專利名稱：一種用x熒光揀選—微波碳熱還原制取富鈮礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用X熒光揀選一微波還原工藝從低品位含鈮礦制取富鈮礦的方法，屬礦物提取冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鈮是一種用途很廣的稀有金屬，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油化工、航空航天、核工業(yè)、信息工程、海洋工程以及電子、電器、超導(dǎo)、激光和醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域，并在許多尖端科技領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。
我國鈮資源很豐富，儲(chǔ)量居世界第二位。而其中包頭白云鄂博礦床中鈮資源儲(chǔ)量最大，占我國鈮資源儲(chǔ)量的95%，位居我國第一位。白云鄂博礦床中含有鈮鐵礦等18種鈮礦物，鈮資源儲(chǔ)量大，分布廣，但含鈮品位低，鈮礦物嵌布粒度細(xì)，鈮的分散程度較高，大部分與其它礦共生，增加了選礦難度。
我國對白云鄂博鈮礦選冶技術(shù)的研究，從上世紀(jì)開始?xì)v時(shí)60多年。由于白云鄂博鈮礦礦相復(fù)雜、選冶技術(shù)不過關(guān)，存在諸如浮選工藝復(fù)雜、品位和收率低、能耗大、環(huán)境污染、成本高等問題，使得鈮資源開發(fā)利用始終沒有走向工業(yè)化。包鋼曾經(jīng)利用“高爐一轉(zhuǎn)爐一電爐一電爐”冶煉鈮鐵合金，該工藝生成流程長、成本高、鈮收得率低且得到的含鈮氧化物只能冶煉含鈮13 15%的低級(jí)鈮鐵，而這只占鈮資源綜合利用的1.32 %。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源特別是稀有金屬礦的供給日趨緊張，加快利用低品位稀有金屬礦已經(jīng)成為我國未來20年發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。在鈮資源開發(fā)利用中，一個(gè)關(guān)鍵問題是如何對低品位含鈮礦進(jìn)一步富集，獲得較高品位的富鈮礦。
目前企業(yè)從尾礦中提鈮，采用“多道浮選一三段搖床重選一強(qiáng)磁選脫鐵一重選”工藝，獲得含鈮3%左右、回收率為36%左右的含鈮礦，然后用電爐冶煉此含鈮礦，制取含鈮 13 15%的低級(jí)鈮鐵。采用上述方法提鈮，藥劑污染嚴(yán)重、耗電量大、成本非常高。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耗電量小、成本低、生產(chǎn)效率高的用X突光揀選一微波碳熱還原制取富鈮礦的方法。
技術(shù)解決方案
本發(fā)明包括以下步驟(1)X熒光選礦將低品位含鈮礦破碎，粒徑2飛cm，通過 X熒光揀選的方法選出鈮相對富集的粗鈮礦，然后磨礦，粒度5(Γ200目；(2)微波碳熱還原在X熒光揀選出的粗鈮礦中加入碳質(zhì)還原劑，碳質(zhì)還原劑的加入量為粗鈮礦總量的 O. 1°/Γ3%，通入保護(hù)氣體，流速2-5L/min，微波磁化焙燒溫度為750°C 1200°C，得到含鈮鐵礦；(3)弱磁選含鈮的焙燒礦球磨，粒度20(Γ450目，磁選磁場強(qiáng)度30-95KA/m，加入工業(yè)酒精作為分散劑，工業(yè)酒精的加入量為弱磁選選礦用水量的30%-70%，將鐵礦選出，從而使含鈮礦物最大程度富集在磁選尾礦中，最終獲得富鈮礦。
含鈮礦可選用含鈮鐵礦、鈮鐵金紅石、赤鐵礦、磁鐵礦的礦物。
碳質(zhì)還原劑為納米碳粉、活性炭、木炭、煙煤、無煙煤、焦炭或含有活性炭的瓦斯泥中的一種。
微波還原時(shí)焙燒爐中保護(hù)氣體采用氬氣或氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。
本發(fā)明通過X熒光選礦技術(shù)，從低品位含鈮礦中選出鈮相對富集的粗鈮礦，通過微波碳熱還原，將粗鈮精礦中的赤鐵礦、磁鐵礦、鈮鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)殍F礦，再應(yīng)用弱磁選的方法實(shí)現(xiàn)鐵與銀最大程度的分尚，最終獲得較聞品位的富銀礦和聞品位鐵精礦。
本發(fā)明方法的有益效果在于
1、本發(fā)明通過X熒光選礦后采用微波加熱選擇性還原，赤鐵礦、磁鐵礦以及鈮鐵礦的金屬轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上；然后利用弱磁選的方法就可以實(shí)現(xiàn)鐵礦物與鈮礦物的分離。由于微波具有加熱均勻、加熱速度快、加熱效率高、能夠即時(shí)控制等優(yōu)點(diǎn)，而碳又是一種對微波良好吸收的物質(zhì)，這樣就大大縮短了焙燒時(shí)間，減少了還原劑的消耗量，同時(shí)也減少了有害氣體排放量，節(jié)能又環(huán)保。
2、采用微波加熱選擇性還原比普通電加熱還原所需溫度低，通過簡單磨礦及弱磁選的方法可實(shí)現(xiàn)鐵與鈮礦物有效的分離，而且絕大部分的鈮富集在弱磁選尾礦中，而弱磁選所得的鐵礦品位聞且S、P等有害兀素的含量低，是聞爐煉鐵的良好原料。
3、由于微波能夠有選擇性的加熱金屬礦物，而不同礦物對微波的吸收及熱膨脹系數(shù)不同，這樣就可能在礦物中形成熱應(yīng)力使礦物產(chǎn)生裂紋，所以經(jīng)過微波碳熱還原一弱磁選后的富鈮尾礦，如選用化學(xué)的方法提取，鈮與其它的有價(jià)元素浸出更容易，即浸出速度更快，浸出率更高。


圖1為本發(fā)明流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明方法步驟如下
I) X熒光揀選將低品位含鈮礦破碎，粒徑3-4cm，通過X熒光揀選出鈮相對富集的粗鈮礦，然后磨礦，粒度200目占95%。
2)微波碳熱還原先采用微波碳熱還原的方法對粗鈮礦進(jìn)行碳熱還原，使粗鈮礦中的赤鐵礦、磁鐵礦、鈮鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘勹F。粗鈮礦按重量百分比計(jì)含有赤鐵礦10%-40%、 磁鐵礦10%-40%、鈮鐵礦O. 5%-8%，其余為雜質(zhì)。還原劑采用活性炭，按質(zhì)量百分比活性炭的加入量為O. 1°/Γ20%，還原過程中通入氬氣或氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，流速2-5L/min，在微波碳熱還原溫度為750°C 1200°C的范圍內(nèi)，微波焙燒8 50分鐘，得到含鈮、金屬鐵的焙燒礦。
3)弱磁選將焙燒礦球磨，粒度為200-450目，在磁場強(qiáng)度為30_95KA/m的條件下對球磨焙燒礦進(jìn)行弱磁選，同時(shí)加入工業(yè)酒精作為分散劑，工業(yè)酒精加入量為弱磁選選礦用水量的309Γ70%，這樣有效的防止弱磁選過程中發(fā)生礦物的“磁團(tuán)聚”現(xiàn)象，最后，將鐵礦選出，從而得到富鈮礦。
本發(fā)明中還原劑由納米碳粉、木炭、煙煤、無煙煤、焦炭或含有活性炭的瓦斯泥替代。
實(shí)施例1
將低品位含鈮礦在“X熒光揀選一微波還原”方法中給出的工藝條件下逐步處理。
本實(shí)例中的低品位含鈮礦來自包鋼白云鄂博礦，其成分見表I。
表I包鋼低品位含鈮礦的多元素分析結(jié)果，％
兒 iK TFe FcO SiO； P S F K2ONa2Ofl-m 32.2 1.50 11.42 1.08 I 7.81 0.580.98Κ Κ CaO MgO AlO5 MnO BaO Nb；0, REOK-它it Μ 16.95 2.80 1.68 0.78 2.18 0.15 4.8113.83
采用X熒光揀選的方法，從低品位的白云鄂博含鈮礦中選出含鈮O. 6-2. 0%、鐵品位在30-40%的粗鈮礦。按照活性炭的加入量為粗鈮礦總量的2%配加活性碳，將含碳粗鈮礦在微波還原爐中焙燒20分鐘，還原過程中通入 氬氣作為保護(hù)氣體，流速3L/min，焙燒溫度為1100°C，焙燒產(chǎn)物細(xì)磨至400目，在磁場為80KA/m的弱磁管中磁選，同時(shí)在弱磁管中加入工業(yè)酒精作分散劑，工業(yè)酒精加入量為磁選用水量的50%，磁選產(chǎn)物為鐵精礦和富鈮礦， 其中富鈮尾礦中鈮的品位為4. 23%，回收率為46. 52%，而鐵精礦的金屬轉(zhuǎn)化率為92. 50%。
權(quán)利要求
1.用X熒光揀選一微波碳熱還原制取富鈮礦的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)X熒光揀選將低品位含鈮礦破碎，粒徑2飛cm，通過X熒光揀選出鈮相對富集的粗鈮礦進(jìn)行磨礦，粒度50 200目；(2)微波碳熱還原將步驟(I)中通過X熒光揀選出的粗鈮礦中加入碳質(zhì)還原劑，碳質(zhì)還原劑的加入量為粗鈮礦總量的O. 1°/Γ20%，還原過程中通入保護(hù)氣體，流速2-5L/min， 微波碳熱還原溫度為750°C 1200°C，微波焙燒時(shí)間為8 50分鐘，得到含鈮、金屬鐵的焙燒礦；(3)弱磁選將焙燒礦球磨，粒度為200-450目，在磁場強(qiáng)度為30-95KA/m的條件下對球磨后焙燒礦進(jìn)行弱磁選，將鐵礦選出，從而得到富鈮礦。
2.如權(quán)利要求1所述的用X熒光揀選一微波碳熱還原制取富鈮礦的方法，其特征在于， 弱磁選時(shí)加入工業(yè)酒精作為分散劑，工業(yè)酒精加入量為弱磁選選礦用水量的30°/Γ70%。
3.如權(quán)利I所述的用X熒光揀選一微波碳熱還原制取富鈮礦的方法，其特征在于，低品位含鈮礦中含有鈮鐵礦、鈮鐵金紅石、赤鐵礦、磁鐵礦。
4.如權(quán)利I所述的用X熒光揀選一微波碳熱還原制取富鈮礦的方法，其特征在于，碳質(zhì)還原劑為納米碳粉、活性炭、木炭、煙煤、無煙煤、焦炭或含有活性炭的瓦斯泥中的一種。
5.如權(quán)利I所述的用X熒光揀選一微波碳熱還原制取富鈮礦的方法，其特征在于，微波碳熱還原時(shí)焙燒爐中保護(hù)氣體采用氬氣或氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種用X熒光揀選—微波碳熱還原制取富鈮礦的方法，屬礦物提取冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟(1)通過X熒光揀選出鈮相對富集的粗鈮礦并磨至一定粒度；(2)在粗鈮礦中加入碳質(zhì)還原劑，用微波碳熱還原的方法，使其中的鈮鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦還原為鐵；(3)將還原后的礦物細(xì)磨至入選粒度，采用弱磁選的方法將鐵礦選出，從而使含鈮礦物富集在磁選尾礦中，最終得到富鈮礦。該方法流程短，揀選效率高，礦物焙燒時(shí)間短，還原劑消耗少，減少了有害氣體排放量，節(jié)能又環(huán)保；獲得富鈮礦用于下一步鈮的提取，同時(shí)弱磁選所得的純鐵礦中的S、P等有害元素的含量都較低，是高爐煉鐵的良好原料。
文檔編號(hào)C22B1/02GK102994738SQ20121051739
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者李解, 李保衛(wèi), 王建英, 韓繼鋮 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)