一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法，主要包括如下工藝步驟：（1）將弱磁性鐵礦石破碎并磨礦，通過強(qiáng)磁選預(yù)先拋棄部分合格尾礦，獲得鐵品位較高的粗精礦產(chǎn)品；（2）將步驟（1）合格尾礦進(jìn)行粒度分級(jí)，得到細(xì)粒級(jí)尾礦；（3）向所述粗精礦中配入粘結(jié)劑和煤粉，混勻后造球；（4）濕球長(zhǎng)大至球徑10~15mm時(shí)排出，給入另一造球盤，均勻給入步驟（2）細(xì)粒級(jí)尾礦，均勻噴水并將細(xì)粒級(jí)尾礦包裹在濕球表面，形成一層均勻的包裹層；（5）將包裹層厚度達(dá)到要求的球團(tuán)排出，即得到包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球產(chǎn)品，然后將生球產(chǎn)品送焙燒設(shè)備進(jìn)行還原焙燒和磁選。
【專利說明】-種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球 的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)鐵礦石資源98%以上屬于貧礦，需要選礦富集后才能夠被高爐利用。隨著鋼 鐵規(guī)模的不斷快速擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)相對(duì)易選的磁鐵礦資源已經(jīng)越來越少，遠(yuǎn)不能滿足鋼鐵發(fā)展 需求。更貧更難選的鐵礦石資源越來越被人們重視，其中包含有大量的弱磁性鐵礦石。這 部分弱磁性鐵礦石的有效利用途徑之一就是還原焙燒一磁選。
[0003] 弱磁性鐵礦石是指赤鐵礦(包括假象赤鐵礦)、褐鐵礦、菱鐵礦等礦物的鐵含量總 和占礦石全鐵量的85%以上的單一礦石類型及其混合礦石類型，這些鐵礦石具有弱磁性。 選別這類礦石可采用強(qiáng)磁選工藝、焙燒磁選工藝及浮選工藝，隨著礦石的難選程度不斷增 力口，焙燒磁選工藝成為最有效的選礦方法。
[0004] 焙燒磁選工藝是將弱磁性鐵礦石，通過加碳或煤氣、氫氣等還原劑焙燒把它們由 弱磁性礦物轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性的磁鐵礦，即赤鐵礦、褐鐵礦通過在一定溫度、一定還原氣氛條件 下，使它們由弱磁性的Fe 203轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性的Fe304，而菱鐵礦在一定溫度、中性氣氛條件下， 由弱磁性的FeC0 3分解轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性的Fe304。弱磁性鐵礦石變成強(qiáng)磁性磁鐵礦石后，可采 用弱磁選工藝進(jìn)行選別。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)鐵礦石焙燒磁選工藝的應(yīng)用實(shí)例極少，僅有酒鋼及大西溝等。設(shè)備分別 為100m3堅(jiān)爐塊礦焙燒和回轉(zhuǎn)窯，處理鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等類型的礦石。生產(chǎn)指標(biāo)顯 示，焙燒磁選工藝的選礦指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于強(qiáng)磁選工藝，因此，對(duì)特定的弱磁性鐵礦石來說，研 究適宜的還原焙燒工藝是有效利用資源、獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。
[0006] 難選弱磁性鐵礦石的還原焙燒研究已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)不少專業(yè)人士的關(guān)注，并進(jìn)行了 大量的工作，取得了一定的效果。例如閃速焙燒工藝及設(shè)備、隧道窯焙燒工藝、轉(zhuǎn)底爐直接 還原焙燒工藝、流化床焙燒工藝、水平移動(dòng)固定床式還原焙燒技術(shù)等，在試驗(yàn)室均取得了較 好的焙燒效果。
[0007] 高效的還原焙燒過程包括：礦石磨礦一預(yù)選拋尾一粗精礦造球一入爐預(yù)熱、力口 熱一還原一冷卻一磨礦磁選。在加熱和還原階段，爐內(nèi)溫度可達(dá)到800°C以上，由于爐內(nèi)空 氣的存在和助燃氧氣的不完全燃燒，生球中的煤粉將與爐內(nèi)氧氣發(fā)生燃燒，造成反應(yīng)還原 氣氛不足，同時(shí)，已經(jīng)發(fā)生還原的部分鐵礦石也將不同程度的再次氧化，使還原焙燒效率大 幅度降低，造成還原不充分的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵 礦石還原焙燒生球的制作方法，該還原焙燒生球可有效隔絕氧氣，保護(hù)還原反應(yīng)正常進(jìn)行， 提高還原焙燒效率。
[0009] 為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法，包括如下工藝步驟： (1) 將弱磁性鐵礦石破碎并磨礦至粒度為-200目大于60%，通過強(qiáng)磁選預(yù)先拋棄部分 合格尾礦，獲得鐵品位較高的粗精礦產(chǎn)品，并將粗精礦過濾至水分含量在89Γ12% ; (2) 將步驟（1)合格尾礦進(jìn)行粒度分級(jí)，得到-400目大于80%的細(xì)粒級(jí)尾礦； (3) 向所述粗精礦中配入相當(dāng)于粗精礦質(zhì)量1~10%的粘結(jié)劑、1~5%的煤粉，混勻后給入 造球盤，加水造球； (4) 濕球長(zhǎng)大至球徑1(Γ15_時(shí)排出，給入另一造球盤，均勻給入步驟（2)細(xì)粒級(jí)尾礦， 均勻噴水并將細(xì)粒級(jí)尾礦包裹在濕球表面，形成一層均勻的包裹層； (5) 將包裹層厚度達(dá)到要求的球團(tuán)排出，即得到包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙 燒生球產(chǎn)品，然后將生球產(chǎn)品送焙燒設(shè)備進(jìn)行還原焙燒和磁選。
[0010] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，所述粗精礦的鐵品位大于40%。
[0011] 進(jìn)一步地，步驟（3)中，所述粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟（3)中，所述粘結(jié)劑為步驟（2)得到的細(xì)粒級(jí)尾礦。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟（5)中，所得弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的包裹層的質(zhì)量為步驟 (4)濕球質(zhì)量的2-10%。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，所述弱磁性鐵礦石為鐵品位在25%以上的赤鐵礦、褐鐵礦、 菱鐵礦、鏡鐵礦的單一礦石類型或其混合礦石。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟（3)中，所述煤粉為含碳量大于50%的各種煤資源，其粒度為-200 目大于60%。
[0016] 步驟（5)中，還原焙燒的反應(yīng)原理如下： C02+C - 2C0 個(gè) 3Fe203+C - 2Fe304+C0 個(gè) 6Fe203+C - 4Fe304+C02 個(gè) 3Fe203+C0 - 2Fe304+C02 個(gè) 3FeC03 - Fe304+2C02+C0 t mFe203. nH20 - mFe203+nH20 本發(fā)明用細(xì)粒選鐵尾礦在濕球表面包裹形成包裹層，可有效隔絕氧氣，防止氧氣與煤 粉反應(yīng)，對(duì)生球內(nèi)作為還原劑的煤粉造成消耗，保證了生球內(nèi)還原氣體的濃度，保護(hù)還原反 應(yīng)正常進(jìn)行，從而提高還原焙燒效率。
[0017] 另外，膨潤(rùn)土作為一種普通的專用粘結(jié)劑，多用于礦物造球，其成分為（Ca，Mg) 0Si0 2(Al, Fe)203，而弱磁性氧化鐵礦石中含有較大量的綠泥石（Mg, Fe)5(Al, Fe)2Si401Q(0H)8 和綠簾石Ca2 (Al，F(xiàn)e) 3 (OH) (Si04) 3，這兩種礦物與膨潤(rùn)土的成分類似，且這兩種礦物在磨礦 中易泥化，分級(jí)后能夠在細(xì)粒尾礦中富集，從而可以起到粘結(jié)劑的作用。此外，鐵礦石中含 有的部分褐鐵礦在磨礦中也易于泥化而產(chǎn)生微細(xì)粒的細(xì)泥，進(jìn)而也能夠起到粘結(jié)劑的作 用。
[0018] 本發(fā)明利用強(qiáng)磁選拋棄的尾礦代替膨潤(rùn)土作為氧化鐵礦石粉礦造球的粘結(jié)劑，既 節(jié)省了膨潤(rùn)土，同時(shí)也可再次回收利用尾礦中的部分鐵元素，使生產(chǎn)成本明顯降低。經(jīng)測(cè) 試，本發(fā)明所生產(chǎn)的球團(tuán)抗壓強(qiáng)度可達(dá)到7N以上，落下次數(shù)可達(dá)到3次以上，符合焙燒爐的 入料要求，證明細(xì)粒級(jí)尾礦可完全替代高價(jià)的膨潤(rùn)土。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于： 1、 預(yù)先進(jìn)行磨礦并強(qiáng)磁選拋尾，可提高入爐鐵礦石的鐵品位，提高還原焙燒效率，降低 能耗； 2、 本發(fā)明還原焙燒生球的隔氧層能夠有效隔絕氧氣，保護(hù)鐵礦石還原反應(yīng)正常進(jìn)行， 大大提高了還原焙燒效率； 3、 采用強(qiáng)磁選拋棄的尾礦作為造球粘結(jié)劑，充分利用了廢棄資源，并可適當(dāng)回收尾礦 中的氧化鐵；同時(shí)，采用細(xì)粒級(jí)尾礦替代膨潤(rùn)土作為粘結(jié)劑進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例原料弱磁性氧化鐵礦石采用酒鋼鏡鐵山式鐵礦石，主要鐵礦物為赤 鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦，主要脈石礦物為碧玉、石英、重晶石、鐵白云石等，同時(shí)還含有綠泥 石和綠簾石，且綠泥石和綠簾石的質(zhì)量總和占弱磁性氧化鐵礦石質(zhì)量的10-20%，鐵礦物嵌 布粒度在〇. 〇74mm以下，屬于復(fù)合難選氧化鐵礦石，礦石鐵品位為31?35%。造球所用煤粉 選擇含碳量大于50%的煤粉，其粒度要求為-200目大于60%。
[0021] 實(shí)施例1 一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法，包括如下工藝步驟： (1) 將弱磁性鐵礦石破碎并磨礦至粒度為-200目占60-70%，通過強(qiáng)磁選(選別參數(shù)：磁 場(chǎng)強(qiáng)度1. 0T，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速5轉(zhuǎn)/min，沖洗水20L/min)預(yù)先拋棄鐵品位在13%以下的合格尾礦， 獲得鐵品位為42%的粗精礦產(chǎn)品，并將粗精礦過濾至水分含量在89Γ12% ; (2) 將步驟（1)合格尾礦過旋流器進(jìn)行粒度分級(jí)，得到-400目大于80%的細(xì)粒級(jí)尾礦； (3) 向所述粗精礦中配入相當(dāng)于粗精礦質(zhì)量1%的粘結(jié)劑、3%的煤粉，混勻后給入造球 盤，加水造球；且所述粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土； (4) 濕球長(zhǎng)大至球徑1(Γ15_時(shí)排出，給入另一造球盤，均勻給入步驟（2)細(xì)粒級(jí)尾礦， 均勻噴水并將細(xì)粒級(jí)尾礦包裹在濕球表面，形成一層均勻的包裹層，控制使包裹層的質(zhì)量 為步驟（4)濕球質(zhì)量的2-10% ; (5) 將包裹層厚度達(dá)到要求的球團(tuán)排出，即得到包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙 燒生球產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)試，所得生球的抗壓強(qiáng)度為7. 9N，落下次數(shù)為6次；然后將生球送馬弗爐 進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度為600°C?650°C，還原時(shí)間為30min，焙燒后鐵礦石在-120目的細(xì) 度下經(jīng)過磁選管選別，磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 15T ;經(jīng)檢測(cè)，獲得的鐵精礦的品位為57. 15%、金屬回收 率為 91. 16%。
[0022] 實(shí)施例2 實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于： 步驟（1)中，強(qiáng)磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0. 8T，所得鐵礦石粗精礦產(chǎn)品的鐵品位為41. 5% ; 步驟（3)中，向所述粗精礦中配入相當(dāng)于粗精礦質(zhì)量5%的粘結(jié)劑和5%的煤粉，然后將 物料混勻；所述粘結(jié)劑采用步驟（2)所得細(xì)粒級(jí)尾礦； 步驟（5)中，經(jīng)檢測(cè)，所得氧化鐵礦石還原焙燒生球的抗壓強(qiáng)度為10. 54N，落下次數(shù)為 3. 8次；球團(tuán)還原焙燒的焙燒溫度為550°C?600°C，還原時(shí)間為50min，磁選后，經(jīng)檢測(cè)，獲得 的鐵精礦的品位為56. 24%、金屬回收率為89. 17%。
[0023] 實(shí)施例3 實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處在于： 步驟（1)中，強(qiáng)磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1. 2T，所得鐵礦石粗精礦產(chǎn)品的鐵品位為43. 1% ; 步驟（3)中，向所述粗精礦中配入相當(dāng)于粗精礦質(zhì)量10%的粘結(jié)劑和1%的煤粉，然后 將物料混勻；所述粘結(jié)劑采用步驟（2)所得細(xì)粒級(jí)尾礦； 步驟（5)中，經(jīng)檢測(cè)，所得氧化鐵礦石還原焙燒生球的抗壓強(qiáng)度為10. 1N，落下次數(shù)為 3. 9次；球團(tuán)還原焙燒的焙燒溫度為650°C ~700°C，還原時(shí)間為20min，磁選后，經(jīng)檢測(cè)，獲得 的鐵精礦的品位為58. 32%、金屬回收率為91. 67%。
[0024] 對(duì)比例 一種弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法，包括如下工藝步驟： (1) 將弱磁性鐵礦石破碎并磨礦至粒度為-200目占60-70%，通過強(qiáng)磁選(選別參數(shù)：磁 場(chǎng)強(qiáng)度1. 0T，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速5轉(zhuǎn)/min，沖洗水20L/min)預(yù)先拋棄鐵品位在13%以下的合格尾礦， 獲得鐵品位為42%的粗精礦產(chǎn)品，并將粗精礦過濾至水分含量在89Γ12% ; (2) 向所述粗精礦中配入相當(dāng)于粗精礦質(zhì)量1%的粘結(jié)劑、3%的煤粉，混勻后給入造球 盤，加水造球，濕球長(zhǎng)大至球徑1(Γ15_時(shí)排出；且所述粘結(jié)劑采用膨潤(rùn)土； (3) 將生球送馬弗爐進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度為600°C飛50°C，還原時(shí)間為30min，焙燒 后鐵礦石在-120目的細(xì)度下經(jīng)過磁選管選別，磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 15T ;經(jīng)檢測(cè)，獲得的鐵精礦的品 位為53. 54%、金屬回收率為84. 22%。
【權(quán)利要求】
1. 一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方法，其特征在于，包括如 下工藝步驟： (1) 將弱磁性鐵礦石破碎并磨礦至粒度為-200目大于60%，通過強(qiáng)磁選預(yù)先拋棄部分 合格尾礦，獲得鐵品位較高的粗精礦產(chǎn)品，并將粗精礦過濾至水分含量在89Γ12% ; (2) 將步驟（1)合格尾礦進(jìn)行粒度分級(jí)，得到-400目大于80%的細(xì)粒級(jí)尾礦； (3) 向所述粗精礦中配入相當(dāng)于粗精礦質(zhì)量1~10%的粘結(jié)劑、1~5%的煤粉，混勻后給入 造球盤，加水造球； (4) 濕球長(zhǎng)大至球徑1(Γ15_時(shí)排出，給入另一造球盤，均勻給入步驟（2)細(xì)粒級(jí)尾礦， 均勻噴水并將細(xì)粒級(jí)尾礦包裹在濕球表面，形成一層均勻的包裹層； (5) 將包裹層厚度達(dá)到要求的球團(tuán)排出，即得到包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙 燒生球產(chǎn)品，然后將生球產(chǎn)品送焙燒設(shè)備進(jìn)行還原焙燒和磁選。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方 法，其特征在于，步驟（1)中，所述粗精礦的鐵品位大于40%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方 法，其特征在于，步驟（3)中，所述粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方 法，其特征在于，步驟（3)中，所述粘結(jié)劑為步驟（2)得到的細(xì)粒級(jí)尾礦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方 法，其特征在于，步驟（5)中，所得弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的包裹層的質(zhì)量為步驟（4) 濕球質(zhì)量的2-10%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方 法，其特征在于，步驟（1)中，所述弱磁性鐵礦石為鐵品位在25%以上的赤鐵礦、褐鐵礦、菱 鐵礦、鏡鐵礦的單一礦石類型或其混合礦石。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹有隔氧層的弱磁性鐵礦石還原焙燒生球的制作方 法，其特征在于，步驟（3)中，所述煤粉為含碳量大于50%的各種煤資源，其粒度為-200目 大于60%。
【文檔編號(hào)】C22B1/243GK104195327SQ201410372851
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】陳毅琳, 唐曉玲, 劉金長(zhǎng), 田仕友, 孫洪碩 申請(qǐng)人:甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司