。
Claims (5)
1.一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，其特征在于，包括下述具体步骤：
步骤1、铁尾矿的一段弱强磁预选抛尾提质
将铁尾矿给入两段连续的一段弱磁选机和强磁选机进行预选抛尾提质，抛除强磁尾矿，获得铁品位为25～35％、铁回收率85～92％的一段弱磁强磁的混磁精矿；
步骤2、混磁精矿的流态化焙烧
将混磁精矿烘干、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480～580℃，通入焙烧炉内的氮气和CO或H2的比例为1.5:1～7:1，与Fe2O3发生的主要反应如下：
Fe2O3+CO/H2→Fe3O4+CO2/H2O
步骤3、焙烧产品的二段弱磁预选抛尾提质
将焙烧产品给入二段弱磁选机进行磁选选别，二段弱磁尾矿抛尾，获得铁品位38～50％、铁回收率74～85％的二段弱磁精矿；
步骤4、二段弱磁精矿的搅拌磨细磨
将二段弱磁精矿给入搅拌磨机进行窄级别细磨，获得为-0.025mm含量占80～97％的搅拌磨产品；
步骤5、搅拌磨产品的两段连续弱磁精选选别
将搅拌磨产品给入两段连续的三段弱磁选机和四段弱磁选机进行弱磁精选选别，三段弱磁尾矿和四段弱磁尾矿抛尾，获得铁品位62％以上、铁回收率65％以上的四段弱磁精矿，四段弱磁精矿为最终精矿；
强磁尾矿、二段弱磁尾矿、三段弱磁尾矿和四段弱磁尾矿合并为最终尾矿，最终尾矿铁品位10％以下。
2.根据权利要求1所述的一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，其特征在于，所述的铁尾矿为-0.074mm粒级含量占70～90％、铁品位18～25％，铁矿物平均单体解离度>45％的浮选铁尾矿。
3.根据权利要求1所述的一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，其特征在于，所述的强磁选机，其磁场强度范围为7000～9000Oe。
4.根据权利要求1所述的一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，其特征在于，所述的搅拌磨机，其规格型号为NEU-140，采用的磨矿介质为陶瓷球。
5.根据权利要求1所述的一种处理铁尾矿的预选-流态化焙烧-磨矿磁选工艺，其特征在于，所述的一段弱磁选机的磁场强度为1000Oe，二段弱磁选机的磁场强度为3800Oe，三段弱磁选机的磁场强度为1800Oe，四段弱磁选机的磁场强度范围为900～1200Oe。
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- 2021-08-23 CN CN202110966488.3A patent/CN113798054A/zh active Pending
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