CN114645133A - 一种堆存尾矿的磁化焙烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，属于尾矿资源综合利用技术领域。本发明的磁化焙烧方法，先将铁尾矿置于一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，焙烧温度为700～1200℃，保温30～90min；然后将焙烧后的矿料在惰性气体条件下进行冷却，冷却至200～400℃，保温20～40min；将矿料进一步冷却后，磨细后进行磁选，即可得到磁选矿。本发明的方法不需要添加还原剂进行磁化焙烧，通过特定的升温程序和一氧化碳‑二氧化碳混合气氛将铁尾矿中的铁磁化，实现了铁尾矿的有效资源化处理。
Description
技术领域
本发明属于尾矿资源综合利用技术领域，具体涉及一种堆存尾矿的磁化焙烧方法。
背景技术
铁作为地壳中含量第四髙的元素，在世界范围内分布十分广泛。根据2010年美国地质调查局(USGS)对全球范围内的铁资源分布的调查数据显示，中国的铁矿石基础储量占世界总储量的13.5％，排在第四位。中国铁矿石储量虽然很大，但是铁矿品位低，含铁量并不突出。而我国铁尾矿资源十分丰富，铁尾矿量26亿吨，尾矿中平均铁品位约为10％，按全国平均铁精矿品位63.25％折算，相当于4.1亿吨铁精矿。
大量的堆存尾矿不仅会造成资源浪费，还会对环境造成很大威胁和危害，如何将尾矿安全处置实现资源和利用是矿业企业面临的一项重要难题。目前，对尾矿的处理方法一般是作为矿山地下开采采空区的充填料，即水砂充填料或胶结充填的集料；或者有的直接在尾矿堆积场上覆土造田，种植农作物或植树造林。但这些处理方法不仅增加了处理费用，对环境也存在潜在威胁。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，该方法工艺简单，无需添加还原剂，实现了铁尾矿的无害化及较大程度的减量化和资源化。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，包括以下步骤：
步骤1，将铁尾矿置于一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，焙烧温度为700～1200℃，保温30～90min；
步骤2，将步骤1焙烧后的矿料在惰性气体条件下进行冷却，冷却至200～400℃，保温20～40min；
步骤3，将步骤2的矿料冷却，磨细后进行磁选，即可得到磁选矿。
进一步地，步骤1中一氧化碳和二氧化碳的体积比为1～5：2～5，混合气氛的气体流速为20～100mL/min。
更进一步地，步骤1中一氧化碳和二氧化碳的体积比为1～2：2～3，混合气氛的气体流速为40～80mL/min。
进一步地，步骤1中焙烧温度为800～1000℃。
进一步地，步骤1中的焙烧采用程序升温进行，升温速率为5～10℃/min。
更进一步地，步骤1中的焙烧是先以8～10℃/min升温至700～800℃，然后以5～7℃/min升温至800～1000℃进行保温。
进一步地，步骤2中的冷却采用程序降温进行，降温速率为3～8℃/min。
本发明先采用一氧化碳和二氧化碳的混合气氛对尾矿进行还原磁化焙烧，在此过程中无需加入还原剂，减少了污染；经过还原磁化焙烧得到的磁铁矿，在无氧气氛中进行缓慢冷却后，与空气接触可进一步氧化，在这一过程释放的热量，可降低焙烧的热耗。
本发明首先在一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，通过采用特定的升温程序进行焙烧，可最大程度实现有效的还原磁化，使得磁铁矿得到高效回收；在后续的还原氧化中，进一步设定特定的降温程序，提升了磁铁矿的磁性，有效提高磁化效率。
采用上述方案后，本发明的方法不需要添加还原剂进行磁化焙烧，通过特定的升温程序和一氧化碳-二氧化碳混合气氛将铁尾矿中的铁磁化，实现了铁尾矿的有效资源化处理。
具体实施方式
以下将结合具体实施例，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
实施例1
一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，包括以下步骤：
步骤1，将铁尾矿置于一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，焙烧温度为800℃，保温90min；
其中：一氧化碳和二氧化碳的体积比为1：2，混合气氛的气体流速为50mL/min；焙烧采用程序升温进行，先以8℃/min升温至750℃，然后以5℃/min升温至800℃进行保温。
步骤2，将步骤1焙烧后的矿料在惰性气体条件下进行冷却，冷却至200℃，保温40min；
其中：冷却采用程序降温进行，降温速率为8℃/min；惰性气体为氮气；保温过程关闭惰性气体。
步骤3，将步骤2的矿料冷却，磨细后进行磁选，即可得到磁选矿；
其中，磨矿粒度为-0.075mm，磁场强度151.3kA/m。
步骤1中待处理的铁尾矿TFe平均品位36.27％，主要为赤褐铁矿，杂质SiO2含量达25.25％，有害元素S、P含量较低。
经处理后的产率为72.35％，TFe品位为45.14％，回收率为91.14％。
实施例2
一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，包括以下步骤：
步骤1，将铁尾矿置于一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，焙烧温度为900℃，保温70min；
其中：一氧化碳和二氧化碳的体积比为2：3，混合气氛的气体流速为70mL/min；焙烧采用程序升温进行，先以9℃/min升温至850℃，然后以6℃/min升温至900℃进行保温。
步骤2，将步骤1焙烧后的矿料在惰性气体条件下进行冷却，冷却至300℃，保温30min；
其中：冷却采用程序降温进行，降温速率为6℃/min；惰性气体为氮气；保温过程关闭惰性气体。
步骤3，将步骤2的矿料冷却，磨细后进行磁选，即可得到磁选矿。
其中，磨矿粒度为-0.075mm，磁场强度151.3kA/m。
步骤1中待处理的铁尾矿TFe平均品位36.27％，主要为赤褐铁矿，杂质SiO2含量达25.25％，有害元素S、P含量较低。
经处理后的产率为78.96％，TFe品位为46.03％，回收率为94.59％。
实施例3
一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，包括以下步骤：
步骤1，将铁尾矿置于一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，焙烧温度为1000℃，保温60min；
其中：一氧化碳和二氧化碳的体积比为3：4，混合气氛的气体流速为70mL/min；焙烧采用程序升温进行，先以10℃/min升温至800℃，然后以7℃/min升温至1000℃进行保温。
步骤2，将步骤1焙烧后的矿料在惰性气体条件下进行冷却，冷却至400℃，保温20min；
其中：冷却采用程序降温进行，降温速率为3℃/min；惰性气体为氮气；保温过程关闭惰性气体。
步骤3，将步骤2的矿料冷却，磨细后进行磁选，即可得到磁选矿。
其中，磨矿粒度为-0.075mm，磁场强度151.3kA/m。
步骤1中待处理的铁尾矿TFe平均品位36.27％，主要为赤褐铁矿，杂质SiO2含量达25.25％，有害元素S、P含量较低。
经处理后的产率为71.52％，TFe品位为44.59％，回收率为90.23％。
对比例1
本实施例与实施例2的区别在于：未采用一氧化碳和二氧化碳的混合气氛，也未惰性气体条件下进行冷却。具体如下：
一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，包括以下步骤：
步骤1，将铁尾矿进行焙烧，焙烧温度为900℃，保温70min；
步骤2，将步骤1焙烧后的矿料进行冷却；
步骤3，将冷却后的矿料磨细后进行磁选，即可得到磁选矿。
其中，磨矿粒度为-0.075mm磁场强度151.3kA/m。
步骤1中待处理的铁尾矿TFe平均品位36.27％，主要为赤褐铁矿，杂质SiO2含量达25.25％，有害元素S、P含量较低。
经处理后的产率为48.93％，TFe品位为53.96％，回收率为65.04％。
Claims (7)
1.一种堆存尾矿的磁化焙烧方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，将铁尾矿置于一氧化碳和二氧化碳的混合气氛下进行焙烧，焙烧温度为700～1200℃，保温30～90min；
步骤2，将步骤1焙烧后的矿料在惰性气体条件下进行冷却，冷却至200～400℃，保温20～40min；
步骤3，将步骤2的矿料冷却，磨细后进行磁选，即可得到磁选矿。
2.如权利要求1所述的磁化焙烧方法，其特征在于：所述步骤1中，一氧化碳和二氧化碳的体积比为1～5：2～5，混合气氛的气体流速为20～100mL/min。
3.如权利要求1所述的磁化焙烧方法，其特征在于：所述步骤1中，一氧化碳和二氧化碳的体积比为1～2：2～3，混合气氛的气体流速为40～80mL/min。
4.如权利要求1所述的磁化焙烧方法，其特征在于：所述步骤1中，焙烧温度为800～1000℃。
5.如权利要求4所述的磁化焙烧方法，其特征在于：所述步骤1中，焙烧采用程序升温进行，升温速率为5～10℃/min。
6.如权利要求5所述的磁化焙烧方法，其特征在于：所述步骤1中，焙烧是先以8～10℃/min升温至700～800℃，然后以5～7℃/min升温至800～1000℃进行保温。
7.如权利要求1所述的磁化焙烧方法，其特征在于：所述步骤2中，冷却采用程序降温进行，降温速率为3～8℃/min。
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