以鲕状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种以鲕状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺，包括以下步骤：对原料鲕状铁矿进行磁化焙烧处理；鲕状铁矿包括鲕状赤铁矿、鲕状褐铁矿、鲕状菱铁矿中的至少一种；磁化焙烧处理主要是通过在中温下焙烧使鲕状铁矿中的含铁矿物转化成以Fe3O4为主要成分的焙烧矿；对磁化焙烧处理后的焙烧矿进行磨矿磁选处理，得到高磷铁精矿；再对高磷铁精矿进行浮选降磷或酸浸降磷，得到合格铁精矿。本发明的工艺流程合理、资源利用充分、产品回收率高、工艺成本低、磁化焙烧效果好、处理量大、应用前景广阔。
【专利说明】以鲕状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金与选矿相结合的铁矿选矿【技术领域】，尤其涉及一种适用于鮞状铁矿的选矿工艺方法。
【背景技术】
[0002]鮞状赤铁矿占我国红铁矿储量的30%，储量达37亿吨，鮞状赤铁矿常形成大型矿山，主要分布在我国南方的湘、鄂、云、贵、桂等地，由于其嵌布粒度极细且经常与菱铁矿、鮞绿泥石和含磷矿物共生或相互层层包裹，其单体解离困难，并且矿石经碎矿和磨矿后特别容易形成微细颗粒，分选也十分困难。鮞状赤铁矿由于铁回收率不高、磷含量高难以降低以及处理经济成本过高等问题，被国内外公认为是一种极难选矿物，正因如此，该类资源至今未能得到有效开发和利用。 [0003]随着我国钢铁工业的迅速发展，品位高且易选的铁矿石资源濒临枯竭，合理开发利用复杂难选的贫、杂铁矿石资源，对缓解我国铁矿石供求矛盾、促进我国钢铁工业发展具有重要的现实意义。尤其是我国原生富矿资源稀少，铁矿“贫、杂、细、散”的品质特点及较低的整体利用水平成为我国钢铁工业发展的瓶颈。近年来，由于国产铁矿石供应紧缺、进口量连续大幅度增加，铁矿石的国际市场价格一路攀高，这使得国家经济安全和钢铁行业的经济效益受到严峻挑战。
[0004]扩大可工业利用的铁矿资源量，高效、合理地开发利用上述各类中低品位铁矿资源，保障国内铁矿资源的安全供给，这是我国钢铁行业以及国民经济发展中必须长期坚持的一项任务。如果能将储量巨大的鮞状赤铁矿进行有效地工业开发和利用，这对提高我国铁矿资源的自给能力和保障程度，对保障国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺流程合理、资源利用充分、产品回收率高、工艺成本低、磁化焙烧效果好、处理量大、应用前景广阔的以鮞状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种以鮞状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺，包括以下步骤:
[0007](I)对原料鮞状铁矿进行磁化焙烧处理；所述鮞状铁矿包括鮞状赤铁矿、鮞状褐铁矿、鮞状菱铁矿中的至少一种；所述磁化焙烧处理主要是指在中温下通过焙烧使鮞状铁矿中的含铁矿物转化成以Fe3O4为主要成分的焙烧矿，该焙烧矿为可通过选矿回收的人工磁铁矿；
[0008](2)对经步骤(1)处理后的焙烧矿进行磨矿磁选处理，得到高磷铁精矿；针对步骤(I)后焙烧矿产品的特性(例如人造磁铁矿的磁性弱、矫顽力大、焙烧产物易磨)及该类矿物的嵌布特征(例如鮞状赤铁矿嵌布粒度细、嵌布复杂等特点)，在磨矿磁选处理作业中我们可对磨矿粒度进行控制，对磁选设备进行优化处理；根据产自不同地区的矿物，我们可对磨矿磁选处理作业的阶段作业方式进行调整；磨矿时可采用常规的磨矿、分级设备，磁选可采用针对人造磁铁矿分选的磁选机及脱磁器；
[0009](3)针对不同的鮞状铁矿，对步骤(2)获得的高磷铁精矿进行浮选降磷或酸浸降磷，得到合格铁精矿。
[0010]上述的选矿工艺中，优选的，所述磁化焙烧处理包括磁化还原焙烧和/或磁化中性焙烧；
[0011]所述磁化还原焙烧主要是指通过添加还原剂将原料鮞状赤铁矿和/或鮞状褐铁矿中的Fe2O3还原焙烧得到以Fe3O4为主要成分的焙烧矿；其反应原理主要体现为:
[0012]Fe203+C — Fe304+C0 ；
[0013]Fe203+C0 — Fe304+C02 ；
[0014]Fe203+H2 — Fe3O4+H2O ；
[0015]所述磁化中性焙烧主要是指将原料鮞状菱铁矿中的FeCO3中性焙烧得到以Fe3O4为主要成分的焙烧矿；其反应原理主要体现为:
[0016]FeCO3 — Fe304+C0 或 FeCO3 — Fe203+C02 ；
[0017]Fe203+C0 — Fe304+C02。
[0018]上述的选矿工艺中，优选的，所述还原剂为煤、C0、H2中的一种或多种；所述磁化焙烧处理的焙烧温度控制在650°C~950°C ;焙烧燃料选用天然气、煤气(例如焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气等均可)、煤中的至少一种。
[0019]上述的选矿工艺中，优选的，所述还原剂选用煤，作为还原剂的煤的用量为原料质量的2%~8% ;所述焙烧燃料的用量以向每吨原料提供1256MJ~1884MJ的热量作为控制标准。
[0020]上述的选矿工艺中，优选的，所述磁化焙烧处理采用的设备可以为箱式电阻炉(在静态焙烧时)或外热式回转窑(在实验阶段时)，但优选为磁化焙烧回转窑(在动态焙烧时)，进行磁化焙烧处理的原料鮞状铁矿的粒度控制在15mm以下(即对原矿进行破碎,优选为12mm以下)；磁化焙烧处理的时间为30min~90min，磁化焙烧处理完成后的焙烧矿采用密封水淬至70°C以下的方式进行冷却，以防止焙烧矿氧化。
[0021]上述的选矿工艺中，优选的，所述磨矿磁选处理主要是指将所述焙烧矿进行多段的磨矿-分级-弱磁选过程，直至获得的高磷铁精矿的粒度-400目达到70%~95%。
[0022]上述的选矿工艺中，根据鮞状铁矿石的嵌布特性，优选的，所述多段的磨矿-分级-弱磁选过程中，使第一段的磨矿-分级后-200目粒度含量占到50%~80%，然后进入弱磁选粗选抛尾；一段磨矿磁选处理后获得的抛尾粗精矿再经I~2段所述的磨矿磁选处理即可。所述弱磁选的磁场强度为9000e~28000e。
[0023]上述的选矿工艺中，优选的，所述浮选降磷的过程包括:先对高磷铁精矿进行脱碳浮选，脱碳浮选后在高碱(优选PH为10~11)条件下，加入针对铁矿物的淀粉和水玻璃(石英等硅酸盐类矿物)，然后用阴离子捕收剂反浮选高磷铁精矿中的脉石矿物和含磷矿物，达到浮选降磷的目的，所述反浮选包括粗选、扫选和精选。上述的浮选降磷过程的工艺参数条件优选包括:
[0024] 矿浆温度:20°C~35°C;
[0025]矿浆浓度:25%~35% ；[0026]氢氧化钠或碳酸钠用量:800g/t~2000g/t(氢氧化钠一般选用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](脂肪酸类)阴离子捕收剂用量:400g/t~800g/t；
[0030]粗选时间:3min~5min ；
[0031]扫选时间:7min~IOmin ；
[0032]精选时间:3min~5min。
[0033]上述的选矿工艺中，对于含磷较高的高磷铁精矿(主要是指胶磷矿)，其中的磷嵌布在铁的晶格中难以除去，此时我们优选采用酸浸降磷方式，所述酸浸降磷的工艺参数条件包括:[0034]浸出酸浓度(优选硫酸):10%~20% ；
[0035]浸出温度:20°C~60°C;
[0036]浸出时搅拌强度:50rpm~IOOrpm ；
[0037]浸出时间:不少于5min ；
[0038]浸出次数:不低于2次；
[0039]在浸出过程中的浸出液可重复循环使用，整个流程中无外排废水。
[0040]采用本发明的上述选矿工艺最终可获得精矿品位TFe55%~61%、回收率75%~85%的铁精矿。
[0041]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0042]1.本发明通过对鮞状铁矿进行磁化焙烧处理(尤其是在回转窑中进行磁化焙烧处理)，可以得到多孔、疏松、易磨的人造磁铁矿，磁化焙烧效果好，处理量大，且能够显著降低后续的磨矿成本；
[0043]2.采用本发明的选矿工艺可以充分利用现今尚未得到有效利用的鮞状铁矿，并可得到合格的铁精矿产品，这对于缓解我国当下铁矿资源的不足、提供我国铁矿石的供给能力具有十分重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1为本发明选矿工艺的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0045]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0046]实施例1:
[0047]一种如图1所示本发明的以鮞状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺，其是以鮞状赤铁矿I号矿样为原矿，矿石中主要矿物含量如下表1所不:
[0048]表1:实施例1中的原矿的矿物含量分析表(单位..%)
[0049]η I赤褐铁矿I石英 I白云石~I绿泥石I磷灰石~Kl
含量 537? Tl 22?8 12.4 6?2 Τ70
[0050]本实施例的选矿工艺中用到的设备包括:
[0051]Φ 4.0 X 60m还原磁化焙烧回转窑；
[0052]球磨机；
[0053]螺旋分级机；
[0054]磁选机；
[0055]旋流器；
[0056]浮选机。 [0057]本实施例的选矿工艺主要包括以下步骤:
[0058](I)对本实施例中的原矿先进行破碎，得到粒度在15mm以下的鮞状赤铁矿原料，对原料鮞状赤铁矿进行磁化焙烧处理；磁化焙烧处理主要是指在中温下通过添加还原剂使鮞状赤铁矿中的含铁矿物Fe2O3转化成以Fe3O4为主要成分的焙烧矿，该焙烧矿为可通过选矿回收的人工磁铁矿；采用Φ4.0 X 60m还原磁化焙烧回转窑进行还原磁化焙烧处理；本实施例中添加的还原剂为煤粉，还原剂的用量为原料质量的3% ;焙烧燃料选用天然气、煤气、煤中的一种，焙烧燃料的用量以向每吨原料提供1256MJ~1884MJ的热量作为控制标准；焙烧温度控制在800°C，磁化焙烧处理的时间为70min ;磁化焙烧处理完成后的焙烧矿采用密封水淬急冷至70°C以下，以防止焙烧矿氧化。
[0059]( 2 )对经步骤(1)处理后的焙烧矿进行磨矿磁选处理，针对步骤(1)后焙烧矿产品的特性及该类矿物的嵌布特征，在磨矿磁选处理作业中我们对磨矿粒度、阶段作业方式进行控制；磨矿时可采用常规的磨矿(球磨机)、分级设备(螺旋分级机)，磁选采用针对人造磁铁矿分选的磁选机；磨矿磁选处理主要是指将所述焙烧矿进行多段的磨矿-分级-弱磁选过程，本实施例中先进行第一段的磨矿-分级，使第一段磨矿-分级后-200目粒度含量占到50%~80%，然后进入弱磁选粗选抛尾(尾矿为废弃物)；一段磨矿磁选处理后获得的抛尾粗精矿再进行两次磨矿磁选处理即可，每一次磨矿磁选处理的尾矿合并后作为总尾矿，剩余即为高磷铁精矿；弱磁选的磁场强度控制为9000e~28000e ；
[0060](3)对步骤(2)获得的高磷铁精矿进行浮选降磷，浮选降磷的过程包括:先对高磷铁精矿进行脱碳浮选，脱碳浮选后在高碱(pH为10~11)条件下，加入针对铁矿物的淀粉和水玻璃，然后用阴离子捕收剂反浮选高磷铁精矿中的脉石矿物和含磷矿物，达到浮选降磷的目的，反浮选包括粗选、扫选和精选，浮选降磷后得到合格铁精矿；浮选降磷过程的工艺参数条件包括:
[0061 ]矿浆温度:20°C~35°C ；
[0062]矿浆浓度:25%~35% ；
[0063]碳酸钠用量:2000g/t ；
[0064]淀粉用量:500g/t~800g/t ；
[0065]水玻璃用量:1000g/t ；
[0066]阴离子捕收剂(脂肪酸类CY-78)用量:600g/t ；
[0067]粗选时间:3min~5min ；[0068]扫选时间:7min~IOmin ；
[0069]精选时间:3min~5min。
[0070]实施例2:
[0071]—种如图1所不本发明的以麵状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺，其原料矿石(即选矿对象与实施例1相同，选矿工艺中用到的设备也与实施例1相同，选矿工艺的主要步骤也包括三步，其中步骤(1)和步骤(2)与上述实施例1相同，仅仅是在步骤(3)中采用酸浸降磷替代实施例1中的浮选降磷，酸浸降磷的工艺参数条件包括:
[0072]浸出酸浓度(硫酸):15% ；
[0073]浸出温度:60°C ;
[0074]浸出时搅拌强度:50rpm~IOOrpm ；
[0075]浸出时间:5min;
[0076]浸出次数:2次；
[0077]在浸出过程中的浸出液可重复循环使用，整个流程中无外排废水。
[0078]上述实施例1、实施例2中得到的合格铁精矿的指标基本相同,如下表2所示。
[0079]表2:实施例1、2中获得的合格铁精矿广品指标
[0080]
【权利要求】
1.一种以鮞状铁矿为原料制备合格铁精矿的选矿工艺，包括以下步骤: (1)对原料鮞状铁矿进行磁化焙烧处理；所述鮞状铁矿包括鮞状赤铁矿、鮞状褐铁矿、鮞状菱铁矿中的至少一种；所述磁化焙烧处理主要是通过在中温下焙烧使鮞状铁矿中的含铁矿物转化成以Fe3O4为主要成分的焙烧矿； (2)对经步骤(1)处理后的焙烧矿进行磨矿磁选处理，得到高磷铁精矿； (3)对步骤(2)获得的高磷铁精矿进行浮选降磷或酸浸降磷，得到合格铁精矿。
2.根据权利要求1所述的选矿工艺，其特征在于:所述磁化焙烧处理包括磁化还原焙烧和/或磁化中性焙烧； 所述磁化还原焙烧主要是指通过添加还原剂将原料鮞状赤铁矿和/或鮞状褐铁矿中的Fe2O3还原焙烧得到以Fe3O4为主要成分的焙烧矿； 所述磁化中性焙烧主要是指将原料鮞状菱铁矿中的FeCO3中性焙烧得到以Fe3O4为主要成分的焙烧矿。
3.根据权利要求2所述的选矿工艺，其特征在于:所述还原剂为煤、CO、H2中的一种或多种；所述磁化焙烧处理的焙烧温度控制在650°C~950°C ;焙烧燃料选用天然气、煤气、煤中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的选矿工艺，其特征在于:所述还原剂选用煤，作为还原剂的煤的用量为原料质量 的2%~8% ;所述焙烧燃料的用量以向每吨原料提供1256MJ~1884MJ的热量作为控制标准。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的选矿工艺，其特征在于:所述磁化焙烧处理采用的设备为回转窑，进行磁化焙烧处理的原料鮞状铁矿的粒度控制在15_以下；磁化焙烧处理的时间为30min~90min，磁化焙烧处理完成后的焙烧矿采用密封水淬至70°C以下的方式进行冷却。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的选矿工艺，其特征在于:所述磨矿磁选处理主要是指将所述焙烧矿进行多段的磨矿-分级-弱磁选过程，直至获得的高磷铁精矿的粒度-400目达到70%~95%。
7.根据权利要求6所述的选矿工艺，其特征在于:所述多段的磨矿-分级-弱磁选过程中，使第一段的磨矿-分级后-200目粒度含量占到50%~80% ;所述弱磁选的磁场强度为 9000e ~28000e。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的选矿工艺，其特征在于，所述浮选降磷的过程包括:先对高磷铁精矿进行脱碳浮选，脱碳浮选后在高碱条件下，加入淀粉和水玻璃，然后用阴离子捕收剂反浮选高磷铁精矿中的脉石矿物和含磷矿物，达到浮选降磷的目的，所述反浮选包括粗选、扫选和精选。
9.根据权利要求8所述的选矿工艺，其特征在于，所述浮选降磷过程的工艺参数条件包括: 矿浆温度:20°C~35°C ； 矿浆浓度:25%~35% ； 氢氧化钠或碳酸钠用量:800g/t~2000g/t ； 淀粉用量:500g/t~800g/t ； 水玻璃用量:1000g/1~1500g/t ；阴离子捕收剂用量:400g/t~800g/t ； 粗选时间:3min~5min ； 扫选时间:7min~IOmin ； 精选时间:3min~5min。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的选矿工艺，其特征在于，所述酸浸降磷的工艺参数条件包括: 浸出酸浓度:10%~20% ； 浸出温度:20°C~60°C ； 浸出时搅拌强度:50rpm~IOOrpm ； 浸出时间:不少于5min ； 浸出次数:不低于2次。
【文档编号】C22B1/02GK103643030SQ201310588889
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】薛生晖, 詹曙光, 陈启平, 王东, 郭永楠, 刘苗华, 刘昌 , 张志华, 毛拥军, 黎红兵, 陈泽中, 付向辉, 赵海涛, 邹廷信, 王金明, 韩彦利 申请人:长沙矿冶研究院有限责任公司