一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種難選鐵礦的氫氣磁化焙燒再磁選的方法，采用氫氣還原靜態(tài)難選鐵礦為磁化鐵礦，再經(jīng)磁選獲得鐵精礦。本發(fā)明提供的氫氣磁化法的焙燒溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，實(shí)現(xiàn)閃速磁化焙燒鐵礦；與現(xiàn)有磁化焙燒法比較，能耗低，收率高，無(wú)碳磁化，清潔生產(chǎn)，設(shè)備簡(jiǎn)單，分選指標(biāo)理想。鐵品位為27.90％的原礦經(jīng)過(guò)氫氣還原磁化磁選后得到鐵品位為67.30％，鐵回收率為92.53％的鐵精礦。
【專利說(shuō)明】
一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及礦物化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁化焙燒弱磁性鐵礦石是合理有效綜合利用或回收鐵資源的工藝。
[0003]現(xiàn)有還原氣氛主要由煤炭、天然氣和生物質(zhì)提供，這種以碳質(zhì)還原為主的磁化焙燒方法存在溫度高、能耗高、磁選精礦含碳量高和產(chǎn)生溫室氣體等缺點(diǎn)。
[0004]氫氣是還原赤鐵礦的有效方法，李玉祥等(金屬礦山.2012，427(1):77-79，135)進(jìn)行了模擬流化床用氫氣直接還原赤鐵礦粉的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明:H2還原赤鐵礦粉的能力強(qiáng)于CO;縮小赤鐵礦粉粒徑、提高還原反應(yīng)溫度、增加還原反應(yīng)時(shí)間、增加還原氣體流量可以提尚還原速率和單質(zhì)Fe的含量;對(duì)于鐵品位為42.00%?52.60%的赤鐵礦粉，進(jìn)彳丁還原，可以得到含一定單質(zhì)Fe的還原熟料，在粒徑為160?40μηι、還原氣體H2流量為0.36m3/h、反應(yīng)溫度為950 0C、反應(yīng)時(shí)間為60min條件下還原，產(chǎn)物經(jīng)磨礦、弱磁選，獲得鐵品位為74.92%,回收率為96.82%的鐵精礦。杜文廣等(太原理工大學(xué)學(xué)報(bào).2014，45(3): 306-310)進(jìn)行了低溫氫還原山西某貧赤鐵礦再用弱磁選實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的最佳工藝條件為:焙燒還原溫度440°C，還原時(shí)間75min，氣體總流速100L/h，H2體積分?jǐn)?shù)50% (N2為平衡氣)，一段磨礦20min，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.229T，在該條件下得到精礦鐵品位為50.45%，鐵回收率為60.92%?，F(xiàn)有氫氣還原磁化焙燒方法中存在兩個(gè)弊端:一是氣體流量大，流化態(tài)下流量更大，流量大時(shí)，消耗更多的氫氣，氣體的快速流動(dòng)會(huì)帶走更多的熱量，且氣體與固體接觸時(shí)間短，所以，導(dǎo)致成本高，能耗高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng);二是氫氣濃度低，還原焙燒時(shí)氫氣常與氮?dú)饣旌鲜褂脤?dǎo)致氫氣被稀釋，導(dǎo)致磁化效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，采用低流量氫氣還原靜態(tài)鐵礦的方法，以充分發(fā)揮氫氣磁化赤鐵礦粉的能力，達(dá)到提高難選鐵礦的分選指標(biāo)的目的。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，該方法的具體步驟為:將鐵礦粉體放入高溫爐中，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，再通入氫氣置換爐腔的氮?dú)猓瑢?duì)鐵礦進(jìn)行靜態(tài)還原反應(yīng);氫氣流量彡1.5倍爐腔體積/min，爐腔壓力為常壓?1.0MPa，反應(yīng)溫度400?750 0C，反應(yīng)時(shí)間0.5?30min ；反應(yīng)完畢，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣，將還原后的粉料在水中冷卻，得到磁化鐵礦礦漿，對(duì)磁化鐵礦進(jìn)行磁選，得到鐵精礦。
[0008]氫氣還原鐵礦的反應(yīng)溫度為480?730°C，爐腔壓力為常壓，通入氫氣，還原反應(yīng)進(jìn)行I?5min0
[0009]氫氣還原鐵礦的反應(yīng)溫度為400?500°C，通入氫氣3?7min，使?fàn)t腔壓力為0.1?1.010^，之后，關(guān)閉氫氣，繼續(xù)反應(yīng)15?2511^11。
[0010]磁選過(guò)程中，結(jié)合使用磁吸方式、磁選方式和研磨方式對(duì)磁化鐵礦粉體進(jìn)行選別；其中，磁吸方式為用磁體吸出磁性鐵礦;磁選方式為用隔板和尾礦接收器構(gòu)建選別空間，磁體位于選別空間隔板外側(cè)，礦粉置于選別空間內(nèi)，濕選時(shí)選別空間內(nèi)充滿礦漿，使磁體相對(duì)于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)分選鐵礦與脈石，磁選時(shí)間為0.5?5min;研磨方式的研磨時(shí)間為0.2?5min0
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]I)避免碳質(zhì)資源的消耗，不產(chǎn)生CO2溫室氣體，清潔生產(chǎn)；
[0013]2)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)下閃速磁化焙燒鐵礦，反應(yīng)時(shí)間短，效率高，且克服現(xiàn)有旋流懸浮閃速磁化焙燒的細(xì)粒物料流態(tài)化損失大、設(shè)備復(fù)雜且易被磨損的弊端；
[0014]3)降低磁化焙燒的還原溫度，能耗低；
[0015]4)提高難選鐵礦的分選指標(biāo)，鐵品位27.90%的原礦經(jīng)過(guò)氫氣還原磁化-磁選后得到鐵品位為67.30%，鐵回收率為92.53%的鐵精礦。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明所述一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，該方法的具體步驟為:將鐵礦粉體放入高溫爐中，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，再通入氫氣置換爐腔的氮?dú)?，?duì)鐵礦進(jìn)行靜態(tài)還原反應(yīng);氫氣流量< I.5倍爐腔體積/min，爐腔壓力為常壓?1.0MPa，反應(yīng)溫度400?750°C，反應(yīng)時(shí)間0.5?30min;反應(yīng)完畢，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣，將還原后的粉料在水中冷卻，得到磁化鐵礦礦漿，對(duì)磁化鐵礦進(jìn)行磁選，得到鐵精礦。
[0017]氫氣還原鐵礦的反應(yīng)溫度為480?730°C，爐腔壓力為常壓，通入氫氣，還原反應(yīng)進(jìn)行I?5min0
[0018]氫氣還原鐵礦的反應(yīng)溫度為400?5000C，通入氫氣3?7min，使?fàn)t腔壓力為0.1?1.010^，之后，關(guān)閉氫氣，繼續(xù)反應(yīng)15?2511^11。
[0019]磁選過(guò)程中，結(jié)合使用磁吸方式、磁選方式和研磨方式對(duì)磁化鐵礦粉體進(jìn)行選別；其中，磁吸方式為用磁體吸出磁性鐵礦;磁選方式為用隔板和尾礦接收器構(gòu)建選別空間，磁體位于選別空間隔板外側(cè)，礦粉置于選別空間內(nèi)，濕選時(shí)選別空間內(nèi)充滿礦漿，使磁體相對(duì)于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)分選鐵礦與脈石，磁選時(shí)間為0.5?5min;研磨方式的研磨時(shí)間為0.2?5min0
[0020]以下實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。
[0021]【實(shí)施例1】
[0022]待選難選鐵礦粉體含磁性鐵、假象赤鐵礦和赤鐵礦等，鐵品位為27.90%，粒度75μm以下占75%。將鐵礦粉放入500°C高溫爐中，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，再通入氫氣置換爐腔的氮?dú)?，氫氣流量?.25倍爐腔體積/min，爐腔壓力為常壓，還原反應(yīng)進(jìn)行5min后，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣，將還原后的粉料在水中冷卻，得到磁化鐵礦的漿液。
[0023]磁化鐵礦的漿液再經(jīng)下述磁選獲得鐵精礦。
[0024]所用磁體表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度為590-640mT，第一步:用磁體從磁化鐵礦的漿液吸出磁性鐵礦Fl，尾礦Rl留在水中；第二步:用玻璃板和高度為1.5cm的尾礦接收器構(gòu)建選別空間，磁化鐵礦FI置于尾礦接收器中，加水，選別空間內(nèi)充滿漿液，磁體位于隔板上方，使磁體相對(duì)于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)選別2min，精礦F2被吸在隔板下方，與尾礦R2分離;第三步:在研缽中研磨精礦F2，研磨介質(zhì)為水，研磨時(shí)間2min，用磁體吸出精礦F3，尾礦R3留在水中；第四步:按第二步磁選方式，對(duì)精礦F3進(jìn)行選別，得到精礦F4和尾礦R4;第五步:按第三步研磨磁吸方式，對(duì)精礦F4進(jìn)行選別，得到精礦F5和尾礦R5;第六步:按第二步磁選方式，對(duì)精礦F5進(jìn)行選別，得到精礦F6和尾礦R6;第七步:按第三步研磨磁吸方式，對(duì)精礦F6進(jìn)行選別，得到精礦F7和尾礦R7ο鐵精礦F7為最終鐵精礦，鐵品位為67.30%，鐵回收率為92.53%。過(guò)濾或沉降尾礦漿Rl?R7，合并尾礦Rl?R7為最終尾礦，選別過(guò)程的水循環(huán)利用。
[0025]【實(shí)施例2】
[0026]所用待選鐵礦粉體同實(shí)施例1。除磁化反應(yīng)時(shí)間為2min外，其它磁化條件同實(shí)施例1，由此得到磁化鐵礦的漿液。
[0027]磁化鐵礦的漿液再經(jīng)下述磁選獲得鐵精礦。
[0028]所用磁體表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度為590-640mT，第一步:用磁體從磁化鐵礦的漿液吸出磁性鐵礦Fl，尾礦Rl留在水中；第二步:在研缽中研磨磁性鐵礦Fl，研磨介質(zhì)為水，研磨時(shí)間2min，用磁體吸出精礦F2，尾礦R2留在水中；第三步:用玻璃板和高度為1.5cm的尾礦接收器構(gòu)建選別空間，精礦F2置于尾礦接收器內(nèi)，選別空間內(nèi)充滿水，磁體位于隔板上，使磁體相對(duì)于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)選別2min，精礦F3-1被吸在隔板下方，與尾礦R3-1分離，在研缽中研磨尾礦R3-1，研磨介質(zhì)為水，研磨時(shí)間2min，用磁體吸出尾精礦F3-2，尾礦R3-2留在水中，合并F3-1與F3-2為精礦F3，R3-2記為尾礦R3 ；第四?六步，即第N步(N = 4?6):按第三步選別方法，進(jìn)行精礦F (N-1)選別，得到鐵精礦FN和尾礦RN ο鐵精礦F6為最終鐵精礦，鐵品位為65.72%，鐵回收率為80.46%。過(guò)濾或沉降尾礦漿Rl?R6，合并尾礦Rl?R6為最終尾礦，選別過(guò)程的水循環(huán)利用。
[0029]【實(shí)施例3】
[0030]所用待選鐵礦粉體同實(shí)施例1。將鐵礦粉放入700°C高溫爐中，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，再通入氫氣置換爐腔的氮?dú)?，控制氫氣流量?.25倍爐腔體積/min，爐腔壓力為常壓，還原反應(yīng)進(jìn)行80s后，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣，將被還原的粉料在水中冷卻，得到磁化鐵礦的漿液。
[0031]磁化鐵礦的漿液再經(jīng)磁選獲得鐵精礦，磁選條件同實(shí)施例1，所得到的鐵精礦的鐵品位為66.63 %，鐵回收率為88.77 %。
[0032]【實(shí)施例4】
[0033]所用待選鐵礦粉體同實(shí)施例1。將鐵礦粉放入400°C高溫爐中，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，再通入氫氣置換爐腔的氮?dú)?，控制氫氣流量?.25倍爐腔體積/min，爐腔壓力為
0.2MPa，通入氫氣5min后，關(guān)閉氫氣，還原反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行25min，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣，將被還原的粉料在水中冷卻，得到磁化鐵礦的漿液。
[0034]磁化鐵礦的漿液再經(jīng)磁選獲得鐵精礦。磁選條件同實(shí)施例1，所得到的鐵精礦的鐵品位為67.73%，鐵回收率為89.87%。
[0035]特別指出:為安全操作，氫氣還原鐵礦的反應(yīng)前后使氫氣不與空氣接觸，所以，本發(fā)明反應(yīng)前通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，反應(yīng)后通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣。惰性氣體可起到與氮?dú)庀嗤淖饔?，抽真空也可以達(dá)到同樣目的。惰性氣體代替氮?dú)饣蚍磻?yīng)前后對(duì)高溫爐抽真空均屬本專利保護(hù)范疇。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為:將鐵礦粉體放入高溫爐中，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的空氣，再通入氫氣置換爐腔的氮?dú)?，?duì)鐵礦進(jìn)行靜態(tài)還原反應(yīng);氫氣流量< 1.5倍爐腔體積/min，爐腔壓力為常壓?1.0MPa，反應(yīng)溫度400?750°C，反應(yīng)時(shí)間0.5?30min;反應(yīng)完畢，通入氮?dú)庵脫Q爐腔的氫氣，將還原后的粉料在水中冷卻，得到磁化鐵礦礦漿，對(duì)磁化鐵礦進(jìn)行磁選，得到鐵精礦。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，其特征在于，氫氣還原鐵礦的反應(yīng)溫度為480?730°C，爐腔壓力為常壓，通入氫氣，還原反應(yīng)進(jìn)行I?5min03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，其特征在于，氫氣還原鐵礦的反應(yīng)溫度為400?500 °C，通入氫氣3?7min，使?fàn)t腔壓力為0.1?1.010^，之后，關(guān)閉氫氣，繼續(xù)反應(yīng)15?2511^11。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法，其特征在于，磁選過(guò)程中，結(jié)合使用磁吸方式、磁選方式和研磨方式對(duì)磁化鐵礦粉體進(jìn)行選別;其中，磁吸方式為用磁體吸出磁性鐵礦;磁選方式為用隔板和尾礦接收器構(gòu)建選別空間，磁體位于選別空間隔板外側(cè)，礦粉置于選別空間內(nèi)，濕選時(shí)選別空間內(nèi)充滿礦漿，使磁體相對(duì)于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)分選鐵礦與脈石，磁選時(shí)間為0.5?5min;研磨方式的研磨時(shí)間為0.2?5min0
【文檔編號(hào)】B03C1/30GK105921264SQ201610282094
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】王紹艷, 宋仁峰, 譚曉旭, 祁爍坤, 張?zhí)礻? 李廷非, 郭克
【申請(qǐng)人】遼寧科技大學(xué)