專利名稱：一種赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及一種將復(fù)雜難選赤鐵礦經(jīng)生物還原磁化和選礦提高品位的方法， 屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來中國鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展帶動了鐵礦石的旺盛需求。我國鐵礦資源豐富， 但97%以上是難于直接利用的貧礦，開采難度較大。我國已查明的鐵礦資源從自然豐度上看，平均品位只有31-32%，尚有數(shù)百億噸的赤鐵礦石或燒渣由于嵌布粒度細(xì)，復(fù)雜難處理， 其潛在的經(jīng)濟價值達(dá)10000億美元。
目前針對難利用鐵礦石已經(jīng)開發(fā)出了一批有效的技術(shù)，如豎窯還原赤鐵礦塊礦、回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒菱鐵礦和赤鐵礦、懸浮流化磁化焙燒赤鐵礦等技術(shù)，采用強磁一浮選聯(lián)合流程使一些礦山的赤鐵礦選別達(dá)到了鐵精礦品位。這些技術(shù)能耗高或者流程復(fù)雜。在自然界， 磁鐵礦和赤鐵礦可相互轉(zhuǎn)化，微生物在鐵礦石相互轉(zhuǎn)化過程中扮演著重要角色。因此亟待開發(fā)一種利用現(xiàn)有的技術(shù)裝備水平，對赤鐵礦石進行生物預(yù)處理還原磁化赤鐵礦，再進行傳統(tǒng)選礦的新工藝，合理開發(fā)利用赤鐵礦和冶金渣等鐵礦產(chǎn)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)處理低品位赤鐵礦存在的能耗大，指標(biāo)低和環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。復(fù)雜難選赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位技術(shù)，步驟如下
(1)將粒度小于4mm的赤鐵礦經(jīng)磨礦機磨至細(xì)度為-200目占50% 65%，用于強磁選；
(2)將步驟(1)得到的礦樣用強磁選機磁選；
(3)取步驟(2)磁選精礦經(jīng)磨礦機磨至細(xì)度為-200目 -325目，用于還原磁化(4)選用對數(shù)期異化還原微生物Rhodoferax ferrireducens (R. f)、Geobacter sulfurreducens (G. s)禾口Shewanella oneidensis或者厭氧污泥,力口入污水培養(yǎng)基形成還原磁化液；
(5)將步驟(3)中得到的磁選精礦用步驟(4)所得還原磁化液中還原磁化10 20d；
(6)將步驟(5)得到的還原精礦再次強磁選得到最終精礦。進一步的，所述步驟(2)中，用于步驟(2)強磁選背景場強為0. 8T 1. 2T。進一步的，所述步驟(4)中，菌液與培養(yǎng)基比例為1/Γ3/7 ；調(diào)節(jié)還原磁化液pH為 5.0 8.0后，整個過程厭養(yǎng)。進一步的，所述步驟(5)中，粗選精礦加入量與還原磁化液固液比為1/9 3/7，還原磁化過程需常溫反應(yīng)1 2d。進一步的，所述步驟(6)中，磁選背景場強為0. 5T 1. 0T。
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與現(xiàn)有赤鐵礦的處理工藝相比，本發(fā)明適用于粒度小于4mm的復(fù)雜難選的赤鐵礦，本發(fā)明工藝簡單，流程短，綠色環(huán)保，成本低。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明中，異化還原微生物 Rhodoferax ferrireducens (R. f)、Geobacter sulfurreducens (G. s) 和Shewanella oneidensis均購于德國微生物菌種保藏中心 (DSMZ) οGeobacter sulfurreducens: DSM No. 7210 collection No. ATCC53774 Rhodoferax ferrireducens: DSM No. 15236 collection No. ATCC BAA—621 Shewanella oneidensis: Type strain ATCC700550, MR-I
實施例1 :某赤鐵礦其主要化學(xué)成分是TFe 28. 82，P 0. 35, S 0. 028, C 0. 96, SiO2 48.64，Al2O3 6.08，CaO 3.64，MgO 0.84，Na2O 0.24，K2O, 0.27。礦物組成金屬礦物主
要為赤鐵礦，其次是褐鐵礦和菱鐵礦，其他的金屬礦物含量極低；脈石礦物主要為石英、粘土礦物、白云母、白云石及微量的磷灰石。丨I)稱取破碎至_2mm的礦樣100g，用三輥四筒棒磨機磨細(xì)-200目占55%，然后將磨細(xì)的礦樣在磁場強度為IT的強磁選機中預(yù)選，磁性礦物進入強磁精礦，非磁性礦物進入尾礦，預(yù)先拋除尾礦；
(2)強磁精礦再次入磨至-325目占75%后過濾；取對數(shù)期異化還原微生物R.f菌液60mL，加入生活污水300mL形成1L還原磁化液，調(diào)pH=7. O后，裝入?yún)掟B(yǎng)反應(yīng)器中；
141在厭養(yǎng)反應(yīng)器中將步驟⑵過慮精礦分別等量轉(zhuǎn)接到5個調(diào)pH為7的IL還原磁化液中常溫反應(yīng)20d后過濾，最后在場強為0. 6T的強磁選機中磁選，磁性礦物為最終精礦， 非磁性礦物為尾礦丟棄。本例實施結(jié)果是還原磁化液COD從336mg/L降至78mg/L，強磁選精礦產(chǎn)率為 62. 11%，預(yù)先拋尾37. 89%，最終精礦品位為65. 88%，鐵回收率為74. 67%。實施例2 某高磷鮞狀赤鐵礦其主要化學(xué)成分是IFe 43. 50，P 0. 85，S 0.028, SiO2 18.80，Al2O3 6. 67, CaO 3. 66, MgO 0. 67, MnO 0. 17, K20,0. 79 礦物組成礦物種類較為簡單，鐵礦物以赤鐵礦為主，其次是褐鐵礦，偶見磁鐵礦；脈石礦物以石英居多， 次為鮞綠泥石、伊利石、膠磷礦、白云石、方解石和高嶺石。丨11稱取破碎至_2mm的礦樣100g，用三輥四筒棒磨機磨細(xì)-200目占55%，然后將磨細(xì)的礦樣在磁場強度為IT的強磁選機中預(yù)選，磁性礦物進入強磁精礦，非磁性礦物進入尾礦，預(yù)先拋除尾礦；
⑵強磁精礦再次入磨至-325目占75%后過濾；取對數(shù)期異化還原微生物Siewanella oneidensis菌液IOOmL,加入食品加工廢水300mL形成1 L還原磁化液，調(diào)pH= 6. 8后，裝入?yún)掟B(yǎng)反應(yīng)器中；
Wj在厭養(yǎng)反應(yīng)器中將步驟U過慮精礦分別等量轉(zhuǎn)接到5個調(diào)pH為7的IL還原磁化液中，常溫攪拌18d后過濾，最后在場強為0. 8T的強磁選機中磁選，磁性礦物為最終精礦， 非磁性礦物為尾礦丟棄。本例實施結(jié)果是還原磁化液COD從1507mg/L降至390mg/L，強磁選精礦產(chǎn)率為 76. 23%，預(yù)先拋尾23. 77%，最終精礦品位為64. 47%，鐵回收率為77. 13%。實施例3 某腎狀貧赤鐵礦其主要化學(xué)成分是=TFe 29. 28，P 0. 09，S 0. 07，Si02 52.94，A1203 1. 67，CaO 1.01，MgO 1. 02，MnO 0.08。礦物組成礦石的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 以粒狀、板片狀、片狀、針狀、柱狀、鱗片狀和纖維狀變晶結(jié)構(gòu)為主。構(gòu)造以條帶狀構(gòu)造為主， 其次是在條帶狀構(gòu)造的基礎(chǔ)上疊加的揉鄒和角礫狀構(gòu)造；還有少量塊狀構(gòu)造。⑴稱取破碎至-2mm的礦樣100g，用三輥四筒棒磨機磨細(xì)-200目占55%，然后將磨細(xì)的礦樣在磁場強度為1. 2T的強磁選機中預(yù)選，磁性礦物進入強磁精礦，非磁性礦物進入尾礦，預(yù)先拋除尾礦；
(2)強磁精礦再次入磨至-325目占75%后過濾；取厭氧污泥120mL、加入養(yǎng)殖廢水300mL形成1L還原磁化液，調(diào)pH =6. 9后，裝入
厭養(yǎng)反應(yīng)器中；
141在厭養(yǎng)反應(yīng)器中將步驟丨2丨過慮精礦分別等量轉(zhuǎn)接到5個調(diào)pH為7的IL還原磁化液中，常溫反應(yīng)12d后過濾，最后在場強為0. 75T的強磁選機中磁選，磁性礦物為最終精礦， 非磁性礦物為尾礦丟棄。本例實施結(jié)果是還原磁化液COD從8958mg/L降至2097mg/L，強磁選精礦產(chǎn)率為 68. 46%，預(yù)先拋尾31. ，最終精礦品位為60. 22%，鐵回收率為70. 90%。實施例4 某復(fù)雜難選赤鐵礦其主要化學(xué)成分是IFe 28. 55，P 0. 031, S 4. 49， SiO2 36. 54, Al2O3 0. 16, CaO 3.95，MgOl. 98，Μη02. 65，Κ20，0. 55。礦物組成該礦石屬貧赤鐵礦石，礦石中主要金屬礦物為赤鐵礦、黃鐵礦和少量磁鐵礦，礦石中赤鐵礦多以細(xì)粒不均勻嵌布在脈石礦物中。脈石礦物主要為石英、綠泥石、碳酸鹽和少量綠簾石等，同時以綠泥石為主的易泥化礦物較多。礦石中含硫較高，主要以黃鐵礦形式存在。另外，有少部分脈石礦物包含在赤鐵礦中。丨丨1稱取破碎至-2mm的礦樣100g，用三輥四筒棒磨機磨細(xì)-200目占55%，然后將磨細(xì)的礦樣在磁場強度為IT的強磁選機中預(yù)選，磁性礦物進入強磁精礦，非磁性礦物進入尾礦，預(yù)先拋除尾礦；強磁精礦再次入磨至-325目占75%后過濾；取對數(shù)期異化還原微生物Geobactersulfurreducens菌液IOOmL,加入食品加工廢水300mL形成1 L還原磁化液,調(diào)pH= 6. 0后，裝入?yún)掟B(yǎng)反應(yīng)器中；在厭養(yǎng)反應(yīng)器中將步驟⑵過慮精礦分別等量轉(zhuǎn)接到5個調(diào)pH為7的IL還原磁化液中，常溫攪拌15d后過濾，最后在場強為0. 8T的強磁選機中磁選，磁性礦物為最終精礦， 非磁性礦物為尾礦丟棄。本例實施結(jié)果是還原磁化液COD從1507mg/L降至37ang/L，強磁選精礦產(chǎn)率為70. 21%，預(yù)先拋尾29. 79%，最終精礦品位為59. 40%，鐵回收率為72. 98%。
權(quán)利要求
1. 一種赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位方法，其特征在于步驟如下(1)將粒度小于4mm的赤鐵礦經(jīng)磨礦機磨至細(xì)度為-200目占50% 65%，用于強磁選；(2)將步驟(1)得到的礦樣用強磁選機磁選；(3)取步驟(2)磁選精礦經(jīng)磨礦機磨至細(xì)度為-200目 -325目，用于還原磁化；(4)選用對數(shù)期異化還原微生物Rhodoferax ferrireducens (R. f)、Geobacter sulfurreducens (G. s)禾口Shewanella oneidensis或者厭氧污泥,力口入污水培養(yǎng)基形成還原磁化液；(5)將步驟(3)中得到的磁選精礦用步驟(4)所得還原磁化液中還原磁化；(6)將步驟(5)得到的還原精礦再次強磁選得到最終精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位方法，其特征在于所述步驟(2)中，強磁選背景場強為0. 8T 1. 2T。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位方法，其特征在于所述步驟(4)中，菌液與培養(yǎng)基比例為1/^3/7 ；調(diào)節(jié)還原磁化液pH為5. O 8. O后， 整個過程厭養(yǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位方法，其特征在于所述步驟(5)中，粗選精礦加入量與還原磁化液固液比為1/9 3/7，還原磁化過程需常溫反應(yīng)10 20d。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤鐵礦生物還原磁化和選礦提高品位方法，其特征在于步驟(6)中，磁選背景場強為0. 5T 1. 0T。
全文摘要
本發(fā)明屬于黑色金屬選礦領(lǐng)域，涉及一種將復(fù)雜難選赤鐵礦經(jīng)微生物還原磁化和選礦提高品位的方法。主要工藝包括磨礦、強磁選、微生物還原磁化等步驟。其特征是將粒度為0～4mm的赤鐵礦給入磨礦機磨礦至-200目占50-65%，磨細(xì)的礦樣用高梯度強磁選機選別，選出精礦再次入磨至-200目以下，然后以有機廢水為培養(yǎng)基，經(jīng)微生物還原磁化，最后強磁選選出最終精礦，鐵品位可達(dá)55-70%，回收率70%以上，有機廢水COD明顯降低。本發(fā)明能夠使復(fù)雜難選赤鐵礦得到充分回收利用，較傳統(tǒng)強磁選工藝所得產(chǎn)品品位和回收率都有明顯提高，而且能耗低，環(huán)境友好。
文檔編號B03C1/00GK102319621SQ20111017115
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者馮雅麗, 李浩然, 楊志超 申請人:北京科技大學(xué)