以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝，包括以下步驟：對原料鮞狀鐵礦進行磁化焙燒處理；鮞狀鐵礦包括鮞狀赤鐵礦、鮞狀褐鐵礦、鮞狀菱鐵礦中的至少一種；磁化焙燒處理主要是通過在中溫下焙燒使鮞狀鐵礦中的含鐵礦物轉(zhuǎn)化成以Fe3O4為主要成分的焙燒礦；對磁化焙燒處理后的焙燒礦進行磨礦磁選處理，得到高磷鐵精礦；再對高磷鐵精礦進行浮選降磷或酸浸降磷，得到合格鐵精礦。本發(fā)明的工藝流程合理、資源利用充分、產(chǎn)品回收率高、工藝成本低、磁化焙燒效果好、處理量大、應用前景廣闊。
【專利說明】以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金與選礦相結合的鐵礦選礦【技術領域】，尤其涉及一種適用于鮞狀鐵礦的選礦工藝方法。
【背景技術】
[0002]鮞狀赤鐵礦占我國紅鐵礦儲量的30%，儲量達37億噸，鮞狀赤鐵礦常形成大型礦山，主要分布在我國南方的湘、鄂、云、貴、桂等地，由于其嵌布粒度極細且經(jīng)常與菱鐵礦、鮞綠泥石和含磷礦物共生或相互層層包裹，其單體解離困難，并且礦石經(jīng)碎礦和磨礦后特別容易形成微細顆粒，分選也十分困難。鮞狀赤鐵礦由于鐵回收率不高、磷含量高難以降低以及處理經(jīng)濟成本過高等問題，被國內(nèi)外公認為是一種極難選礦物，正因如此，該類資源至今未能得到有效開發(fā)和利用。 [0003]隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，品位高且易選的鐵礦石資源瀕臨枯竭，合理開發(fā)利用復雜難選的貧、雜鐵礦石資源，對緩解我國鐵礦石供求矛盾、促進我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。尤其是我國原生富礦資源稀少，鐵礦“貧、雜、細、散”的品質(zhì)特點及較低的整體利用水平成為我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的瓶頸。近年來，由于國產(chǎn)鐵礦石供應緊缺、進口量連續(xù)大幅度增加，鐵礦石的國際市場價格一路攀高，這使得國家經(jīng)濟安全和鋼鐵行業(yè)的經(jīng)濟效益受到嚴峻挑戰(zhàn)。
[0004]擴大可工業(yè)利用的鐵礦資源量，高效、合理地開發(fā)利用上述各類中低品位鐵礦資源，保障國內(nèi)鐵礦資源的安全供給，這是我國鋼鐵行業(yè)以及國民經(jīng)濟發(fā)展中必須長期堅持的一項任務。如果能將儲量巨大的鮞狀赤鐵礦進行有效地工業(yè)開發(fā)和利用，這對提高我國鐵礦資源的自給能力和保障程度，對保障國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種工藝流程合理、資源利用充分、產(chǎn)品回收率高、工藝成本低、磁化焙燒效果好、處理量大、應用前景廣闊的以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為一種以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝，包括以下步驟:
[0007](I)對原料鮞狀鐵礦進行磁化焙燒處理；所述鮞狀鐵礦包括鮞狀赤鐵礦、鮞狀褐鐵礦、鮞狀菱鐵礦中的至少一種；所述磁化焙燒處理主要是指在中溫下通過焙燒使鮞狀鐵礦中的含鐵礦物轉(zhuǎn)化成以Fe3O4為主要成分的焙燒礦，該焙燒礦為可通過選礦回收的人工磁鐵礦；
[0008](2)對經(jīng)步驟(1)處理后的焙燒礦進行磨礦磁選處理，得到高磷鐵精礦；針對步驟(I)后焙燒礦產(chǎn)品的特性(例如人造磁鐵礦的磁性弱、矯頑力大、焙燒產(chǎn)物易磨)及該類礦物的嵌布特征(例如鮞狀赤鐵礦嵌布粒度細、嵌布復雜等特點)，在磨礦磁選處理作業(yè)中我們可對磨礦粒度進行控制，對磁選設備進行優(yōu)化處理；根據(jù)產(chǎn)自不同地區(qū)的礦物，我們可對磨礦磁選處理作業(yè)的階段作業(yè)方式進行調(diào)整；磨礦時可采用常規(guī)的磨礦、分級設備，磁選可采用針對人造磁鐵礦分選的磁選機及脫磁器；
[0009](3)針對不同的鮞狀鐵礦，對步驟(2)獲得的高磷鐵精礦進行浮選降磷或酸浸降磷，得到合格鐵精礦。
[0010]上述的選礦工藝中，優(yōu)選的，所述磁化焙燒處理包括磁化還原焙燒和/或磁化中性焙燒；
[0011]所述磁化還原焙燒主要是指通過添加還原劑將原料鮞狀赤鐵礦和/或鮞狀褐鐵礦中的Fe2O3還原焙燒得到以Fe3O4為主要成分的焙燒礦；其反應原理主要體現(xiàn)為:
[0012]Fe203+C — Fe304+C0 ；
[0013]Fe203+C0 — Fe304+C02 ；
[0014]Fe203+H2 — Fe3O4+H2O ；
[0015]所述磁化中性焙燒主要是指將原料鮞狀菱鐵礦中的FeCO3中性焙燒得到以Fe3O4為主要成分的焙燒礦；其反應原理主要體現(xiàn)為:
[0016]FeCO3 — Fe304+C0 或 FeCO3 — Fe203+C02 ；
[0017]Fe203+C0 — Fe304+C02。
[0018]上述的選礦工藝中，優(yōu)選的，所述還原劑為煤、C0、H2中的一種或多種；所述磁化焙燒處理的焙燒溫度控制在650°C~950°C ;焙燒燃料選用天然氣、煤氣(例如焦爐煤氣、高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣等均可)、煤中的至少一種。
[0019]上述的選礦工藝中，優(yōu)選的，所述還原劑選用煤，作為還原劑的煤的用量為原料質(zhì)量的2%~8% ;所述焙燒燃料的用量以向每噸原料提供1256MJ~1884MJ的熱量作為控制標準。
[0020]上述的選礦工藝中，優(yōu)選的，所述磁化焙燒處理采用的設備可以為箱式電阻爐(在靜態(tài)焙燒時)或外熱式回轉(zhuǎn)窯(在實驗階段時)，但優(yōu)選為磁化焙燒回轉(zhuǎn)窯(在動態(tài)焙燒時)，進行磁化焙燒處理的原料鮞狀鐵礦的粒度控制在15mm以下(即對原礦進行破碎,優(yōu)選為12mm以下)；磁化焙燒處理的時間為30min~90min，磁化焙燒處理完成后的焙燒礦采用密封水淬至70°C以下的方式進行冷卻，以防止焙燒礦氧化。
[0021]上述的選礦工藝中，優(yōu)選的，所述磨礦磁選處理主要是指將所述焙燒礦進行多段的磨礦-分級-弱磁選過程，直至獲得的高磷鐵精礦的粒度-400目達到70%~95%。
[0022]上述的選礦工藝中，根據(jù)鮞狀鐵礦石的嵌布特性，優(yōu)選的，所述多段的磨礦-分級-弱磁選過程中，使第一段的磨礦-分級后-200目粒度含量占到50%~80%，然后進入弱磁選粗選拋尾；一段磨礦磁選處理后獲得的拋尾粗精礦再經(jīng)I~2段所述的磨礦磁選處理即可。所述弱磁選的磁場強度為9000e~28000e。
[0023]上述的選礦工藝中，優(yōu)選的，所述浮選降磷的過程包括:先對高磷鐵精礦進行脫碳浮選，脫碳浮選后在高堿(優(yōu)選PH為10~11)條件下，加入針對鐵礦物的淀粉和水玻璃(石英等硅酸鹽類礦物)，然后用陰離子捕收劑反浮選高磷鐵精礦中的脈石礦物和含磷礦物，達到浮選降磷的目的，所述反浮選包括粗選、掃選和精選。上述的浮選降磷過程的工藝參數(shù)條件優(yōu)選包括:
[0024] 礦漿溫度:20°C~35°C;
[0025]礦漿濃度:25%~35% ；[0026]氫氧化鈉或碳酸鈉用量:800g/t~2000g/t(氫氧化鈉一般選用800g/t~1000g/t即可)；
[0027]淀粉用量:500g/t~800g/t ；
[0028]水玻璃用量:1000g/t~1500g/t ；
[0029](脂肪酸類)陰離子捕收劑用量:400g/t~800g/t；
[0030]粗選時間:3min~5min ；
[0031]掃選時間:7min~IOmin ；
[0032]精選時間:3min~5min。
[0033]上述的選礦工藝中，對于含磷較高的高磷鐵精礦(主要是指膠磷礦)，其中的磷嵌布在鐵的晶格中難以除去，此時我們優(yōu)選采用酸浸降磷方式，所述酸浸降磷的工藝參數(shù)條件包括:[0034]浸出酸濃度(優(yōu)選硫酸):10%~20% ；
[0035]浸出溫度:20°C~60°C;
[0036]浸出時攪拌強度:50rpm~IOOrpm ；
[0037]浸出時間:不少于5min ；
[0038]浸出次數(shù):不低于2次；
[0039]在浸出過程中的浸出液可重復循環(huán)使用，整個流程中無外排廢水。
[0040]采用本發(fā)明的上述選礦工藝最終可獲得精礦品位TFe55%~61%、回收率75%~85%的鐵精礦。
[0041]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0042]1.本發(fā)明通過對鮞狀鐵礦進行磁化焙燒處理(尤其是在回轉(zhuǎn)窯中進行磁化焙燒處理)，可以得到多孔、疏松、易磨的人造磁鐵礦，磁化焙燒效果好，處理量大，且能夠顯著降低后續(xù)的磨礦成本；
[0043]2.采用本發(fā)明的選礦工藝可以充分利用現(xiàn)今尚未得到有效利用的鮞狀鐵礦，并可得到合格的鐵精礦產(chǎn)品，這對于緩解我國當下鐵礦資源的不足、提供我國鐵礦石的供給能力具有十分重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明選礦工藝的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0045]以下結合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。
[0046]實施例1:
[0047]一種如圖1所示本發(fā)明的以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝，其是以鮞狀赤鐵礦I號礦樣為原礦，礦石中主要礦物含量如下表1所不:
[0048]表1:實施例1中的原礦的礦物含量分析表(單位..%)
[0049]η I赤褐鐵礦I石英 I白云石~I綠泥石I磷灰石~Kl
含量 537? Tl 22?8 12.4 6?2 Τ70
[0050]本實施例的選礦工藝中用到的設備包括:
[0051]Φ 4.0 X 60m還原磁化焙燒回轉(zhuǎn)窯；
[0052]球磨機；
[0053]螺旋分級機；
[0054]磁選機；
[0055]旋流器；
[0056]浮選機。 [0057]本實施例的選礦工藝主要包括以下步驟:
[0058](I)對本實施例中的原礦先進行破碎，得到粒度在15mm以下的鮞狀赤鐵礦原料，對原料鮞狀赤鐵礦進行磁化焙燒處理；磁化焙燒處理主要是指在中溫下通過添加還原劑使鮞狀赤鐵礦中的含鐵礦物Fe2O3轉(zhuǎn)化成以Fe3O4為主要成分的焙燒礦，該焙燒礦為可通過選礦回收的人工磁鐵礦；采用Φ4.0 X 60m還原磁化焙燒回轉(zhuǎn)窯進行還原磁化焙燒處理；本實施例中添加的還原劑為煤粉，還原劑的用量為原料質(zhì)量的3% ;焙燒燃料選用天然氣、煤氣、煤中的一種，焙燒燃料的用量以向每噸原料提供1256MJ~1884MJ的熱量作為控制標準；焙燒溫度控制在800°C，磁化焙燒處理的時間為70min ;磁化焙燒處理完成后的焙燒礦采用密封水淬急冷至70°C以下，以防止焙燒礦氧化。
[0059]( 2 )對經(jīng)步驟(1)處理后的焙燒礦進行磨礦磁選處理，針對步驟(1)后焙燒礦產(chǎn)品的特性及該類礦物的嵌布特征，在磨礦磁選處理作業(yè)中我們對磨礦粒度、階段作業(yè)方式進行控制；磨礦時可采用常規(guī)的磨礦(球磨機)、分級設備(螺旋分級機)，磁選采用針對人造磁鐵礦分選的磁選機；磨礦磁選處理主要是指將所述焙燒礦進行多段的磨礦-分級-弱磁選過程，本實施例中先進行第一段的磨礦-分級，使第一段磨礦-分級后-200目粒度含量占到50%~80%，然后進入弱磁選粗選拋尾(尾礦為廢棄物)；一段磨礦磁選處理后獲得的拋尾粗精礦再進行兩次磨礦磁選處理即可，每一次磨礦磁選處理的尾礦合并后作為總尾礦，剩余即為高磷鐵精礦；弱磁選的磁場強度控制為9000e~28000e ；
[0060](3)對步驟(2)獲得的高磷鐵精礦進行浮選降磷，浮選降磷的過程包括:先對高磷鐵精礦進行脫碳浮選，脫碳浮選后在高堿(pH為10~11)條件下，加入針對鐵礦物的淀粉和水玻璃，然后用陰離子捕收劑反浮選高磷鐵精礦中的脈石礦物和含磷礦物，達到浮選降磷的目的，反浮選包括粗選、掃選和精選，浮選降磷后得到合格鐵精礦；浮選降磷過程的工藝參數(shù)條件包括:
[0061 ]礦漿溫度:20°C~35°C ；
[0062]礦漿濃度:25%~35% ；
[0063]碳酸鈉用量:2000g/t ；
[0064]淀粉用量:500g/t~800g/t ；
[0065]水玻璃用量:1000g/t ；
[0066]陰離子捕收劑(脂肪酸類CY-78)用量:600g/t ；
[0067]粗選時間:3min~5min ；[0068]掃選時間:7min~IOmin ；
[0069]精選時間:3min~5min。
[0070]實施例2:
[0071]—種如圖1所不本發(fā)明的以麵狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝，其原料礦石(即選礦對象與實施例1相同，選礦工藝中用到的設備也與實施例1相同，選礦工藝的主要步驟也包括三步，其中步驟(1)和步驟(2)與上述實施例1相同，僅僅是在步驟(3)中采用酸浸降磷替代實施例1中的浮選降磷，酸浸降磷的工藝參數(shù)條件包括:
[0072]浸出酸濃度(硫酸):15% ；
[0073]浸出溫度:60°C ;
[0074]浸出時攪拌強度:50rpm~IOOrpm ；
[0075]浸出時間:5min;
[0076]浸出次數(shù):2次；
[0077]在浸出過程中的浸出液可重復循環(huán)使用，整個流程中無外排廢水。
[0078]上述實施例1、實施例2中得到的合格鐵精礦的指標基本相同,如下表2所示。
[0079]表2:實施例1、2中獲得的合格鐵精礦廣品指標
[0080]
【權利要求】
1.一種以鮞狀鐵礦為原料制備合格鐵精礦的選礦工藝，包括以下步驟: (1)對原料鮞狀鐵礦進行磁化焙燒處理；所述鮞狀鐵礦包括鮞狀赤鐵礦、鮞狀褐鐵礦、鮞狀菱鐵礦中的至少一種；所述磁化焙燒處理主要是通過在中溫下焙燒使鮞狀鐵礦中的含鐵礦物轉(zhuǎn)化成以Fe3O4為主要成分的焙燒礦； (2)對經(jīng)步驟(1)處理后的焙燒礦進行磨礦磁選處理，得到高磷鐵精礦； (3)對步驟(2)獲得的高磷鐵精礦進行浮選降磷或酸浸降磷，得到合格鐵精礦。
2.根據(jù)權利要求1所述的選礦工藝，其特征在于:所述磁化焙燒處理包括磁化還原焙燒和/或磁化中性焙燒； 所述磁化還原焙燒主要是指通過添加還原劑將原料鮞狀赤鐵礦和/或鮞狀褐鐵礦中的Fe2O3還原焙燒得到以Fe3O4為主要成分的焙燒礦； 所述磁化中性焙燒主要是指將原料鮞狀菱鐵礦中的FeCO3中性焙燒得到以Fe3O4為主要成分的焙燒礦。
3.根據(jù)權利要求2所述的選礦工藝，其特征在于:所述還原劑為煤、CO、H2中的一種或多種；所述磁化焙燒處理的焙燒溫度控制在650°C~950°C ;焙燒燃料選用天然氣、煤氣、煤中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求3所述的選礦工藝，其特征在于:所述還原劑選用煤，作為還原劑的煤的用量為原料質(zhì)量 的2%~8% ;所述焙燒燃料的用量以向每噸原料提供1256MJ~1884MJ的熱量作為控制標準。
5.根據(jù)權利要求1~4中任一項所述的選礦工藝，其特征在于:所述磁化焙燒處理采用的設備為回轉(zhuǎn)窯，進行磁化焙燒處理的原料鮞狀鐵礦的粒度控制在15_以下；磁化焙燒處理的時間為30min~90min，磁化焙燒處理完成后的焙燒礦采用密封水淬至70°C以下的方式進行冷卻。
6.根據(jù)權利要求1~4中任一項所述的選礦工藝，其特征在于:所述磨礦磁選處理主要是指將所述焙燒礦進行多段的磨礦-分級-弱磁選過程，直至獲得的高磷鐵精礦的粒度-400目達到70%~95%。
7.根據(jù)權利要求6所述的選礦工藝，其特征在于:所述多段的磨礦-分級-弱磁選過程中，使第一段的磨礦-分級后-200目粒度含量占到50%~80% ;所述弱磁選的磁場強度為 9000e ~28000e。
8.根據(jù)權利要求1~4中任一項所述的選礦工藝，其特征在于，所述浮選降磷的過程包括:先對高磷鐵精礦進行脫碳浮選，脫碳浮選后在高堿條件下，加入淀粉和水玻璃，然后用陰離子捕收劑反浮選高磷鐵精礦中的脈石礦物和含磷礦物，達到浮選降磷的目的，所述反浮選包括粗選、掃選和精選。
9.根據(jù)權利要求8所述的選礦工藝，其特征在于，所述浮選降磷過程的工藝參數(shù)條件包括: 礦漿溫度:20°C~35°C ； 礦漿濃度:25%~35% ； 氫氧化鈉或碳酸鈉用量:800g/t~2000g/t ； 淀粉用量:500g/t~800g/t ； 水玻璃用量:1000g/1~1500g/t ；陰離子捕收劑用量:400g/t~800g/t ； 粗選時間:3min~5min ； 掃選時間:7min~IOmin ； 精選時間:3min~5min。
10.根據(jù)權利要求1~4中任一項所述的選礦工藝，其特征在于，所述酸浸降磷的工藝參數(shù)條件包括: 浸出酸濃度:10%~20% ； 浸出溫度:20°C~60°C ； 浸出時攪拌強度:50rpm~IOOrpm ； 浸出時間:不少于5min ； 浸出次數(shù):不低于2次。
【文檔編號】C22B1/02GK103643030SQ201310588889
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】薛生暉, 詹曙光, 陳啟平, 王東, 郭永楠, 劉苗華, 劉昌 , 張志華, 毛擁軍, 黎紅兵, 陳澤中, 付向輝, 趙海濤, 鄒廷信, 王金明, 韓彥利 申請人:長沙礦冶研究院有限責任公司