一種赤菱混合鐵礦石的三段懸浮焙燒-磁選方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦物加工技術領域，特別涉及一種赤菱混合鐵礦石的三段懸浮焙 燒-磁選方法。
【背景技術】
[0002] 我國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，鐵礦石需求量急劇攀升。我國鐵礦石品位低、稟賦差、采 選成本高，導致國內(nèi)鐵礦石生產(chǎn)遠遠不能滿足鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需求；2014年，我國進口鐵 礦石9. 33億噸，對外依存度高達78. 5%，鐵礦石對外依存度過高，使中國鋼鐵的國際話語權 和安全性進一步降低；2014年進口鐵礦石價格已由年初的130美元/t降低至70美元/t以 下，國產(chǎn)鐵礦也相應降價40%以上，造成國內(nèi)鐵礦山近乎全行業(yè)虧損。鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟 支柱產(chǎn)業(yè)，對保障社會民生具有不可替代的作用，我國鐵礦供應不足已成為制約國家經(jīng)濟 發(fā)展的"瓶頸"，甚至成為伴隨工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化全過程的一個重大現(xiàn)實問題。因此， 加強我國復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-菱鐵礦混合礦石是典型的復雜難選鐵礦資源，我國總儲量達50億噸，廣 泛分布于遼寧、山西、陜西、甘肅、新疆等地；該類型鐵礦石礦物組成極其復雜，主要礦物赤 鐵礦、菱鐵礦、石英、鐵白75T石等，其中赤鐵礦中的鐵占30~90%、菱鐵礦中的鐵占5~60%;由 于該礦礦物組成復雜，共生關系密切，含鐵礦物種類多，分選性質(zhì)差異大，采用常規(guī)的選礦 技術難以獲得較好的技術經(jīng)濟指標。
[0004] 磁化焙燒-磁選是指將物料或礦石加熱在相應的氣氛中進行復雜的物理化學作 用，使弱磁性鐵礦物轉(zhuǎn)變?yōu)閺姶判澡F礦物（Fe 304)，再利用礦物之間的磁性差異進行磁選； 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；我國酒鋼選礦廠采用26座 100m 3豎爐焙燒技術處理該類礦石，焙燒礦經(jīng)弱磁選可獲得TFe品位55~56%的鐵精礦，鐵回 收率70~80% ;但豎爐適合處理的礦石粒度為25~75mm，酒鋼選礦廠約40%的0~25mm的礦石 只能采用強磁選工藝，僅能獲得TFe品位49. 06%的鐵精礦，鐵回收率66. 59%，造成資源的 大量浪費；且豎爐焙燒工藝存在著能耗高、焙燒時間長、產(chǎn)品質(zhì)量不均勻等問題；長沙礦冶 研宄院針對大西溝菱鐵礦進行系統(tǒng)的煤基回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒-弱磁選-反浮選試驗研宄，并 據(jù)此建成了年處理量180萬t的大西溝選礦廠，取得了鐵精礦TFe品位60. 63%，鐵回收率 75. 42%的工業(yè)生產(chǎn)指標。但回轉(zhuǎn)窯工藝仍存在著磁化率低、易結圈、生產(chǎn)不穩(wěn)定、作業(yè)率低 和能耗高等問題。
[0005] 以上磁化焙燒技術處理赤鐵礦-菱鐵礦混合礦時，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不同步，還原物料不能完全反應生 成磁性的Fe 304，或者出現(xiàn)過還原生成無磁性的FeO,進而造成分選指標較差；2、物料加熱和 還原是同步進行，還原氣氛難以保證，工業(yè)化實施困難；3、無法處理0~25mm細粒級物料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是提供一種赤菱混合鐵礦石的三段懸浮焙燒-磁選方法，通過將赤鐵 礦-菱鐵礦混合礦石預氧化-還原-再氧化懸浮焙燒技術，獲得選別指標較高的鐵精礦。
[0007] 本發(fā)明的方法按以下步驟進行： 1、 預氧化：將赤菱混合鐵礦石磨礦至粒度-〇. 〇74mm的部分占總重量的40~80%，然后放 入懸浮反應爐中，向懸浮反應爐中通入空氣，使物料呈懸浮狀態(tài)；將懸浮反應爐內(nèi)物料加熱 至450~800°C進行預氧化焙燒，此時懸浮反應爐內(nèi)為氧化氣氛，預氧化的時間為10~120s ; 所述的赤菱混合鐵礦石為赤鐵礦-菱鐵礦混合礦石； 2、 蓄熱還原：保溫完成后停止加熱，向懸浮反應爐內(nèi)通入氮氣置換出空氣；然后向懸 浮反應爐內(nèi)通入還原性氣體，使物料處于懸浮松散狀態(tài)，利用物料自身儲蓄的熱量進行還 原，還原時間為5~60秒； 3、 再氧化：還原結束后停止通入還原性氣體，向懸浮反應爐內(nèi)通入氮氣置換出未 反應的殘余還原性氣體，通過懸浮反應爐夾套的冷卻水對懸浮反應爐降溫，當溫度降至 250~400°C時，向懸浮反應爐內(nèi)通入空氣進行再氧化，當懸浮反應爐內(nèi)的物料降溫至100°C 以下時，將物料取出進行二次磨礦； 4、 磁選：當二次磨礦后的物料至粒度-0. 044mm的部分占總重量的40~80%時，將二次磨 礦后的物料在磁場強度60~100kA/m條件下進行磁選，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)通入液化氣并點燃進行 加熱。
[0009] 上述方法中，預氧化、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繼續(xù)通入氮氣，還原性氣體和氮氣 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中的預氧化使菱鐵礦轉(zhuǎn)化為赤鐵礦，反應式為： FeC03 (s) =FeO (s) +C02 (g) (1) 3FeC03(s)= Fe304 (s)+ CO(g)+ 2C02 (g) (2) 4FeO(s) + 02(g) = 2Fe203 (s) (3) Fe304(s)+ 02(g) = 2Fe203 (4) 菱鐵礦先按式（1)和（2)發(fā)生分解反應生成Fe304或者FeO,然后再按式（3)和（4)氧 化為Fe203。
[0013] 上述方法中，步驟2中的還原的反應式為： 3Fe203(s) + C0(g) = 2Fe304 (s) + C02(g) (5) 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中的再氧化反應放出大量反應熱，與懸浮反應爐夾套的冷卻 水進行熱交換，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)有技術相比，本發(fā)明的特點和有益效果是： (1) 針對目前我國大量復雜難選的赤鐵礦-菱鐵礦混合礦石，通過預氧化-還原-再氧 化三個階段使其中成分不均的鐵礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)榇判暂^強的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；以反應爐為主要設備，通過不同的氧化、還原氣氛以及 溫度的控制，使其發(fā)生相應的物理化學變化，實現(xiàn)了鐵礦物的相變，最終得到質(zhì)量均勻的產(chǎn) 物Y_Fe 2