专利名称：一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法
技术领域：
本发明涉及一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，属黑色金属——铁矿石 选矿的技术领域。
背景技术：
目前，我国在世界上是一个钢铁生产大国，由于熔炼生产要求，需要大量的钢铁 熔炼原料——铁矿石。
我国的铁矿石储量较为丰富、分布较广，铁矿石的使用种类有磁铁矿、赤铁矿、 褐铁矿、菱铁矿等，虽然我国目前开采的赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿数量日益增大，但 大都品位低、磁性弱、嵌布粒度细、共生组分多，二氧化硅Si02、三氧化二铝Al203
等杂质含量高，由于赤铁矿等与脉石矿物的物理化学性质、密度、比磁化系数相近， 给选矿带来了很大困难，难以筛选分离，由于矿石、脉石混杂，选剔难度大，采用常 规选矿方法，很难将赤铁矿等与脉石有效分离，给铁的熔炼带来很大困难。
此外，在赤铁矿的矿石储藏区，大都处于缺水地域，很难将还原磁化后的赤铁矿 粉进行耗水量很大的湿式磁选或水浮选，这就给赤铁矿的选矿加工带来很大困难，导 致赤铁矿石品位降低，熔炼铁矿石的成本升高，出铁率降低等弊端，而且直接影响熔 炼后铁的质量及杂质含量。
发明内容
发明目的
本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用一种全新的选矿加工方法，对采出 的赤铁矿石采用微波焙烧、干式风磁选进行选矿，不使用湿式磁选和水浮选，以节约 水资源，大幅度提高选矿质量和效率，提高赤铁矿粉的品质和铁含量。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为赤铁矿粉、无烟煤粉，其组合配比如下以千克 为计量单位
赤铁矿粉Fe203 90kg士lkg 无烟煤粉C 9kg土0.1kg
赤铁矿粉与无烟煤粉的重量比为 赤铁矿粉:无烟煤粉=90:9
制备选取方法如下
(1) 、精选化学物质原料
对使用的化学物质原料要进行精选，并进行纯度、含量控制 赤铁矿粉Fe203 〉35%
TFe含量〉24%，水含量<10% 无烟煤粉含碳量>65%，含水量<5%
(2) 、原料粉碎、细磨、过筛
① 要用破碎机对赤铁矿粉、无烟煤粉分别进行粉碎、细磨、过筛，反复粉碎，反 复过筛；
筛网目数80目 粉末粒径0. 177mm
② 粉碎、过筛后的原料粉末分别用干式球磨机细磨，分别过筛，并进行细度控制； 赤铁矿粉筛网目数120目
细粉粒径0.1——0.15mm 无烟煤粉筛网目数120目
细粉粒径0. 1——0. 15mm
(3) 、配料、混合、搅拌
①对粉碎、细磨、过筛后的赤铁矿粉、无烟煤粉按组合配比置于不锈钢桶形容器
中，进行混合；②对混合后的原料细粉置于搅拌机内进行搅拌，搅拌时间为5min士lmin，使混 合均匀；(4) 、微波焙烧① 焙烧是在转动式计算机控制的微波焙烧炉中进行的，焙烧炉由炉体、进料口、 出料口、电机、减速器、轴承、微波发生器、传感器、计算机控制箱组成；② 将混合搅拌均匀的赤铁矿粉、无烟煤粉由进料口松散加入炉内；③ 然后开始升温，温度由20'C土3'C升至700。C土5(TC,在此温度恒温、保温、 静置2min土0.5min，进行一氧化碳还原焙烧，温度传感器传递温度信息，液晶显示 屏显示焙烧温度数值；④ 在焙烧过程中，焙烧炉进行顺时针匀速转动，转数为2r/min;(D出料焙烧炉在转动过程中，焙烧后的细粉逐渐进入出料口，并排入产物箱； ⑥焙烧过程中将产生化学反应，反应式如下2 Fe203+2C _276. 3" 〉 2Fe304+3CO tFe304+3C700。C±50。C〉 3FeO+3COt 式中Fe203:三氧化二铁 Fe304:四氧化三铁 FeO:氧化铁 CO: —氧化碳 C:碳(5) 、冷却将焙烧后的产物细粉置于自然空气中进行冷却，冷却至20'C士3'C;(6) 、细磨焙烧冷却后对产物粉末用球磨机进行细磨，反复进行；(7) 、第一次风磁选① 将冷却、细磨后的产物细粉在复合式干式风磁选机内进行磁选，磁选机由磁选 主机、磁选副机、分离箱、进料斗、风机、电磁铁、出料管、控制箱组成；② 将冷却、细磨后的产物细粉由进料斗置于磁选主机分离箱内，开启风机、电磁 铁，风机转速为1000—1600r/min，电磁铁磁场强度8000—15000高斯；③非金属物质进入废物箱，金属铁产物粉末进入磁选副机继续进行磁选，开启磁 选副机风机、电磁铁，风机转数为500-1000r/min，磁场强度为8000-15000高斯， 产物粉末进入产物箱；(8) 、细磨、过筛第一次磁选后的产物细粉要用磨粉机进行细磨，并进行过筛，筛网目数为325目；反复细磨，反复过筛； 细粉粒径为《0.043mm;(9) 第二次风磁选、提纯 将细磨后的产物细粉第二次在复合式干式风磁选机内进行磁选，磁选主机、磁选副机的风机转数、磁场强度一样；第二次风磁选风机转数为100—500r/min; 第二次风磁选磁场强度为4000—10000高斯；由计算机控制箱、液晶显示屏控制显示复合式干式风磁选机运行参数； 第二次磁选后的产物细粉进入产物箱，即最终产物——粉粒状赤铁矿粉；(10) 、检测、分析对磁选后的赤铁矿粉要进行检测、化验、分析，检测其成分、纯度、色泽、形貌、 含铁量及杂质含量；用光谱仪进行化学成分分析； 用原子吸收仪进行铁含量分析； 赤铁矿粉粉粒粒径为《0.043mm; 赤铁矿粉含铁量〉71%; 赤铁矿粉含杂质量<15%; 赤铁矿粉产收率93-95%;(11) 、储存对检测合格的赤铁矿粉要用不锈钢容器储存于干燥、洁净环境中，要防水、防潮、 防氧化、防酸碱侵蚀，储存温度20'C土3t:,相对温度《209G。
所述的转动式计算机控制的微波焙烧炉，主要结构由炉体、炉座、进料斗、出料 口、微波发生器、传感器、计算机控制电控箱、液晶显示屏、电机、减速器、轴承组 成；在炉体1的上部设有轴承座4，在炉体1与轴承座4之间为轴承15，轴承座4 上部联接减速器48，减速器48通过联接键46联接炉体1，减速器48通过联轴器47 联接电机56，在炉体1的顶部为进料斗6;炉体1的下部为轴承座5，轴承座5与炉 体1之间为轴承16，轴承座5下部为炉座2，炉座2下部为炉架3，炉体l下部为出 料口 7，出料口 7对准下部的产物箱17，产物箱17内为产物粉末19;炉体1的炉壁 上对称设置温度传感器ll、 12、 13、 14，炉体l的炉壁上部设有气孔9，炉体l的外 部设有微波发生器10，炉体1的内部为炉腔8，炉腔8内为赤铁矿粉18;在炉体1 的右部设有计算机控制电控箱20，电控箱20上部为液晶显示屏21、下部依次设有指 示灯22、电机调节键53、微波调节键54、传感器调节键55、电源键45，电控箱20 通过导线51与电机56联接，电控箱20通过导线52与微波发生器10、温度传感器 11、 12、 13、 14联接。所述的复合式干式风磁选机，主要结构由磁选主机、磁选副机、分离箱、风机、 料斗、电磁铁、出料管、废物箱、产物箱、计算机控制箱、液晶显示屏组成；在磁选 主机25的上部为料斗27并联接风机43，磁选主机25的中部为分离箱26，分离箱 26的左部为出料管28、右部为出料管29，出料管28对准废物箱31，出料管29内设 有电磁铁30,出料管29对准磁选副机32的进料斗33，进料斗33联接风机44,磁 选副机32中部为分离箱34，分离箱34左部为出料管35、右部为出料管36，出料管 36内为电磁铁24，出料管36对准产物箱38，出料管35对准废物箱37;磁选主机 25通过导线49联接计算机控制箱39，磁选副机32通过导线50联接计算机控制箱 39;计算机控制箱39正面由上至下为液晶显示屏40、指示灯41、磁选主机调节键 23、磁选副机调节键42。所述的赤铁矿粉、无烟煤粉的混合配比为赤铁矿粉:无烟煤粉=90:9。 所述的微波炉焙烧温度为700°C±50°C，恒温、保温、静置焙烧时间为2min士 0.5min，在焙烧过程中，微波炉进行顺时针匀速转动，转数为2r/min。所述的产物粉末的磁选是在复合式干式风磁选机上进行的，第一次风磁选主机的 风机转数为1000—1600r/min、磁场强度为8000—15000高斯，磁选副机的风机转数 为500—1000r/min、磁场强度为8000—15000高斯，第二次风磁选磁选主机、磁选 副机的风机转数、磁场强度一样，均为100-500r/min、 4000—10000高斯。有益效果本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是针对湿式选矿的不足，采用的一 种微波焙烧干式风磁选提纯选矿技术，将采集的赤铁矿粉在无水条件下进行，经过原 料优选，配以无烟煤粉，进行粉碎、细磨、过筛、混合搅拌、微波炉700'C还原焙烧， 干式风磁选，产物粉末经冷却、细磨、磁选、提纯，最终制得高纯度的赤铁矿粉，此 焙烧、磁选方法不使用水冲洗、过滤，不浪费水源、不污染环境，特别适宜无水源矿 区的选矿，此方法工艺流程短，成本低、产收率高，微波炉焙烧、复合式干式风磁选 机用计算机控制，液晶显示，传感器传递温度信息，是洁净式选矿技术，产收率可达 93—95%，含铁量>71%，杂质含量<15%，产物粉末粒径《0. 043mm，此选矿方法也可 在褐铁矿、菱铁矿选矿使用，此方法填补了此类选矿技术的科研空白。
图1为制备工艺流程2为转动式微波焙烧炉及焙烧状态3为复合式干式风磁选机及磁选状态4为赤铁矿粉焙烧后物相分析表图5为赤铁矿粉干式风磁选后物相分析表图6为产物粉末形貌中所示，附图标记清单如下1、炉体，2、炉座，3、炉架，4、轴承座，5、轴承座，6、进料斗，7、出料口， 8、炉腔，9、气孔，10、微波发生器，11、温度传感器，12、温度传感器，13、温度 传感器，14、温度传感器，15、轴承，16、轴承，17、产物箱，18、赤铁矿粉，19、 产物粉末，20、电控箱，21、液晶显示屏，22、指示灯，23、磁选主机调节键，24、 电磁铁，25、磁选主机，26、分离箱，27、进料斗，28、出料管，29、出料管，30、 电磁铁，31、废物箱，32、磁选副机，33、进料斗，34、分离箱，35、出料管，36、 出料管，37、废物箱，38、产物箱，39、控制箱，40、液晶显示屏，41、指示灯，42、 磁选副机调节键，43、风机，44、风机、45、电源键，46、联接键，47、联轴器，48、 减速器，49、导线，50、导线，51、导线，52、导线，53、电机调节键，54、微波调 节键，55、传感器调节键，56、电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明图1所示，为制备工艺流程图，是赤铁矿粉微波炉焙烧、磁选的全过程，从原料 开始到入库储存，要严格按程序操作。制备使用的化学物质原料赤铁矿粉、无烟煤粉是按预先设置的量比而确定的，可 按此比例进行计算。制备使用的赤铁矿粉三氧化二铁Fe203〉35免，亚铁丁 6含量〉24%，杂质含量< 15%，在微波炉焙烧、风磁选提纯过程中除去杂质。原料的粉碎、细磨、过筛要分别用磨粉机进行，控制好细粉粒径0.1—0.15mm， 并混合搅拌均匀。原料混合后的焙烧是一氧化碳还原过程，在微波焙烧炉中进行，焙烧温度在700 。C士5(TC，焙烧2min土0.5min，焙烧后的产物粉末自动由出料口排出至产物箱，在焙烧过程中将产生化学反应，化学反应式如下2 Fe203+2C _276， 3。C 〉 2Fe304+3CO tFe304+3C700"±50°C〉 3FeO+3CO t 焙烧后在自然空气中冷却至2(TC土3'C，然后进行磁选提纯。 磁选提纯是在复合式干式风磁选机上进行的，并由计算机控制显示，先在磁选主机进行风式磁选，然后再自动转入磁选副机进行磁选，再经细磨、过筛、再细磨、再
过筛，然后再转入复合式干式风磁选机，再次进行磁选提纯，磁选提纯后即得到最终 产物——赤铁矿粉末，产物粉末含铁量可达〉71%，产收率可达93—95%，产物为粉 粒状，粉末粒径《0. 043mm。
图2所示，转动式微波焙烧炉，是计算机控制、液晶显示、传感器传递温度信息 的微波焙烧炉，在炉体1的上、下部设有轴承座4、 5，炉体1可整体在上下轴承座4、 5、轴承15、 16的固定下匀速转动，转动速度为2转/min,轴承座4联接减速器48、 联轴器47，并与电机56联接，电机56带动炉体1转动；炉腔8内的赤铁矿粉18在 转动下焙烧，焙烧后由出料口 7排入产物箱17;气孔9可保证炉内气压平衡，以使 焙烧安全，此转动式焙烧炉可由计算机实现程序控制。
图3所示，为复合式干式风磁选机结构图，磁选主机25与磁选副机32分上下设 置，磁选主机25磁选后可自动转入磁选副机32。要控制好主、副机的风机转数，不可过高过低，以免影响磁选效果。电磁铁30、 24要控制好磁场强度的高斯量，以8000—15000、 4000—10000高斯 为宜，也可视磁选数量进行调整，但不得过低，以免影响磁选效果及产收率。
复合式干式风磁选机为计算机程序控制，液晶显示屏显示磁选数据，要调整好磁 选调节键23、 42及数据。图4所示，为赤铁矿粉焙烧后产物物相分析表，表中可知磁性铁为73.64%、 碳酸铁为4. 2%、硅酸铁为1. 35%、赤褐铁为20. 56%、硫化铁为0. 25%。图5所示，为赤铁矿粉干式风磁选提纯后产物物相分析表，表中可知磁性铁为 87.4%、碳酸铁为O. 13%、硅酸铁为1.39%、赤褐铁为10.8%、硫化铁为0. 28%，风磁 选后的磁性铁百分比高于焙烧后的磁性铁百分比。图6所示，为产物粉末形貌图，图中可知产物单个粉粒形貌为不规则米粒状。
权利要求
1、 一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征在于使用的化学物质 材料为赤铁矿粉、无烟煤粉，其组合配比如下以千克为计量单位 赤铁矿粉Fe203 90kg士lkg 无烟煤粉C 9kg士0.1kg赤铁矿粉与无烟煤粉的重量比为 赤铁矿粉:无烟煤粉=90:9制备选取方法如下(1) 、精选化学物质原料对使用的化学物质原料要进行精选，并进行纯度、含量控制 赤铁矿粉Fe203 >35%TFe含量〉24%，水含量<10% 无烟煤粉含碳量>65%，含水量<5%(2) 、原料粉碎、细磨、过筛① 要用破碎机对赤铁矿粉、无烟煤粉分别进行粉碎、细磨、过筛，反复粉碎，反 复过筛；筛网目数80目 粉末粒径0. 177mm② 粉碎、过筛后的原料粉末分别用干式球磨机细磨，分别过筛，并进行细度控制； 赤铁矿粉筛网目数120目细粉粒径0. 1——0. 15腿 无烟煤粉筛网目数120目细粉粒径0.1——0. 15mm(3) 、配料、混合、搅拌①对粉碎、细磨、过筛后的赤铁矿粉、无烟煤粉按组合配比置于不锈钢桶形容器中，进行混合；②对混合后的原料细粉置于搅拌机内进行搅拌，搅拌时间为5min土lmin，使混 合均匀；(4) 、微波焙烧① 焙烧是在转动式计算机控制的微波焙烧炉中进行的，焙烧炉由炉体、进料口、 出料口、电机、减速器、轴承、微波发生器、传感器、计算机控制箱组成；② 将混合搅拌均匀的赤铁矿粉、无烟煤粉由进料口松散加入炉内；③ 然后开始升温，温度由20。C土3'C升至700°C±50°C，在此温度恒温、保温、 静置2min土0.5min，进行一氧化碳还原焙烧，温度传感器传递温度信息，液晶显示 屏显示焙烧温度数值；④ 在焙烧过程中，焙烧炉进行顺时针匀速转动，转数为2r/min;(D出料焙烧炉在转动过程中，焙烧后的细粉逐渐进入出料口，并排入产物箱； ⑥焙烧过程中将产生化学反应，反应式如下2 Fe203+2C _276. 3。C 〉 2Fe304+3CO tFe304+3C700°C±50°C〉 3FeO+3COt 式中Fe203:三氧化二铁 Fe304:四氧化三铁 FeO:氧化铁 CO: —氧化碳C:碳(5) 、冷却将焙烧后的产物细粉置于自然空气中进行冷却，冷却至20'C土3'C;(6) 、细磨焙烧冷却后对产物粉末用球磨机进行细磨，反复进行；(7) 、第一次风磁选① 将冷却、细磨后的产物细粉在复合式干式风磁选机内进行磁选，磁选机由磁选主机、磁选副机、分离箱、进料斗、风机、电磁铁、出料管、控制箱组成；② 将冷却、细磨后的产物细粉由进料斗置于磁选主机分离箱内，开启风机、电磁铁，风机转速为1000—1600r/min，电磁铁磁场强度8000—15000高斯；③非金属物质进入废物箱，金属铁产物粉末进入磁选副机继续进行磁选，开启磁 选副机风机、电磁铁，风机转数为500-1000r/min，磁场强度为8000-15000高斯， 产物粉末进入产物箱；(8) 、细磨、过筛第一次磁选后的产物细粉要用磨粉机进行细磨，并进行过筛，筛网目数为325目；反复细磨，反复过筛； 细粉粒径为《0.043mm;(9) 第二次风磁选、提纯 将细磨后的产物细粉第二次在复合式干式风磁选机内进行磁选，磁选主机、磁选副机的风机转数、磁场强度一样；第二次风磁选风机转数为100—500r/min; 第二次风磁选磁场强度为4000—10000高斯；由计算机控制箱、液晶显示屏控制显示复合式干式风磁选机运行参数； 第二次磁选后的产物细粉进入产物箱，即最终产物——粉粒状赤铁矿粉；(10) 、检测、分析对磁选后的赤铁矿粉要进行检测、化验、分析，检测其成分、纯度、色泽、形貌、 含铁量及杂质含量；用光谱仪进行化学成分分析； 用原子吸收仪进行铁含量分析； 赤铁矿粉粉粒粒径为《0.043mm; 赤铁矿粉含铁量〉71%; 赤铁矿粉含杂质量<15%; 赤铁矿粉产收率93-95%;(11) 、储存对检测合格的赤铁矿粉要用不锈钢容器储存于干燥、洁净环境中，要防水、防潮、 防氧化、防酸碱侵蚀，储存温度20。C土3'C，相对温度《20%。
2、 根据权利要求1所述的一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征 在于所述的转动式计算机控制的微波焙烧炉，主要结构由炉体、炉座、进料斗、出 料口、微波发生器、传感器、计算机控制电控箱、液晶显示屏、电机、减速器、轴承 组成；在炉体(1)的上部设有轴承座(4),在炉体(1)与轴承座(4)之间为轴承(15)，轴承座(4)上部联接减速器(48),减速器(48)通过联接键(46)联接炉 体(1)，减速器(48)通过联轴器(47)联接电机(56)，在炉体(1)的顶部为进料 斗(6);炉体(1)的下部为轴承座(5)，轴承座(5)与炉体(1)之间为轴承(16)， 轴承座(5)下部为炉座(2)，炉座(2)下部为炉架(3),炉体(1)下部为出料口(7)，出料口 (7)对准下部的产物箱(17)，产物箱(17)内为产物粉末(19);炉 体(1)的炉壁上对称设置温度传感器(11、 12、 13、 14)，炉体(1)的炉壁上部设 有气孔(9)，在炉体(1)的外部设有微波发生器(10)，炉体(1)的内部为炉腔(8)， 炉腔(8)内为赤铁矿粉(18);在炉体(1)的右部设有计算机控制电控箱(20)，电 控箱(20)上部为液晶显示屏(21)、下部依次设有指示灯(22)、电机调节键(53)、 微波调节键(54)、传感器调节键(55)、电源键(45)，电控箱(20)通过导线(51) 与电机(56)联接，电控箱(20)通过导线(52)与微波发生器(10)、温度传感器(11、 12、 13、 14)联接。
3、 根据权利要求1所述的一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征 在于所述的复合式风磁选机，主要结构由磁选主机、磁选副机、分离箱、风机、料 斗、电磁铁、出料管、废物箱、产物箱、计算机控制箱、液晶显示屏组成；在磁选主 机(25)的上部为料斗(27)并联接风机(43)，磁选主机(25)的中部为分离箱(26)， 分离箱(26)的左部为出料管(28)、右部为出料管(29)，出料管(28)对准废物箱(31)，出料管(29)内设有电磁铁(30)，出料管(29)对准磁选副机(32)的进料 斗(33)，进料斗(33)联接风机(44)，磁选副机(32)中部为分离箱(34)，分离 箱(34)左部为出料管(35)、右部为出料管(36)，出料管(36)内为电磁铁(24)， 出料管(36)对准产物箱(38)，出料管(35)对准废物(37);磁选主机(25)通过 导线(49)联接计算机控制箱(39)，磁选副机(32)通过导线(50)联接计算机控 制箱(39);计算机控制箱(39)正面由上至下为液晶显示屏(40)、指示灯(41)、 磁选主机调节键(23)、磁选副机调节键(42)。
4、 根据权利要求1所述的一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征 在于所述的赤铁矿粉、无烟煤粉的混合配比为赤铁矿粉:无烟煤粉=90:9。
5、 根据权利要求1所述的一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征 在于所述的微波炉焙烧温度为700°C±50°C，恒温、保温、静置焙烧时间为2min 土0.5min，在焙烧过程中，微波炉进行顺时针匀速转动，转数为2r/min。
6、 根据权利要求1所述的一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征 在于所述的产物粉末的磁选是在复合式干式风磁选机上进行的，第一次风磁选主机 的风机转数为1000—1600r/min、磁场强度为8000—15000高斯，磁选副机的风机转 数为500—1000r/min、磁场强度为8000—15000高斯，第二次风磁选磁选主机、磁 选副机的风机转数、磁场强度一样，均为100-500r/min、 4000—10000高斯。
7、 根据权利要求1所述的一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，其特征 在于赤铁矿粉的产物粉末粒径为《0.043mra。
全文摘要
本发明为一种赤铁矿粉的微波焙烧干式风磁选的方法，它是针对湿式选矿的不足，采用的一种转动式微波炉焙烧、干式风磁选、提纯选矿技术，它是将采集的赤铁矿粉，在不使用水条件下，配以无烟煤粉，进行粉碎、细磨、过筛、混合、搅拌，微波炉700℃碳还原焙烧，产物粉末经冷却、细磨、磁选、提纯，最终制得铁含量高、纯度高的赤铁矿粉，此焙烧、风磁选方法不用水冲洗、过滤，不浪费水源，不污染环境，特别适宜无水源矿区的选矿，工艺流程短，微波炉焙烧、复合式干式风磁选机用计算机控制、液晶显示、传感器传递温度信息，是洁净式选矿技术，产收率可达93-95％，含铁量可达＞71％，此选矿方法也可在褐铁矿、菱铁矿选矿使用。
文档编号C22B1/02GK101121959SQ20071013932
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者林万明, 林原生, 梁成茂, 津 陈 申请人:太原理工大学