一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，主要包括如下工藝步驟：步驟1：將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比為100︰0.5~3︰1~3的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后造球；步驟2：采用爐篦干燥床對(duì)所述球團(tuán)進(jìn)行干燥；步驟3：采用回轉(zhuǎn)窯或豎爐對(duì)所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒；步驟4：將磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；步驟5：將冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量＞80%；步驟6：將磨礦后的礦樣進(jìn)行磁選，分離產(chǎn)出鉻精礦與鐵精礦。本發(fā)明處理工藝可達(dá)到鉻鐵礦鉻和鐵的有效分離，實(shí)現(xiàn)鉻鐵礦資源的有效利用；從鉻鐵礦中分離產(chǎn)生的鉻精礦鉻鐵比能達(dá)到2.5以上，從鉻鐵礦中分離產(chǎn)生的鐵精礦鐵品位可以達(dá)到55%以上。
【專利說(shuō)明】一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻是重要的戰(zhàn)略物資之一，由于它具有質(zhì)硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性，在冶金工業(yè)、耐火材料和化學(xué)工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]在冶金工業(yè)上，鉻鐵礦主要用來(lái)生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼，如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船，以及國(guó)防工業(yè)生產(chǎn)槍炮、導(dǎo)彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。
[0004]冶金用鉻鐵礦的消耗量占鉻鐵礦總量的87%，冶金級(jí)鉻鐵礦一般要求含Cr203409T50%，鉻鐵比在2.5以上。要得到高鉻鐵比的鉻鐵精礦，最有效的方法是實(shí)現(xiàn)鉻鐵分離，得到鉻精礦和鐵精礦，各盡其用，實(shí)現(xiàn)鉻鐵礦的資源的有效利用。
[0005]鉻鐵礦中的部分Cr常被Mg、Fe等置換生成類質(zhì)同象，導(dǎo)致鉻鐵礦成分復(fù)雜，例如新喀里多尼亞鉻鐵砂礦，礦床平均含有7.8%的Cr2O3,并混有赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦，F(xiàn)e含量在15% — 45%。這導(dǎo)致開(kāi)采出的鉻鐵礦既不能達(dá)到冶金級(jí)鉻鐵礦的要求，也不能作為鐵礦直接進(jìn)入高爐冶煉，而且此種鉻鐵砂礦采用常規(guī)的選礦方法，如重選、磁選、浮選或聯(lián)合工藝等，均很難達(dá)到選別和鉻鐵分離的效果，不能實(shí)現(xiàn)鉻和鐵資源的有效利用，因此，只有開(kāi)發(fā)新的鉻鐵礦處理工藝才能實(shí)現(xiàn)鉻鐵的有效分離，實(shí)現(xiàn)鉻鐵資源的有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決鉻鐵礦鉻鐵的有效分離問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)鉻鐵礦資源的有效利用，本發(fā)明提供了一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，具體包括如下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比為100: 0.5^3: 1- 3的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用壓球機(jī)壓球或圓盤造球機(jī)造球，其中，鉻鐵礦粒度為-200目含量> 60%且≤80%，還原用煤粒度控制為-200目含量≥60%且≤80% ;造球的球團(tuán)粒度控制為8-15mm，球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m，抗壓強(qiáng)度≥10 N/球，球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，爐篦干燥床鼓入氣流溫度為100^300 0C ；
步驟3:采用回轉(zhuǎn)窯或豎爐對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在800^950 0C ；
步驟4:將步驟3磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；
步驟5:將步驟4冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5磨礦后的礦樣進(jìn)行磁選，分離產(chǎn)出鉻精礦與鐵精礦。
[0007]進(jìn)一步地，步驟3中，采用回轉(zhuǎn)窯對(duì)步驟2干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒時(shí)，焙燒時(shí)間為l_3h，回轉(zhuǎn)窯物料填充率控制在15~25%。
[0008]進(jìn)一步地，步驟3中，采用豎爐對(duì)步驟2干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒時(shí)，焙燒時(shí)間控制為6~10h。
[0009]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑為有機(jī)粘結(jié)劑或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土或粘土。
[0010]進(jìn)一步地，步驟6中，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500-18000e，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1100-1300 0e，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為900-11000e。
[0011]鉻鐵礦中的礦物以Fe0.Cr2O3為主，還含有少量的赤鐵礦(Fe203)、褐鐵礦(Fe2O3.ηΗ20)以及菱鐵礦(FeCO3),以上礦物均為弱磁性礦物。在磁化焙燒過(guò)程中赤鐵礦(Fe2O3)、褐鐵礦(Fe2O3.ηΗ20)和菱鐵礦(FeCO3)均會(huì)被還原生成磁鐵礦(Fe3O4),磁鐵礦為強(qiáng)磁性礦物。上述還原反應(yīng)原理如下:
C02+C — 2C0 ?
3Fe203+C — 2Fe304+C0 個(gè)
6Fe203+C — 4Fe304+C02 個(gè)
3Fe203+C0 — 2Fe304+C02 個(gè)
3FeC0s — Fe304+2C02+C0 ?
mFe203.nH20 — mFe2 03+nH20
而鉻鐵礦中的FeO -Cr2O3不能被還原成其他礦物，仍以原狀態(tài)存在，屬弱磁性礦物。因此，經(jīng)過(guò)磁化焙燒后鉻鐵礦中主要成分為Fe0.Cr2O3和磁鐵礦(Fe3O4),可通過(guò)磁選分離出以Fe0.Cr2O3為主的鉻精礦和以Fe3O4為主的鐵精礦。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
1)通過(guò)本發(fā)明處理工藝可達(dá)到鉻鐵礦鉻和鐵的有效分離，實(shí)現(xiàn)鉻鐵礦資源的有效利
用；
2)利用本發(fā)明處理工藝，從鉻鐵礦中分離產(chǎn)生的鉻精礦鉻鐵比能達(dá)到2.5以上，可以達(dá)到冶金級(jí)鉻鐵礦的標(biāo)準(zhǔn)；
3)利用本發(fā)明處理工藝，從鉻鐵礦中分離產(chǎn)生的鐵精礦鐵品位可以達(dá)到55%以上，可以滿足高爐煉鐵的要求；
4)將鉻鐵礦粉、煤粉、粘結(jié)劑混合均勻后造球，造得的含碳球團(tuán)中鐵礦石與煤粉充分接觸，可增加還原反應(yīng)發(fā)生幾率，降低能耗，增大產(chǎn)能；
5)造球粒度控制在8-15mm之間，減少了粉狀物料入窯造成回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的可能性。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明鉻鐵礦造球回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒工藝進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0014]實(shí)施例1
本實(shí)施例所述的鉻鐵礦，其性質(zhì)為=Cr2O3:28.51%，TFe:31.98%，鉻鐵比:Cr2O3/FeO=0.693，SiO2:5.74%, Al2O3:5.59%, MgO:5.83%。
[0015]具體包括以下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比100: 2: I的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用圓盤造球機(jī)造球；其中，鉻鐵礦和還原用煤需用球磨機(jī)研磨至-200目含量> 60%且< 80%，粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土，球團(tuán)粒度控制在8_15mm,球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m,抗壓強(qiáng)度≥10 N/球,球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，鼓入氣流溫度100-200°C ；
步驟3:采用回轉(zhuǎn)窯對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在850°C，球團(tuán)通過(guò)回轉(zhuǎn)窯的時(shí)間為2h，回轉(zhuǎn)窯的填充率控制為20% ；
步驟4:將步驟3所述磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；
步驟5:將步驟4所述冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5所述磨礦后的礦樣送入磁選流程，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500 Oe，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1300 Oe，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1000 Oe。
[0016]實(shí)施例1可得到鉻鐵比:Cr203/Fe0=2.643的鉻精礦和TFe品位56.12%的鐵精礦。
[0017]實(shí)施例2
本實(shí)施例所述的鉻鐵礦，其性質(zhì)為=Cr2O3:28.17%, TFe:33.28%，鉻鐵比:Cr2O3/FeO=0.658，SiO2:6.32%, Al2 O3:5.98%, MgO:5.71%。
[0018]具體包括以下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比100: 0.5: 2的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用圓盤造球機(jī)造球；
其中，鉻鐵礦和還原用煤需用球磨機(jī)研磨至-200目含量> 60%且< 80%，粘結(jié)劑采用粘土，球團(tuán)粒度控制在8-15mm，球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m，抗壓強(qiáng)度≥10 N/球，球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，鼓入氣流溫度150-250°C ；
步驟3:采用回轉(zhuǎn)窯對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在800°C，球團(tuán)通過(guò)回轉(zhuǎn)窯的時(shí)間為3h，回轉(zhuǎn)窯的填充率控制為15% ；
步驟4:將步驟3所述磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；
步驟5:將步驟4所述冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5所述磨礦后的礦樣送入磁選流程，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為18000e，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200 0e，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為900 Oe0
[0019]實(shí)施例3可得到鉻鐵比:Cr203/Fe0=2.591的鉻精礦和TFe品位57.63%的鐵精礦。
[0020]實(shí)施例3
本實(shí)施例所述的鉻鐵礦，其性質(zhì)為=Cr2O3:28.17%, TFe:33.28%，鉻鐵比:Cr2O3/FeO=0.658，SiO2:6.32%, Al2O3:5.98%, MgO:5.71%。
[0021]具體包括以下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比100: 3: 3的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用圓盤造球機(jī)造球；
其中，鉻鐵礦和還原用煤需用球磨機(jī)研磨至-200目含量> 60%且< 80%，粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土，球團(tuán)粒度控制在球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m,抗壓強(qiáng)度≥10 N/球,球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，鼓入氣流溫度200-300°C ；步驟3:采用回轉(zhuǎn)窯對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在950°C，球團(tuán)通過(guò)回轉(zhuǎn)窯的時(shí)間為Ih，回轉(zhuǎn)窯的填充率控制為25% ；
步驟4:將步驟3所述磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；
步驟5:將步驟4所述冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5所述磨礦后的礦樣送入磁選流程，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1700 Oe，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為llOOOe，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1100 Oe。
[0022]實(shí)施例3可得到鉻鐵比:Cr203/Fe0=2.513的鉻精礦和TFe品位57.91%的鐵精礦。
[0023]實(shí)施例4
本實(shí)施例所述的鉻鐵礦，原礦粒度為(T3mm，其性質(zhì)為=Cr2O3:28.51%，TFe:31.98%，鉻鐵比:Cr203/Fe0=0.693，SiO2:5.74%, Al2O3:5.59%, MgO:5.83%。[0024]具體包括以下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比100: 2: 2的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用圓盤造球機(jī)造球；
其中，鉻鐵礦和還原用煤需用球磨機(jī)研磨至-200目含量> 60%且< 80%，粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土，球團(tuán)粒度控制在球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m,抗壓強(qiáng)度≥10 N/球,球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，鼓入氣流溫度100-200°C ；
步驟3:采用豎爐對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在800°C，球團(tuán)通過(guò)豎爐的時(shí)間為IOh ；
步驟4:將步驟3所述磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；
步驟5:將步驟4所述冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5所述磨礦后的礦樣送入磁選流程，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500 0e，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1300 0e，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1000 Oe0
[0025]實(shí)施例2可得到鉻鐵比:Cr203/Fe0=2.569的鉻精礦和TFe品位57.37%的鐵精礦。
[0026]實(shí)施例5
本實(shí)施例所述的鉻鐵礦，其性質(zhì)為=Cr2O3:28.17%, TFe:33.28%，鉻鐵比:Cr2O3/FeO=0.658，SiO2:6.32%, Al2O3:5.98%, MgO:5.71%。
[0027]具體包括以下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比100: 0.5: 3的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用圓盤造球機(jī)造球；
其中，鉻鐵礦和還原用煤需用球磨機(jī)研磨至-200目含量> 60%且< 80%，粘結(jié)劑采用粘土，球團(tuán)粒度控制在8-15mm，球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m，抗壓強(qiáng)度≥10 N/球，球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，鼓入氣流溫度，150-250°C ；
步驟3:采用豎爐對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在870°C，球團(tuán)通過(guò)豎爐的時(shí)間為8h ；
步驟4:將步驟3所述磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；步驟5:將步驟4所述冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5所述磨礦后的礦樣送入磁選流程，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1800 Oe，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200 Oe，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為900 Oe。
[0028]實(shí)施例4可得到鉻鐵比:Cr203/Fe0=2.551的鉻精礦和TFe品位57.79%的鐵精礦。
[0029]實(shí)施例6:
本實(shí)施例所述的鉻鐵礦，其性質(zhì)為=Cr2O3:28.17%, TFe:33.28%，鉻鐵比:Cr2O3/FeO=0.658，SiO2:6.32%, Al2O3:5.98%, MgO:5.71%。
[0030]具體包括以下步驟:
步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比100: 3: I的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用圓盤造球機(jī)造球；
其中，鉻鐵礦和還原用煤需用球磨機(jī)研磨至-200目含量> 60%且≤80%，粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土，球團(tuán)粒度控制在球團(tuán)落下強(qiáng)度≥5次/ 0.5m,抗壓強(qiáng)度≥10 N/球,球團(tuán)水分控制在8~10% ；
步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，鼓入氣流溫度200-300°C ；
步驟3:采用豎爐對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在950°C，球團(tuán)通過(guò)豎爐的時(shí)間為6h ；
步驟4:將步驟3所述磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻；
步驟5:將步驟4所述冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ；
步驟6:將步驟5所述磨礦后的礦樣送入磁選流程，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1700 0e，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為llOOOe，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1100 0e。
[0031]實(shí)施例6可得到鉻鐵比:Cr203/Fe0=2.573的鉻精礦和TFe品位58.01%的鐵精礦。
【權(quán)利要求】
1.一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，其特征在于，包括如下工藝步驟: 步驟1:將鉻鐵礦、還原用煤、粘結(jié)劑按重量比為100: 0.5^3: f 3的比例混均干燥、潤(rùn)磨處理后用壓球機(jī)壓球或圓盤造球機(jī)造球，其中，鉻鐵礦粒度為-200目含量> 60%且(80%，還原用煤粒度控制為-200目含量≤60%且≤80% ;造球的球團(tuán)粒度控制為8-15mm，球團(tuán)落下強(qiáng)度≤5次/ 0.5m，抗壓強(qiáng)度≤10 N/球，球團(tuán)水分控制在8~10% ； 步驟2:采用爐篦干燥床對(duì)步驟I所述球團(tuán)進(jìn)行干燥，爐篦干燥床鼓入氣流溫度為100^300 0C ； 步驟3:采用回轉(zhuǎn)窯或豎爐對(duì)步驟2所述干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒，焙燒溫度控制在800^950 0C ； 步驟4:將步驟3磁化焙燒后的球團(tuán)采用水淬方式冷卻； 步驟5:將步驟4冷卻后的球團(tuán)磨礦至-200目含量> 80% ； 步驟6:將步驟5磨礦后的礦樣進(jìn)行磁選，分離產(chǎn)出鉻精礦與鐵精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，其特征在于，步驟3中，采用回轉(zhuǎn)窯對(duì)步驟2干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒時(shí)，焙燒時(shí)間為l_3h，回轉(zhuǎn)窯物料填充率控制在15~25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，其特征在于，步驟3中，采用豎爐對(duì)步驟2干燥后球團(tuán)進(jìn)行磁化焙燒時(shí)，焙燒時(shí)間控制為6~10h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，其特征在于，所述粘結(jié)劑為有機(jī)粘結(jié)劑或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土或粘土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻鐵礦造球磁化焙燒處理工藝，其特征在于，步驟6中，磁選包括一粗兩精三級(jí)磁選，其中，一級(jí)粗選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1500-18000e，二級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1100-1300 Oe，三級(jí)精選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為900-11000e。
【文檔編號(hào)】C22B1/02GK103937968SQ201410149958
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】王明華, 展仁禮, 郭憶, 張科, 馬勝軍, 李慧春 申請(qǐng)人:甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司