菱鐵礦制備精鐵粉工藝及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明了一種菱鐵礦制備精鐵粉工藝及其系統(tǒng)，該工藝包括以下步驟：將菱鐵礦破碎后和循環(huán)鹽酸作為酸浸的原料；酸浸后產(chǎn)物過濾，濾餅進行化漿洗滌，酸浸液進入預(yù)濃縮器與水解后的高溫?zé)煔饨佑|，溶液被濃縮后進入水解系統(tǒng)高溫水解。將產(chǎn)生的粉末及旋風(fēng)除塵回收的物料進行收集，作為精鐵粉產(chǎn)品，氣體進入預(yù)濃縮器冷卻后進入吸收塔中吸收，鹽酸濃度最終達到18-20%。吸收塔之后的氣體最后被補充水吸收，吸收后的溶液對酸浸渣洗滌，過濾后的濾液回到吸收塔吸收HCl。本發(fā)明還提供了實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)。本發(fā)明的整個工藝流程中只有鹽酸循環(huán)過程，是一個環(huán)境友好的清潔工藝。
【專利說明】菱鐵礦制備精鐵粉工藝及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種菱鐵礦制備精鐵粉工藝及其系統(tǒng)，屬黑色金屬資源的綜合利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國菱鐵礦資源十分豐富，目前已探明儲量183376萬t，占鐵礦石探明總儲量的14 %，另有保有儲量182109萬t。主要分布于云南、陜西、甘肅、青海和新疆等幾個省。在這些地區(qū)，菱鐵礦資源一般占全省鐵礦總儲量的一半以上，具有礦床地質(zhì)時代長、含礦層位多、分布面積廣和儲量大等特點。其中新疆、青海、甘肅、陜西和云南等5個省的菱鐵礦礦床儲量都超過I億t，而且陜西柞水縣大西溝菱鐵礦礦床儲量超過3億t。但已用的菱鐵礦不足總儲量的10 %。我國菱鐵礦礦石主要賦存于沉積型和部分接觸交代熱液型鐵礦床中，平均含鐵30 %-35 %，礦石采、選、冶均較困難，所以利用率不高。從目前情況看，我國菱鐵礦資源仍主要用于冶煉鋼鐵，在其它方面的應(yīng)用基本空白。因此從長遠觀點看，必須對我國的菱鐵礦資源進行非傳統(tǒng)的開發(fā)和利用。
[0003]近年來研究開發(fā)的褐鐵礦選礦技術(shù)主要包括:浮選、強磁選等單一流程和焙燒一磁選等聯(lián)合流程。但經(jīng)過多年的實踐表明，上述的方法均差強人意，不能得到大規(guī)模的應(yīng)用，導(dǎo)致多數(shù)菱鐵礦均處于閑置狀態(tài)。
[0004]鐵元素?zé)o論是二 價還是三價，形成的氯化物或硫酸鹽在很低的溫度下就可以分解成氧化鐵和HCl或二氧化硫，借助鹽酸、硫酸循環(huán)，就可以形成一個清潔的鐵礦處理工藝:對鐵礦進行酸浸，酸浸后的溶液直接進行水解，產(chǎn)生高品質(zhì)的氧化鐵，含量非常容易達到65%以上，甚至更高，可以作為鋼鐵行業(yè)煉鐵最高品質(zhì)的，如果市場容量大，還可以作為鐵紅的原料。上述工藝過程實現(xiàn)了濕法冶金中酸的循環(huán)，再加上我國西部新疆哈密、鄯善等地區(qū)極其豐富的煤炭資源優(yōu)勢，上述工藝過程就具有了極強的競爭優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是在于提供了一種菱鐵礦制備精鐵粉工藝及其系統(tǒng)，利用HCl作為介質(zhì)，進行循環(huán)再生，連續(xù)酸浸技術(shù)、高溫水解煅燒技術(shù)、預(yù)濃縮技術(shù)，高效回收HCl的同時，還保證了酸浸所需的HCl的濃度。水解煅燒后的產(chǎn)品氧化鐵中鐵的含量很容易達到65%以上，回收的鹽酸濃度為18-20%。整個系統(tǒng)不引入其他介質(zhì)，無副產(chǎn)品產(chǎn)生，為一個鐵礦資源綜合利用的清潔新工藝。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供制備精鐵粉的系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明一方面提供了一種菱鐵礦制備精鐵粉工藝，該工藝包括以下步驟:
a.首先將菱鐵礦利用鄂式破碎機進行破碎至小于10mm，作為酸浸的原料；
b.將步驟a制備的菱鐵礦顆粒進入皮帶秤中計量；將步驟g回收的20%左右的鹽酸及步驟a制備的顆粒進入酸浸系統(tǒng)進行酸浸；
c.將步驟b得到液體產(chǎn)物進行板框過濾，濾餅進行化漿洗滌，酸浸液至預(yù)濃縮器；d.進入預(yù)濃縮器的溶液與水解后的高溫?zé)煔饨佑|，溶液被濃縮；
e.將步驟d獲得的溶液進入水解系統(tǒng)高溫水解，其中高溫水解所需的能源來自煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣；
f.將步驟e產(chǎn)生的粉末及旋風(fēng)除塵回收的物料進行收集，作為精鐵粉產(chǎn)品，氣體進入預(yù)濃縮器，溶液被濃縮進行步驟d的操作；
g.將步驟f產(chǎn)生的煙氣進入吸收塔中進行鹽酸吸收，鹽酸濃度最終達到18-20%。
[0008]h.吸收塔之后的氣體最后被補充水吸收，吸收后的溶液進入步驟c后的洗滌槽中化漿洗滌，然后用板框過濾后的濾液回到吸收塔吸收HC1。
[0009]步驟a中的菱鐵礦含量主要為FeC03、Fe203、Ca0、Mg0、Al203、Si02等，燒失率為30%左右。步驟b酸浸反應(yīng)是將絕大多數(shù)的Fe浸出，SiO2基本在渣相，其他物質(zhì)部分浸出。步驟e中獲得的氯化鐵和氯化亞鐵等物質(zhì)進行了水解反應(yīng)，上述兩個過程用反應(yīng)式可以通過以下方程式進行表達:
【權(quán)利要求】
1.一種菱鐵礦制備精鐵粉工藝，該工藝包括以下步驟: a.首先將菱鐵礦破碎至10mm，作為酸浸的原料； b.將步驟a制備的菱鐵礦顆粒在皮帶秤中計量；將步驟g回收的18%-20%的鹽酸及步驟a制備的顆粒進入酸浸系統(tǒng)進行酸浸；酸浸溫度40-80°C，鹽酸濃度，參與反應(yīng)的鹽酸量為理論量,反應(yīng)時間為1.5 h以上； c.將步驟b得到液體產(chǎn)物進行板框過濾，濾液進入預(yù)濃縮器；濾餅進行下一步的化漿洗滌，洗滌液來自尾氣洗滌塔塔底液體； d.進入預(yù)濃縮器的溶液與水解后的高溫?zé)煔饨佑|，煙氣溫度在400-500°C，溶液被濃縮為原體積的15-30% ； e.將步驟d獲得的溶液進入水解系統(tǒng)高溫水解，其中高溫水解所需的能源來自煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣，水解溫度為:爐底700-800°C，爐頂為400-500°C ; f.將步驟e產(chǎn)生的粉末及旋風(fēng)除塵回收的物料進行收集，作為精鐵粉產(chǎn)品，氣體進入預(yù)濃縮器，溶液被濃縮 進行步驟d的操作，旋風(fēng)除塵的除塵率達到80%，占實際精鐵粉總量的 15%; g.將步驟f產(chǎn)生的煙氣進入吸收塔中進行鹽酸吸收，鹽酸濃度最終達到18-22%; h.吸收塔之后的氣體最后被補充水吸收，吸收后的溶液進入步驟c在化漿槽中化漿洗滌，然后用板框過濾后的濾液回到吸收塔吸收HC1，吸收液鹽酸濃度為0.1-0.5%，獲得鹽酸濃度為18-20%;尾氣凈化塔補充水的量為鹽酸量的80-110%，煙氣中HCl濃度達到5 PPm以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鐵礦制備精鐵粉工藝，其中步驟a中將菱鐵礦破碎至IOmm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的菱鐵礦制備精鐵粉工藝，其中所述的將18%-20%的鹽酸及步驟a制備的顆粒進入酸浸系統(tǒng)進行酸浸；酸浸溫度40-80°C，鹽酸濃度18-20%，參與反應(yīng)的鹽酸量為理論量，反應(yīng)時間為1.5 h以上；常壓操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的菱鐵礦制備精鐵粉工藝，其中所述的進入預(yù)濃縮器的溶液與水解后的高溫?zé)煔饨佑|，煙氣溫度在400-500°C，溶液被濃縮為原體積的15-30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的菱鐵礦制備精鐵粉工藝，其中所述的將步驟d獲得的溶液進入水解系統(tǒng)高溫水解，其中高溫水解所需的能源來自煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的煤氣，水解溫度為:爐底700-800°C，爐頂為400-500°C ;其中煤氣只是作為燃料，可以為天然氣，高爐煤氣等其他燃料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的菱鐵礦制備精鐵粉工藝，其中所述的吸收液鹽酸濃度為1_3%，獲得鹽酸濃度為18-20%;尾氣凈化塔補充水的量為鹽酸量的80-110%，煙氣中HCl濃度達到5 PPm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的菱鐵礦制備精鐵粉工藝，其中獲得的精鐵粉中鐵含量大于65%，收率大于90%。
8.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項所述菱鐵礦制備精鐵粉工藝的系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提供了一種實現(xiàn)本發(fā)明方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括、鄂式破碎機、酸浸槽、水解煅燒爐、螺旋輸送機、煤氣發(fā)生爐、旋風(fēng)分離器、預(yù)濃縮器、水解爐進料泵、鹽酸吸收塔、鹽酸泵、廢氣風(fēng)機、尾氣洗滌塔、尾氣洗滌泵、酸浸出料泵、酸浸過濾機、化漿槽、洗滌漿液泵、洗滌過濾機；并且，所述的破碎機連接到酸浸槽的入口，酸浸槽的出口連接到酸浸出料泵的入口，酸浸出料泵的出口連接到酸浸過濾機的入口，酸浸過濾機的出口連接到預(yù)濃縮器入口，濾餅進入化漿槽，煤進入煤氣發(fā)生爐入口，所產(chǎn)的煤氣進入水解煅燒爐底部燃燒，預(yù)濃縮器出口液體進入水解煅燒爐頂部入口進行噴霧煅燒，產(chǎn)生的固體產(chǎn)物進入螺旋輸送機中收集精鐵粉，水解煅燒爐出口含塵的氣體進入旋風(fēng)分離器中，獲得的粉塵也進入螺旋輸送機中回收精鐵粉，氣體進入預(yù)濃縮器氣體入口，經(jīng)過預(yù)濃縮器降溫后的氣體進入鹽酸吸收塔底部的氣體入口 ；從鹽酸吸收塔出來的氣體進入廢氣風(fēng)機入口，液體進入鹽酸泵入口 ；從鹽酸泵出口的鹽酸溶液進入酸浸槽中參與酸浸反應(yīng)；從廢氣風(fēng)機出口的氣體進入尾氣洗滌塔中吸收殘余的HCl氣體；一部分補充水進入尾氣洗滌塔中，獲得的溶液進入尾氣洗滌泵入口，從泵出口進入化漿槽中進行殘余酸浸渣的洗滌，洗滌后的漿料進入洗滌漿液泵，泵出口的液體進入洗滌過濾機中排放洗滌好的酸浸渣,產(chǎn)生的濾液進入鹽酸吸收塔參與鹽酸的吸收?！?br> 【文檔編號】C22B1/00GK103451411SQ201310406114
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】王云山, 楊平, 許興元 申請人:新疆藍天鎂業(yè)股份有限公司