专利名称：一种从褐铁矿制取磁铁精矿的方法
所属领域 本发明涉及一种从褐铁矿制取磁铁精矿的方法，属钢铁冶金领域。
背景技术：
尽管世界铁矿资源十分丰富，但是随着中国钢铁工业的快速发展及钢铁生产能力的飞速上升，铁矿石供应日渐紧张，尤其近三年铁矿石价格大幅度上升，而且优质铁精矿资源供应量明显下降。褐铁矿在世界各地烧结厂使用量在增加，给烧结生产带来明显影响。球团矿生产也大量使用巴西赤铁精矿，尤其镜铁矿成球性差，焙烧温度高，通常添加一定比例的磁铁矿以改善球团焙烧性能。但是，世界范围内磁铁矿资源有限，市场供应量严重不足。因此，利用赤铁矿或褐铁矿资源生产磁铁精矿有着广阔的市场和应用前景。
国际上有丰富的褐铁矿资源，但其分选富集十分困难，澳大利亚是豆状褐铁矿资源大国，该国基本上不分选褐铁矿，只直接利用高品位的褐铁矿粉或块矿(铁品位＞56％)。中国褐铁矿资源量也十分巨大，但铁品位低，为此开发了一些分选工艺，例如浮选、重选、磁选及其联合分选工艺，但由于分选效果差及成本高，生产中很少获得应用。主要原因在于褐铁矿为含结晶水的赤铁矿，矿石结构复杂，在磨矿选别中易泥化，分选性差，技术经济指标不理想，而且分选产品仍为褐铁矿，结晶水及酸性脉石硅和铝含量高，在烧结球团过程中易产生热爆裂，严重影响烧结矿和球团矿的产量和质量，不利于强化高炉冶炼。
发明内容
本发明的目的在于针对澳大利亚豆状褐铁矿(铁品位45-55％)及国内褐铁矿，提供一种生产优质磁铁精矿的方法，扩大球团生产原料来源，强化高炉冶炼。
本发明通过对褐铁矿还原焙烧，在结晶水脱除的同时，将褐铁矿中的赤铁矿、针铁矿等弱磁性的高价铁的氧化物转化为强磁性的磁铁矿，然后通过细磨和弱磁选工艺进一步脱除含硅和铝的矿物，最终生产出高铁、低硅、低铝的优质磁铁精矿。该磁铁精矿无需在造球前进行细磨或辊磨预处理，即可生产优质球团矿。
一种从褐铁矿制取磁铁精矿的方法，将褐铁矿破碎、筛分，将小于8mm的粉矿再磨矿至-0.074mm80％，细粒褐铁矿粉与复合添加剂混匀后，经圆盘造球机造球；生球进入链板机进行干燥、固结和预热，然后进入回转窑进行还原焙烧；焙烧产品直接进入水中冷却，冷却后经磨矿磁选，得到粗精矿。对粗精矿进行湿式球磨处理，采用磁选柱磁选，脱除含硅和铝的矿物，得到高铁、低硅、低铝磁铁精矿。
褐铁矿经破碎、筛分后，将8-20mm细粒级铁矿直接进入链板机进行干燥和预热后回转窑还原焙烧，后续工艺与上述相同。
所述复合添加剂由腐植酸钠和细磨烟煤组成，组成重量比为1∶1.5-3，复合添加剂在球团中的添加量为褐铁矿粉重量的5-8％，造球时间为8-15min，造球水分8-12％，生球粒度为8-16mm，球团干燥温度200-300℃，干燥时间6-10min；所述预热温度400-500℃，预热时间8-12min；所述还原焙烧温度700-900℃，焙烧时间10-15min，还原过程烟煤添加量为220-380kg/t球团；第一次磨矿细度为-0.074mm-80％，第二次磨矿细度为-0.043mm70-85％，三次筒式磁选，其磁场强度为60-80毫特斯拉，磁选柱磁场强度为70-120毫特斯拉。
还原焙烧还可采用链板机-竖炉工艺进行，链板机的热源来自于窑尾废气，预热后的球团或矿石可直接进入竖炉或由斗式提升机加入竖炉。竖炉采用燃烧室供热，可烧煤、煤气或天然气供热，燃烧室温度控制在900-1000℃，空气过剩系数控制在0.8-1.0，提供弱还原气氛。其余步骤与上述工艺相同。
本发明对细粒褐铁矿矿粉，采用复合添加剂球团还原焙烧法，改善了还原焙烧效果，提高了赤铁矿和针铁矿转化为磁铁矿的转化率，强化了磁选分离效果。复合添加剂具有粘结作用和还原作用，在球团制备中无需再加粘结剂，保证生球具有足够的强度和热稳定性；同时对赤铁矿具有还原作用，加快还原速度。
本发明采用链板机—回转窑或链板机—竖炉进行预热和还原焙烧装置，通过利用窑尾热废气在链板机上预热球团矿，脱除结晶水，使还原焙烧时间明显缩短及节省能耗。采用磁选柱进一步富集再磨后的微细粒磁铁矿，工艺流程简单，设备投资省、占地少，分选效果好。
最终产品磁精矿铁品位高、含硅铝等杂质少，粒度细，用于生产球团矿时无需再磨，有利于简化球团生产工艺，节省球团矿焙烧温度，降低球团生产成本。
采用本发明可以明显降低开采矿石的原矿品位，拓宽炼铁原料来源，生产高铁低硅低铝的磁铁精矿，节省球团矿生产能耗，从而降低炼铁成本。对含铁品位45-55％、SiO23-5％，Al2O33-8％的褐铁矿，采用本发明的方法处理，获得TFe65-68％，FeO 25-29％，SiO24-5％，Al2O31.5-2.8％的优质铁精矿，精矿细度为—0.043mm 80-90％左右，铁的回收率为78-85％。
图1褐铁矿粉富集的工艺流程。
具体实施例方式
实施例1某豆状褐铁矿粉(TFe45％，SiO24.8％，Al2O35.1％，细度为90％-200目)配加5％的复合添加剂(腐植酸钠2％，烟煤3％)，混合料经混匀后在圆盘造球机中造球，造球水分10％，造球时间10min，生球粒度为8-16mm。生球干燥温度260℃，干燥时间8min，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为280kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm80％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe65.8％，FeO 26.4％，SiO25％，Al2O32.8％，精矿细度为-0.043mm80％左右，铁的回收率为78.0％。
实施例2某豆状褐铁矿粉(TFe49.2％，SiO24.43％，Al2O34.6％，细度为90％-200目)配加5％的复合添加剂(腐植酸钠2％，烟煤3％)，混合料经混匀后在圆盘造球机中造球，造球水分10％，造球时间10min，生球粒度为8-16mm。生球干燥温度260℃，干燥时间8min，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为280kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm80％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe66.9％，FeO 27.2％，SiO24.8％，Al2O32.72％，精矿细度为-0.043mm80％左右，铁的回收率为80.0％。
实施例3某豆状褐铁矿粉(TFe55％，SiO23.9％，Al2O34.0％，细度为90％-200目)配加5％的复合添加剂(腐植酸钠2％，烟煤3％)，混合料经混匀后在圆盘造球机中造球，造球水分10％，造球时间10min，生球粒度为8-16mm。生球干燥温度260℃，干燥时间8min，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为280kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm80％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe67.95％，FeO 28.1％，SiO23.8％，Al2O32.52％，精矿细度为-0.043mm80％左右，铁的回收率为84.60％。
实施例4某豆状褐铁矿块(TFe45％，SiO24.8％，Al2O35.1％，粒度8-20mm)，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为280kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm90％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe65.3％，FeO 25.7％，SiO24.66％，Al2O32.71％，精矿细度为-0.043mm82％左右，铁的回收率为79.0％。
实施例5某豆状褐铁矿块(TFe49.2％，SiO24.43％，Al2O34.6％，粒度8-20mm)，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为290kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm90％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe67.05％，FeO 27.18％，SiO23.74％，Al2O32.66％，精矿细度为-0.043mm82.0％左右，铁的回收率为82.87％。
实施例6某豆状褐铁矿块(TFe54.89％，SiO23.43％，Al2O35.8％，粒度8-20mm)，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为280kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm90％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe68.00％，FeO 28.2％，SiO23.74％，Al2O32.21％，精矿细度为-0.043mm82％左右，铁的回收率为80.67％。
实施例7某褐铁矿粉(TFe45.3％，SiO24.56％，Al2O34.05％，细度为80％-200目)配加5％的复合添加剂(腐植酸钠2％，烟煤3％)，混合料经混匀后在圆盘造球机中造球，造球水分10％，造球时间10min，生球粒度为8-16mm。生球干燥温度260℃，干燥时间8min，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为270kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm80％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm85％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe65.5％，FeO 25.7％，SiO24.6％，Al2O32.52％，精矿细度为-0.043mm72％左右，铁的回收率为77.8％。
实施例8某褐铁矿粉(TFe50.3％，SiO23.68％，Al2O34.17％，细度为88％-200目)配加5％的复合添加剂(腐植酸钠2％，烟煤3％)，混合料经混匀后在圆盘造球机中造球，造球水分10％，造球时间10min，生球粒度为8-16mm。生球干燥温度260℃，干燥时间8min，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为260kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm75％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.074mm 90％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe66.8％，FeO 26.9％，SiO24.3％，Al2O32.88％，精矿细度为-0.043mm65％左右，铁的回收率为84.6％。
实施例9某褐铁矿粉(TFe54.68％，SiO23.78％，Al2O33.62％，细度为85％-200目)配加5％的复合添加剂(腐植酸钠2％，烟煤3％)，混合料经混匀后在圆盘造球机中造球，造球水分10％，造球时间10min，生球粒度为8-16mm。生球干燥温度260℃，干燥时间8min，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为290kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm75％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm76.3％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe68.12％，FeO 28.00％，SiO23.01％，Al2O31.89％，精矿细度为-0.043mm78.2％左右，铁的回收率为83.65％。
实施例10某褐铁矿块(TFe50.52％，SiO26.43％，Al2O34.1％，8-20mm)，预热温度550℃，预热时间6min，还原焙烧温度800℃，焙烧时间15min，加烟煤比例为290kg/t，焙烧产品直接进入水中冷却。冷却后进入球磨机磨矿，第一次磨矿细度为-0.074mm82.1％，两段磁选，得到的磁性粗精矿再磨，第二次磨矿细度为-0.043mm88.3％，细磨后产品进入磁选柱分选，得到最终磁铁精矿，其成分为TFe66.7％，FeO 25.4％，SiO24.80％，Al2O32.52％，精矿细度为-0.043mm80.5％左右，铁的回收率为84.70％。
权利要求
1.一种从褐铁矿制取磁铁精矿的方法，其特征在于将褐铁矿破碎、筛分，将小于8mm的粉矿再磨矿至-0.074mm80％，细粒褐铁矿粉与复合添加剂混匀后，经圆盘造球机造球；生球进入链板机进行干燥、固结和预热，然后进入回转窑进行还原焙烧；焙烧产品直接进入水中冷却，冷却后经磨矿磁选，得粗精矿；对粗精矿进行湿式球磨处理，采用磁选柱磁选，脱除含硅和铝的矿物，得到高铁、低硅、低铝磁铁精矿；褐铁矿经破碎、筛分后，将8-20mm细粒级铁矿直接进入链板机进行干燥和预热后进回转窑还原焙烧；所述复合添加剂由腐植酸钠和细磨烟煤组成，组成重量比为1∶1.5-3，复合添加剂在球团中的添加量为褐铁矿粉重量的5-8％，造球时间为8-15min，造球水分8-12％，生球粒度为8-16mm，球团干燥温度200-300℃，干燥时间6-10min；所述预热温度400-500℃，预热时间8-12min；所述还原焙烧温度700-900℃，焙烧时间10-15min，还原过程烟煤添加量为220-380kg/t球团；第一次磨矿细度为-0.074mm-80％，第二次磨矿细度为-0.043mm70-85％，三次筒式磁选，其磁场强度为60-80毫特斯拉，磁选柱磁场强度为70-120毫特斯拉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还原焙烧还可采用链板机-竖炉工艺进行，链板机的热源来自于窑尾废气，预热后的球团或矿石可直接进入竖炉或由斗式提升机加入竖炉，竖炉采用燃烧室供热，燃烧室温度控制在900-1000℃，空气过剩系数控制在0.8-1.0，提供弱还原气氛。
全文摘要
一种从褐铁矿制取磁铁精矿的方法，将褐铁矿破碎、筛分，将小于8mm的粉矿再磨矿至－0.074mm80％，细粒褐铁矿粉与复合添加剂混匀后，经圆盘造球机造球；生球进入链板机进行干燥、固结和预热，然后进入回转窑进行还原焙烧；焙烧产品直接进入水中冷却，冷却后经磨矿磁选，得到粗精矿。对粗精矿进行湿式球磨处理，采用磁选柱磁选，脱除含硅和铝的矿物，得到高铁、低硅、低铝磁铁精矿。采用本发明可以明显降低开采矿石的原矿品位，拓宽炼铁原料来源，生产高铁低硅低铝的磁铁精矿，节省球团矿生产能耗，从而降低炼铁成本。
文档编号B03C1/02GK1920064SQ20061003225
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者朱德庆, 邱冠周, 潘建 申请人:中南大学