一種赤褐混合鐵礦石三段懸浮焙燒-磁選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種赤褐混合鐵礦石三段懸浮焙燒-磁 選方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，鐵礦石需求量急劇攀升；我國(guó)鐵礦石品位低、稟賦差、采 選成本高，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)鐵礦石生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需求；2014年，我國(guó)進(jìn)口鐵 礦石9. 33億噸，對(duì)外依存度高達(dá)78. 5%，鐵礦石對(duì)外依存度過高，使中國(guó)鋼鐵的國(guó)際話語權(quán) 和安全性進(jìn)一步降低。2014年進(jìn)口鐵礦石價(jià)格已由年初的130美元/t降低至70美元/ t以下，國(guó)廣鐵礦也相應(yīng)降價(jià)40%以上，造成國(guó)內(nèi)鐵礦山近乎全彳丁業(yè)萬損；鋼鐵工業(yè)是國(guó)民 經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)保障社會(huì)民生具有不可替代的作用，我國(guó)鐵礦供應(yīng)不足已成為制約國(guó)家 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的"瓶頸"，甚至成為伴隨工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化全過程的一個(gè)重大現(xiàn)實(shí)問題；因 此，加強(qiáng)我國(guó)復(fù)雜難選鐵礦資源的高效開發(fā)利用具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0003] 赤鐵礦-褐鐵礦混合礦石是典型的復(fù)雜難選鐵礦資源，其化學(xué)成分不固定，嵌布 粒度細(xì)，且碎磨過程中易泥化，屬于復(fù)雜難選鐵礦石；目前我國(guó)已探明儲(chǔ)量約為12. 3億t， 主要分布于云南、廣東、廣西、山東、貴州、江西、新疆和福建等??；由于受褐鐵礦礦石性質(zhì) (極易泥化)、強(qiáng)磁選設(shè)備(對(duì)-20 y m鐵礦物回收率較差)、浮選藥劑制度和磁化焙燒成本高 的制約，褐鐵礦資源利用率極低，大部分沒有有效回收利用，或根本沒有開采；其中赤鐵礦 中的鐵占30~90%、褐鐵礦中的鐵占5~60% ;因其礦物嵌布粒度細(xì)，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其選別難 度較大。目前對(duì)赤褐鐵礦典型的選礦工藝有單一選別流程(重選、磁選和浮選等)、磁一浮聯(lián) 合流程，還原焙燒一磁選一浸出流程和氯化焙燒流程等。
[0004] 磁化焙燒-磁選是指將物料或礦石加熱在相應(yīng)的氣氛中進(jìn)行復(fù)雜的物理化學(xué)作 用，使弱磁性鐵礦物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁性鐵礦物（Fe 304)，再利用礦物之間的磁性差異進(jìn)行磁選； 常見的磁化焙燒方式有豎爐焙燒、回轉(zhuǎn)窯焙燒、流態(tài)化焙燒等；邱崇棟等采用閃速磁化焙 燒-弱磁選工藝和氯化焙燒-弱磁選工藝對(duì)昆鋼包子鋪赤褐鐵礦進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)；試驗(yàn)結(jié)果 表明，閃速磁化焙燒-弱磁選工藝能有效提高鐵精礦品位，得到鐵精礦產(chǎn)率55. 27%、品位 59. 47%、回收率92. 86%的良好指標(biāo)；氯化離析-弱磁選工藝可獲得鐵精礦產(chǎn)率36. 26%、鐵 品位77. 24% (含P0. 22% )、鐵回收率80. 20%的指標(biāo)，但該工藝中氯化劑的回收利用有待進(jìn) 一步研宄，且工藝成本較高，還需研宄解決許多工程化的關(guān)鍵技術(shù)。
[0005] 以上磁化焙燒技術(shù)處理赤鐵礦-褐鐵礦混合礦時(shí)，存在以下三方面的問題：1、由 于鐵礦物性質(zhì)不一致，相同還原條件下不同礦物的反應(yīng)不同步，還原物料不能完全反應(yīng)生 成磁性的Fe 304，或者出現(xiàn)過還原生成無磁性的FeO,進(jìn)而造成分選指標(biāo)較差；2、物料加熱和 還原是同步進(jìn)行，還原氣氛難以保證，工業(yè)化實(shí)施困難；3、無法處理0~25mm細(xì)粒級(jí)物料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是提供一種赤褐混合鐵礦石三段懸浮焙燒-磁選方法，通過將赤鐵 礦-褐鐵礦混合礦石預(yù)氧化-還原-再氧化懸浮焙燒，獲得選別指標(biāo)較高的鐵精礦。
[0007] 本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行： 1、 預(yù)氧化：將赤褐混合鐵礦石磨礦至粒度_〇. 〇74mm占總重量的40~80%，然后放入懸 浮反應(yīng)爐中，向懸浮反應(yīng)爐中通入空氣，使物料呈懸浮狀態(tài)；將懸浮反應(yīng)爐內(nèi)物料加熱至 450~800°C進(jìn)行預(yù)氧化焙燒，此時(shí)懸浮反應(yīng)爐內(nèi)為氧化氣氛，預(yù)氧化的時(shí)間為10~120s ;所 述的赤褐混合鐵礦石為赤鐵礦-褐鐵礦混合礦石； 2、 蓄熱還原：保溫完成后停止加熱，向懸浮反應(yīng)爐內(nèi)通入氮?dú)庵脫Q出空氣；然后向懸 浮反應(yīng)爐內(nèi)通入還原性氣體，使物料處于懸浮松散狀態(tài)，利用物料自身儲(chǔ)蓄的熱量進(jìn)行還 原，還原時(shí)間為5~60秒； 3、 再氧化：還原結(jié)束后停止通入還原性氣體，向懸浮反應(yīng)爐內(nèi)通入氮?dú)庵脫Q出未 反應(yīng)的殘余還原性氣體，通過懸浮反應(yīng)爐夾套的冷卻水對(duì)懸浮反應(yīng)爐降溫，當(dāng)溫度降至 250~400°C時(shí)，向懸浮反應(yīng)爐內(nèi)通入空氣進(jìn)行再氧化，當(dāng)懸浮反應(yīng)爐內(nèi)的物料降溫至100°C 以下時(shí)，將物料取出進(jìn)行二次磨礦； 4、 磁選：當(dāng)二次磨礦后的物料至粒度-0. 044mm的部分占總重量的40~80%時(shí)，將二次磨 礦后的物料在磁場(chǎng)強(qiáng)度60~100kA/m條件下進(jìn)行磁選，獲得磁選精礦和磁選尾礦。
[0008] 上述方法中，將懸浮焙燒爐內(nèi)物料加熱是向懸浮焙燒爐內(nèi)通入液化氣并點(diǎn)燃進(jìn)行 加熱。
[0009] 上述方法中，預(yù)氧化、還原和再氧化過程中，懸浮焙燒爐的夾套內(nèi)始終流通有冷卻 水。
[0010] 上述方法中，步驟2中通入還原性氣體的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)猓€原性氣體和氮?dú)?的流量比為1: (1~1〇)。
[0011] 上述的還原性氣體選用一氧化碳。
[0012] 上述方法中，步驟1中的預(yù)氧化的反應(yīng)式為： Fe203 ? 2H20(s) = Fe203(s)+ 2H20(g) (1) 褐鐵礦（Fe203 ? 2H20)轉(zhuǎn)化為Fe203。
[0013] 上述方法中，步驟2中的還原的反應(yīng)式為： 3Fe203(s) + CO(g) = 2Fe304 (s) + C02(g) (2) 物料中的Fe203還原為Fe 304。
[0014] 上述方法中，步驟3中的再氧化后的物料中主要成分為磁性鐵y _Fe203和Fe304; 其中y -Fe203的重量含量在50~90%，F(xiàn)e 304的重量含量在5~45%。
[0015] 上述方法中，步驟3中的再氧化反應(yīng)放出大量反應(yīng)熱，與懸浮反應(yīng)爐夾套的冷卻 水進(jìn)行熱交換，轉(zhuǎn)化為水蒸氣回收。
[0016] 上述方法中，鐵的回收率為80~95%。
[0017] 上述方法獲得的磁選精礦的鐵品位為64~66%。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是： (1)針對(duì)目前我國(guó)大量復(fù)雜難選的赤鐵礦-褐鐵礦混合礦石，通過預(yù)氧化-還原-再氧 化三個(gè)階段使其中成分不均的鐵礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)榇判暂^強(qiáng)的y _Fe203，為這類鐵礦石的開 采利用提供了一種很好的分選方法；過程以反應(yīng)爐為主要設(shè)備，通過不同的氧化、還原氣氛 以及溫度的控制，使其發(fā)生相應(yīng)的物理化學(xué)變化，實(shí)現(xiàn)了鐵礦物的相變，最終得到質(zhì)量均勻 的產(chǎn)物Y-Fe2〇3，并在此過程中實(shí)現(xiàn)余熱的再回收利用；最終通過磨礦-磁選實(shí)現(xiàn)了該復(fù)雜 難選鐵礦石的尚效回收利用； (2)該方法一方面實(shí)現(xiàn)大量至今無法利用的褐