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一種難選鐵礦的高效氫氣磁化焙燒再磁選的方法

文檔序號:10560848閱讀:583來源:國知局
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,無碳磁化,清潔生產(chǎn),設(shè)備簡單,分選指標(biāo)理想。鐵品位為27.90%的原礦經(jīng)過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,氣體的快速流動會帶走更多的熱量,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;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﹁F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]磁選過程中,結(jié)合使用磁吸方式、磁選方式和研磨方式對磁化鐵礦粉體進(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,使磁體相對于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動分選鐵礦與脈石,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)?,對鐵礦進(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]磁選過程中,結(jié)合使用磁吸方式、磁選方式和研磨方式對磁化鐵礦粉體進(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,使磁體相對于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動分選鐵礦與脈石,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特別說明均為常規(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)猓瑲錃饬髁繛?.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,使磁體相對于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動選別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%。過濾或沉降尾礦漿Rl?R7,合并尾礦Rl?R7為最終尾礦,選別過程的水循環(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,使磁體相對于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動選別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%。過濾或沉降尾礦漿Rl?R6,合并尾礦Rl?R6為最終尾礦,選別過程的水循環(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)猓刂茪錃饬髁繛?.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淖饔茫檎婵找部梢赃_(dá)到同樣目的。惰性氣體代替氮?dú)饣蚍磻?yīng)前后對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)?,對鐵礦進(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,磁選過程中,結(jié)合使用磁吸方式、磁選方式和研磨方式對磁化鐵礦粉體進(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,使磁體相對于隔板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動分選鐵礦與脈石,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】B03C1/30GK105921264SQ201610282094
【公開日】2016年9月7日
【申請日】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
【申請人】遼寧科技大學(xué)
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