专利名称：一种低品位铁矿磁化焙烧分选的方法
技术领域：
本发明涉及一种铁矿分选的方法，特别涉及一种低品位铁矿磁化焙烧分选的方法。
背景技术：
随着现代钢铁工业的不断发展，我国钢铁产量逐年上升，国内优质铁矿石供应不足问题日益严重，矿产资源已成为制约我国钢铁工业发展的“瓶颈”。随着钢铁工业的高速发展，中国铁矿石的需求量急剧增加，我国钢铁工业所需的铁矿石自给率仅46 %，2009年全年进口铁矿石同比猛增超过四成，并且价格也在连创新高。中国铁矿石资源丰而不富，在约581亿t储量(居世界第四位)中，97%为贫矿，平均品位为33%，低于世界铁矿石平均品位11个百分点，铁品位大于50%的富矿仅占2. 7% (约15亿t)，绝大部分铁矿石须经选矿富集后方可入炉冶炼。我国铁矿石类型多样，主要类型及比例为磁铁矿型55. 40%，赤铁矿型18. 10%，菱铁矿型14. 40%，钒钛磁铁矿型 5. 30%，镜铁矿型3. 40%，褐铁矿型I. 10%，混合型2. 30%。对于占总储量25%以上的粒度嵌布细、脉石主要为含铁硅酸盐的赤铁矿和低品位褐铁矿、菱铁矿等复杂难选氧化铁矿石的选矿技术仍没有突破性进展，使该类型铁矿资源不能充分回收利用，有的尾矿铁含量高(如大冶铁矿、铜录山铜铁矿)，导致资源浪费，有的矿山铁精矿质量不高(如包钢选矿厂)，导致得不到高质量铁精矿，从而影响高炉冶炼效率，还有的是低品位的褐铁矿和菱铁矿，目前不能大规模开发利用。开发高效利用冶金工艺中产生的二次热还原气体还原焙烧低品位铁矿获得匀质磁化焙烧磁铁矿，经磁选后得到优质铁精矿的方法，将解决传统磁化焙烧的成本较高和矿石多样性的工艺适用性问题，从而有效降低企业生产成本，同时也可有效的缓解优质铁矿资源供应紧张的局面和促进中国钢铁工业的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能在钢铁企业大规模使用低品位铁矿石且生产成本低的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，低品位铁矿经预处理后，润磨和未润磨料混合造球制粒；制粒小球在预热后经过气基还原磁化焙烧；然后再冷却经磁选后得到铁精矿，步骤为(I)、低品位铁矿经预处理，预处理后的原料粒度小于O. 074mm的质量百分比大于 40% ；(2)、预处理好的原料进行混匀，制粒得到粒度2 5mm制粒小球，制粒小球水分为 7. 5 10. 5% ；(3)、制粒小球均匀铺在焙烧机中，料层厚度为200mm 300mm，对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理，干燥温度20(TC 300°C，预热温度30(TC 900°C、氧化焙烧温度700°C 900°C、预热焙烧时间为5 10分钟；然后通入(CCHH2)体积浓度为15 25% 的还原气氛经过650 850°C磁化还原焙烧5 15分钟，冷却后得到匀质磁化焙烧磁铁矿；(4)焙烧得到的磁化焙烧磁铁矿经30 120s磨矿和磁场强度O. 8 I. 4KA/m磁场强度磁选得到铁精矿。上述步骤(I)中所述的预处理的方法是磨矿、润磨或高压辊磨处理，预处理时间是 4 IOmin0上述步骤⑵中预处理好的原料，润磨和未润磨料按质量比例为(30 70) (70 30)进行混匀。上述步骤(2)中预处理好的原料是在圆盘造球机或圆筒造球机中制粒，制粒小球在400 600°C高温气流lm/s作用下，小于O. 5mm粉化率低于5%。上述步骤⑶中还原气氛为(CCHH2) (C02+H20) N2体积比例为(15 25) (50 30) (35 45)，气体流速为 O. 2m/min O. 5m/min。采用上述技术方案的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，润磨预处理可利用低品位褐铁矿中自带的粘土矿物作为粘结剂，有利于改善低品位铁矿的成球性，润磨矿与未磨矿混合制粒，制粒小球可以有效避免粉矿气基还原透气性差和大球还原时间长、均匀性差等的问题，磁化还原焙烧更加均匀。还原时间缩短至lOmin。本发明利用冶金工艺中产生的二次热还原气体还原焙烧低品位铁矿得到匀质磁化焙烧磁铁矿，经磁选后得到优质铁精矿的方法。采用本发明可以有效的处理低品位褐铁矿，可以利用煤或煤气等制备(CCHH2)含量为 15 25%的还原气或充分利用冶金工艺中产生的二次热还原气体进行磁化焙烧，具有节能、高效、快速的特点。对于原料铁品位为30. 16%, SiO2含量为40. 44%的低品位褐铁矿， 采用本发明，可获得匀质磁化焙烧磁铁矿，磁选后可得到精矿品位大于61. 23%和回收率大于86. 29%的很好效果。
图I是本发明的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。对照例I :称取200g未润磨原料，均匀布在反应器内在温度725，气体02、C02、N2占总气体中量分别为10%、40%、50%中预热;在温度725°C，气体流速O. 24m/min，还原时间IOmin, 气体成分为CO CO2 :队为20 : 40 : 40下；经过90s磨矿和磁场强度为lKA/m磁选；得到结果磁选回收率为68. 13%，精矿品位为53. 56%。2 :称取200g未润磨原料，均匀布在反应器内在温度725，气体02、C02、N2占总气体中量分别为10%、40%、50%中预热;在温度725°C，气体流速O. 24m/min，还原时间IOmin, 气体成分为(CO/H2) (C02/H20) N2 为(15/5) (30/10) 40 下；经过 90s 磨矿和磁场强度为lKA/m磁选；得到结果磁选回收率为72. 34%，精矿品位为54. 65%。 3 :润磨料和未润磨料I : I混合制粒，称取2 5mm的制粒小球200g、煤粉4g混匀后均匀布在反应器内，在温度725°C下，焙烧12min ;经过90s磨矿和磁场强度为lKA/m磁选；得到结果磁选回收率为47. 91%，精矿品位为51.62%。4 :润磨料和未润磨料I : I混合制粒，称取5 8mm的制粒小球200g，均匀布在反应器内在温度725，气体02、C02、N2占总气体中量分别为10%、40%、50%中预热；在温度725，气体流速O. 24m/min，还原时间lOmin，气体成分为(C0/H2) (C02/H20) : N2为 (15/5) (30/10) 40下；经过90s磨矿和磁场强度为lKA/m磁选；得到结果磁选精矿品位为58. 53%，回收率为78. 50%。实施例I :低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，低品位铁矿经预处理后，润磨和未润磨料混合造球制粒；制粒小球在预热后经过气基还原磁化焙烧；然后再冷却经磁选后得到铁精矿， 步骤为(I)、低品位铁矿经预处理，预处理的方法是磨矿、润磨或高压辊磨处理，预处理时间是6min,预处理后的原料粒度小于O. 074mm的质量百分比大于41. 65% ；(2)、预处理好的原料进行混匀，润磨和未润磨料按质量比例为70 30进行混勻，在圆盘造球机中制粒，制粒得到粒度2mm 5mm制粒小球,制粒小球水分为10. 5%,在 400°C高温气流lm/s作用下，小于O. 5mm粉化率低于5% ；(3)、制粒小球均匀铺在带式焙烧机或转底炉焙烧机中，料层厚度为200mm，利用磁化焙烧段出来的热还原气再燃烧气体对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理，干燥温度200，预热温度300°C、氧化焙烧温度700°C、预热焙烧时间为5分钟；然后通入CO体积浓度为20%的还原气氛经过750°C磁化还原焙烧15分钟，冷却后得到匀质磁化焙烧磁铁矿，还原气氛为(CO/H2) (C02/H20) N2 为(15/5) (30/10) 40，气体流速为 O. 2m/ min ；(4)焙烧得到的磁化焙烧磁铁矿经30s磨矿和磁场强度I. 4KA/m磁场强度磁选得到铁精矿。与常规磁化焙烧相比，采用本发明，可以节约成本，获得更加均匀的焙烧矿，通过调节个因素，可以得到精矿品位62. 23%和回收率87. 32%。实施例2 低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，低品位铁矿经预处理后，润磨和未润磨料混合造球制粒；制粒小球在预热后经过气基还原磁化焙烧；然后再冷却经磁选后得到铁精矿， 步骤为(I)、低品位铁矿经预处理，预处理的方法是磨矿、润磨或高压辊磨处理，预处理时间是5min，预处理后的原料粒度小于O. 074mm的质量百分比40. 25% ；(2)、预处理好的原料进行混匀，润磨和未润磨料按质量比例为70 30进行混勻，在圆盘造球机中制粒，制粒得到粒度2mm 5mm制粒小球,制粒小球水分为10. 5%,在 400°C高温气流lm/s作用下，小于O. 5mm粉化率低于5% ；(3)、制粒小球均匀铺在带式焙烧机或转底炉焙烧机中，料层厚度为200_，利用磁化焙烧段出来的热还原气再燃烧气体对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理，干燥温度200°C，预热温度300°C、氧化焙烧温度700°C、预热焙烧时间为5分钟；然后通入CO体积浓度为20%的还原气氛经过700°C磁化还原焙烧15分钟，冷却后得到匀质磁化焙烧磁铁矿，还原气氛为CO CO2 N2体积比例为20 40 40，气体流速为O. 2m/min ;
5
(4)焙烧得到的磁化焙烧磁铁矿经30s磨矿和磁场强度I. 4KA/m磁场强度磁选得到铁精矿。与常规磁化焙烧相比，采用本发明，可以节约成本，获得更加均匀的焙烧矿，通过调节个因素，可以得到精矿品位61. 23%和回收率85. 32%。实施例3 低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，低品位铁矿经预处理后，润磨和未润磨料混合造球制粒；制粒小球在预热后经过气基还原磁化焙烧；然后再冷却经磁选后得到铁精矿， 步骤为(I)、低品位铁矿经预处理,预处理的方法是磨矿、润磨或高压棍磨处理,预处理时间是8min,预处理后的原料粒度小于O. 074mm的质量百分比42. 30% ；(2)、预处理好的原料进行混匀，润磨和未润磨料按质量比例为30 70进行混匀， 在圆筒造球机中制粒，制粒得到粒度5mm制粒小球，制粒小球水分为9. 5%，在550°C高温气流lm/s作用下，小于O. 5mm粉化率低于5% ；(3)、制粒小球均匀铺在带式焙烧机或转底炉焙烧机中，料层厚度为300_，利用磁化焙烧段出来的热还原气再燃烧气体对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理，干燥温度300°C，预热温度900°C、氧化焙烧温度900°C、预热焙烧时间为10分钟；然后通入CO体积浓度为25%的还原气氛经过800°C磁化还原焙烧5分钟，冷却后得到匀质磁化焙烧磁铁矿，还原气氛为CO CO2 N2体积比例为25 35 40，气体流速为O. 5m/min ;(4)焙烧得到的磁化焙烧磁铁矿经120s磨矿和磁场强度O. 8KA/m磁场强度磁选得到铁精矿。与常规磁化焙烧相比，采用本发明，可以节约成本，获得更加均匀的焙烧矿，通过调节个因素，可以得到精矿品位61. 23%和回收率86. 29%。实施例4 低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，低品位铁矿经预处理后，润磨和未润磨料混合造球制粒；制粒小球在预热后经过气基还原磁化焙烧；然后再冷却经磁选后得到铁精矿， 步骤为(I)、低品位铁矿经预处理,预处理的方法是磨矿、润磨或高压棍磨处理,预处理时间是IOmin,预处理后的原料粒度小于O. 074mm的质量百分比48. 50% ；(2)、预处理好的原料进行混匀，润磨和未润磨料按质量比例为30 70进行混匀， 在圆筒造球机中制粒，制粒得到粒度5mm制粒小球，制粒小球水分为9. 5%，在550°C高温气流lm/s作用下，小于O. 5mm粉化率低于5% ；(3)、制粒小球均匀铺在带式焙烧机或转底炉焙烧机中，料层厚度为300mm，利用磁化焙烧段出来的热还原气再燃烧气体对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理，干燥温度300°C，预热温度900°C、氧化焙烧温度900°C、预热焙烧时间为10分钟；然后通入 (CCHH2)体积浓度为18%的还原气氛经过750°C磁化还原焙烧5分钟，冷却后得到匀质磁化焙烧磁铁矿，还原气氛为(C0/H2) (C02/H20) N2为(10/8) (27/10) 45，气体流速为 O. 5m/min ；(4)焙烧得到的磁化焙烧磁铁矿经120s磨矿和磁场强度O. 8KA/m磁场强度磁选得到铁精矿。
6
与常规磁化焙烧相比，采用本发明，可以节约成本，获得更加均匀的焙烧矿，通过调节各因素，可以得到精矿品位62. 39%和回收率87. 92%。
权利要求
1.一种低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，低品位铁矿经预处理后，原料混合造球制粒； 制粒小球在预热后经过气基还原磁化焙烧；然后冷却经磁选后得到铁精矿，其特征是步骤为(1)、低品位铁矿经预处理，预处理后的原料粒度小于O.074mm的质量百分比大于 40% ；(2)、预处理好的原料进行混匀，制粒得到粒度2 5mm制粒小球，制粒小球水分为7.5 9. 5% ;(3)、制粒小球均匀铺在焙烧机中，料层厚度为200mm 300mm，对制粒小球进行干燥、 预热、氧化焙烧处理，干燥温度200 300°C，预热温度300 90(TC、氧化焙烧温度700 900°C、预热焙烧时间为5 10分钟；然后通入(CCHH2)体积浓度为15 25%的还原气氛经过650 850°C磁化还原焙烧5 15分钟，冷却后得到匀质磁化焙烧磁铁矿；(4)焙烧得到的磁化焙烧磁铁矿经30 120s磨矿和磁场强度O.8 I. 4KA/m磁场强度磁选得到铁精矿。
2.根据权利要求I所述的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，其特征是上述步骤(I) 中所述的预处理的方法是磨矿、润磨或高压棍磨处理，预处理时间是4 lOmin。
3.根据权利要求I或2所述的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，其特征是上述步骤 (2)中预处理好的原料，预处理和未预处理料按质量比例为(30 70) (70 30)进行混匀。
4.根据权利要求I或2所述的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，其特征是上述步骤(2)中预处理好的原料是在圆盘造球机或圆筒造球机中制粒，制粒小球在400 600°C高温气流lm/s作用下，小于O. 5_粉化率低于5%。
5.根据权利要求I或2所述的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，其特征是上述步骤(3)中所述的对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理是利用磁化焙烧段出来的热还原气再燃烧气体对制粒小球进行干燥、预热、氧化焙烧预热处理。
6.根据权利要求I或2所述的低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，其特征是上述步骤(3)中还原气氛为(CCHH2) (C02+H20) N2体积比例为(15 25) (50 30) (35 45)，气体流速为 O. 2m/min O. 5m/min。
全文摘要
本发明公开了一种低品位铁矿磁化焙烧分选的方法，首先将低品位铁矿进行预处理，其预处理料-0.074mm粒级含量达到40％以上，可利用低品位铁矿自带的粘土矿物作为粘结剂，或添加少量膨润土等粘结剂混匀，采用圆盘或圆筒造球机制成粒径为2～5mm的小球。将筛分后的小球均匀铺在带式焙烧机模拟反应器中，料层厚度为200mm至300mm；分五阶段分别进行干燥、预热、氧化焙烧、磁化焙烧和冷却处理获得匀质磁化焙烧磁铁矿，然后磁选获得铁精矿。采用本发明可以有效的处理低品位铁矿，可以利用煤或煤气等制备(CO+H2)含量为15～25％的还原气或充分利用冶金工艺中产生的二次热还原气体进行磁化焙烧，具有节能、高效、快速的特点。
文档编号C22B1/02GK102586586SQ201210060718
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者姜涛, 张元波, 易凌云, 李光辉, 杨永斌, 田仕友, 白国华, 郭宇峰, 黄柱成 申请人:中南大学