专利名称：一种铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁方法
技术领域：
本发明属于尾矿综合利用领域，特别是涉及一种铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁技术。
背景技术：
近些年随着选矿技术的进步和铁精矿价格的快速攀升，企业依罪技术进步和提闻选矿成本，使回收率不断提高，但所排出的尾矿中仍含有10% 15%的残余铁。在现有的选矿技术下，无论是早期排除的老尾矿和目前排出的新尾矿中的铁均不具备进一步分选的经济价值。比如，鞍钢齐大山铁矿是鞍山式磁铁石英岩建造中的细粒赤铁矿为主的矿床类型，属于极难选铁矿石中的一种。早期排出的尾矿中残余铁含量在15% 25%。然而仅齐大山尾矿库中的尾矿就含有1000万吨以上的残余铁,整个鞍山地区类似尾矿库中含有的残余铁超过I亿吨。此外尾矿中高的残余铁含量也阻碍了尾矿在建材等领域的进一步综合利 用。因此急需开发新的技术在回收尾矿中大量残余铁的同时大幅度降低二次尾矿中的残余铁含量，为尾矿生产绿色高附加值建材奠定基础。发明专利“鞍山式贫磁铁矿尾矿回收新工艺”(公开号CN 101318159A)，涉及一种鞍山式贫磁铁矿尾矿回收工艺，采用磁-脱-磁-脱-磁五段磁选、细筛自循环的单一磁选新工艺回收尾矿，这种工艺工序较多，流程较长，设备投资额较大，没有涉及对磁铁石英岩型细赤铁矿尾矿中铁的回收技术。而发明专利“一种从贫杂赤铁矿中提铁的方法”(公开号CN 101509082A)，所取贫杂赤铁矿矿样的TFe品位为44% 54. 13%，将贫杂赤铁矿与煤粉焙烧深度还原，后经磁选获得品位85% 95%的的含铁产品。该专利是一种贫杂赤铁矿原矿石的利用方法，没有涉及全铁品位10% 25%左右，且粒度较细的磁铁石英岩型赤铁矿尾矿回收问题。发明专利“鞍山式铁尾矿回收新工艺”(公开号CN 102228862 A)，采用磁-脱-筛-磁-离心工艺，选厂尾矿矿样品位12% 14%，回收所得精矿品位64% 66%。该专利没有提供所得精矿产品的回收率，没有涉及磁铁石英岩型赤铁矿尾矿中铁的回收技术。
发明内容
本发明就是要在解决回收铁矿尾矿中大量残余铁的同时，大幅度降低尾矿中残余铁的含量，为进一步将二次尾矿用于生产绿色高附加值建材奠定基础。一种铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁方法，包括以下步骤
(I)磨矿和强磁选将铁矿尾矿进行湿法磨细，得到质量浓度55% 75%，并且磨矿粒度为-O. 037mm占80% 88%的矿浆，将矿浆置于700kA/m 900 kA/m条件下进行强磁选，其中强磁选后预富集尾精矿铁的品位为35% 45%，回收率80 85%，二次尾矿中残余铁的含量为3% 6%。铁矿尾矿的成分范围为全铁含量为10% 25%，其中磁性铁矿铁含量占全铁含量的30% 50%，赤(褐)铁矿中的铁占全铁含量的40% 65% ;石英含量为40% 75%，硫含量为O O. 15%，磷含量为O O. 15%。(注由于全铁是由磁性铁矿、赤(褐)铁矿、碳酸铁、硫化铁、硅酸铁及磁黄铁矿中的铁组成，全铁含量为10% 25%换算成铁氧化物重量百分比达25% 60%,加上石英含量重量即可达100%)
(2)深度还原配料将步骤(I)所得的强磁选后的预富集尾精矿与粒度为O 5_的还原剂及还原助剂混合，得到深度还原混合料；其中还原剂的加入量为强磁选后的预富集尾精矿干基质量的10% 30% ;还原助剂的加入量为预富集尾精矿干基质量的10% 20%。(3)还原在氧化气氛窑炉或还原气氛窑炉中进行深度还原。在氧化气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤(2)所得的深度还原混合料装入密封的窑具容器，将装好物料的窑具容器放入氧化气氛窑炉中，经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程。物料在氧化气氛窑炉中高温区被保温还原的温度为1150°C 1350°C，混合物料主要在此温度进行深度还原，还原时间为O. 5 10小时。在还原气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤(2)所得的深度还原混合料制成料块或料球后直接铺撒在窑炉底部，然后经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程。物料在还原气氛窑炉中高温区被保温还原的温度为1250°C 1450°C，混合物料主要在此温度进行深度还原，还原时间为O. I I小时。 (4)冷却卸料对于氧化气氛窑炉，待装满还原后物料的密封窑具容器冷却后，将深度还原后的物料连同密封的窑具容器一起从窑炉中取出，并卸下物料。对于还原气氛窑炉，待还原后物料冷却后，将深度还原后的物料直接从窑炉中卸出。(5)磨矿和弱磁选将步骤(4)冷却卸出后的还原物料加入到磨机中进行湿法磨矿，得到质量浓度50% 70%，磨矿粒度为-O. 074mm占85% 95%的矿浆，将矿浆置于磁场强度为150 kA/m 200 kA/m条件下进行磁选，回收被还原的铁金属，获得的金属铁粉全铁品位为90% 95%，铁的回收率为90% 99%。步骤(2)所述的还原剂为烟煤或无烟煤或褐煤或石煤或秸杆碳粉。所述的还原助剂为工业碳酸钠和生石灰的复合还原助剂。其中CaO与Na2CO3的质量比例为I :0. 2 I。
本发明的有益效果
(1)可有效从铁矿尾矿中回收弱磁性的含铁矿物。回收后铁产品的品位在90%以上，回收率在70%以上。避免使用成本较高的焦炭为还原剂，而是用成本低的煤或秸杆碳粉为还原剂；
(2)在解决回收铁矿尾矿中大量残余铁难题的同时，大幅度降低尾矿中残余铁的含量，为进一步将二次尾矿用于生产绿色高附加值建材奠定基础。
图I为本发明一种铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁技术的工艺流程图。
具体实施例方式实施的鞍钢齐大山铁矿尾矿的成分范围为全铁含量为14. 79%，其中磁性铁含量占全铁含量的37. 18%，赤(褐)铁矿中的铁占全铁含量的40. 65% ;石英含量为72. 12%，硫含量为O. 02%，磷含量为O. 038%。实施例I
(I)磨矿和强磁选将残余铁含量14. 79%的鞍钢齐大山尾矿进行湿法磨细，得到质量浓度65%，并且磨矿粒度为-O. 037mm占86%的矿浆，将矿浆置于803. 15 kA/m条件下进行强磁选，其中强磁选后预富集尾精矿铁的品位为42. 90%，回收率84. 8%，二次尾矿中残余铁的含量为5. 2%。(2)深度还原配料将步骤(I)所得的强磁选后的预富集尾精矿与粒度为O 3_的还原剂及还原助剂混合，得到深度还原混合料；其中还原剂的加入量为强磁选后的预富集尾精矿干基质量的25% ;还原助剂的加入量为预富集尾精矿干基质量的15%。(3)还原在氧化气氛窑炉中进行深度还原。将步骤(2)所得的深度还原混合料装入密封的窑具容器，将装好物料的窑具容器放入氧化气氛窑炉中，经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程。物料在氧化气氛窑炉中高温区被保温还原的温度为1250°C，混合物料主要在此温度进行深度还原，还原时间为50分钟。(4)冷却卸料待装满还原后物料的密封窑具容器冷却后，将深度还原后的物料连同密封的窑具容器一起从窑炉中取出，并卸下物料。 (5)磨矿和弱磁选将步骤(4)冷却卸出后的还原物料加入到磨机中进行湿法磨矿，得到质量浓度60%，并且磨矿粒度为-O. 074mm占66. 35%的矿浆。将矿浆置于磁场强度为159. 11 kA/m条件下进行磁选，回收被还原的铁金属，获得的金属铁粉全铁品位为93. 53%，铁的回收率为93. 82%。步骤(2)所述的还原剂为烟煤，所述的还原助剂为工业碳酸钠和生石灰的复合还原助剂。其中CaO与Na2CO3的质量比例为I :0. 5。实施例2
(I)磨矿和强磁选将残余铁含量14. 79%的鞍钢齐大山尾矿进行湿法磨细，得到质量浓度65%，并且磨矿粒度为-O. 037mm占84%的矿浆，将矿浆置于835. 32kA/m条件下进行强磁选，其中强磁选后预富集尾精矿铁的品位为39. 97%，回收率87. 91%，二次尾矿中残余铁的含量为5. 35%。(2)深度还原配料将步骤(I)所得的强磁选后的预富集尾精矿与粒度为O 3mm的还原剂及还原助剂混合，得到深度还原混合料；其中还原剂的加入量为强磁选后的预富集尾精矿干基质量的17. 5% ;还原助剂的加入量为预富集尾精矿干基质量的21%。(3)还原在氧化气氛窑炉中进行深度还原。将步骤(2)所得的深度还原混合料装入密封的窑具容器，将装好物料的窑具容器放入氧化气氛窑炉中，经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程。物料在氧化气氛窑炉中高温区被保温还原的温度为1350°C，混合物料主要在此温度进行深度还原，还原时间为30分钟。(4)冷却卸料待装满还原后物料的密封窑具容器冷却后，将深度还原后的物料连同密封的窑具容器一起从窑炉中取出，并卸下物料。(5)磨矿和弱磁选将步骤(4)冷却卸出后的还原物料加入到磨机中进行湿法磨矿，得到质量浓度60%，并且磨矿粒度为-O. 074mm占66. 35%的矿浆。将矿浆置于磁场强度为159. 11 kA/m条件下进行磁选，回收被还原的铁金属，获得的金属铁粉全铁品位为94. 23%，铁的回收率为98. 05%。步骤(2)所述的还原剂为烟煤，所述的还原助剂为工业碳酸钠和生石灰的复合还原助剂。其中CaO与Na2CO3的质量比例为I :0. 4。实施例3(I)磨矿和强磁选将残余铁含量14. 79%的鞍钢齐大山尾矿进行湿法磨细，得到质量浓度65%，并且磨矿粒度为-O. 037mm占63. 68%的矿浆，将矿浆置于812. 10 kA/m条件下进行强磁选，其中强磁选后预富集尾精矿铁的品位为37. 63%，回收率82. 93 %，二次尾矿中残余铁的含量为3. 71%。(2)深度还原配料将步骤(I)所得的强磁选后的预富集尾精矿与粒度为O 3_的还原剂及还原助剂混合，得到深度还原混合料；其中还原剂的加入量为强磁选后的预富集尾精矿干基质量的17. 5% ;还原助剂的加入量为预富集尾精矿干基质量的6% ;粘结剂的加入量为强磁选后的预富集尾精矿干基质量的2. 5%及加入占全部物料干基质量8%的水，混勻后用压块机制成直径和高度均为20_的小圆柱压块。(3)还原在还原气氛窑炉中进行深度还原。在还原气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤(2)所得的小圆柱压块烘干后平铺在窑炉底部，料层厚度为30mm，然后经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程。物料在还原气氛窑炉中高温区被保温还原的温度为1300°C，混合物料主要在此温度进行深度还原，还原时间为10分钟。
(4)冷却卸料待还原后物料冷却后，将深度还原后的物料直接从窑炉中卸出。(5)磨矿和弱磁选将步骤(4)冷却卸出后的还原物料加入到磨机中进行湿法磨矿，得到质量浓度60%，并且磨矿粒度为-O. 074mm占65. 20%的矿浆。将矿浆置于磁场强度为151. 15 kA/m条件下进行磁选，回收被还原的铁金属，获得的金属铁粉全铁品位为93. 04%,铁的回收率为95. 50%。步骤(2)所述的还原剂为烟煤，所述的还原助剂为工业碳酸钠和生石灰的复合还原助剂。其中CaO与Na2CO3的质量比例为I :0. 4。所用粘结剂为羧甲基纤维素钠(CMC)。
权利要求
1.一种利用铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁技术，其特征在于具体包括以下步骤 (I)将铁矿尾矿进行湿法磨细，得到质量浓度55% 75%，并且磨矿粒度为-O. 037mm占80% 88%的矿浆，将矿浆置于700kA/m 900 kA/m条件下进行强磁选，其中强磁选后预富集尾精矿铁的品位为35% 45%，回收率80 85%，二次尾矿中残余铁的含量为3% 6% ；铁矿尾矿的成分范围为全铁含量为10% 25%，其中磁性铁矿铁含量占全铁含量的30% 50%，赤(褐)铁矿中的铁占全铁含量的40% 65% ;石英含量为40% 75%，硫含量为O O.15%，磷含量为O O. 15% ； (2)深度还原配料将步骤(I)所得的强磁选后的预富集尾精矿与粒度为O 5_的 还原剂及还原助剂混合，得到深度还原混合料；其中还原剂的加入量为强磁选后的预富集尾精矿干基质量的10% 30% ;还原助剂的加入量为预富集尾精矿干基质量的10% 20% ； (3)还原在氧化气氛窑炉或还原气氛窑炉中进行深度还原；在氧化气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤(2)所得的深度还原混合料装入密封的窑具容器，将装好物料的窑具容器放入氧化气氛窑炉中，经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程；物料在氧化气氛窑炉中高温区保温还原的温度为1150°C 1350°C，混合物料在此温度进行深度还原，还原时间为O.5 10小时；在还原气氛窑炉中进行深度还原时，将步骤(2)所得的深度还原混合料制成料块或料球直接铺撒在窑炉底部，物料的厚度为10 30 mm,然后经过预热、加热、高温还原保温、冷却过程；在还原气氛窑炉中高温区保温还原的温度为1250°C 1450°C，混合物料在此温度进行深度还原，还原时间为O. I I小时； (4)冷却卸料对于氧化气氛窑炉，待装满还原后物料的密封窑具容器冷后，将深度还原后的物料连同密封的窑具容器一起从窑炉中取出，并卸下物料；对于还原气氛窑炉，待还原后物料冷却后，将深度还原后的物料直接从窑炉中卸出； (5)磨矿和弱磁选将步骤(4)冷却卸出后的还原物料加入到磨机中进行湿法磨矿，得到质量浓度50% 70%，磨矿粒度为-O. 074mm占85% 95%的矿浆，将矿浆置于磁场强度为150 kA/m 200 kA/m条件下进行磁选，回收被还原的铁金属，获得的金属铁粉全铁品位为90% 95%，铁的回收率为90% 99%。
2.根据权利要求I所述的一种铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁方法，其特征在于所述的还原剂为烟煤或无烟煤或褐煤或石煤或秸杆碳粉。
3.根据权利要求I所述的一种利用铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁方法，其特征在于所述的还原助剂为工业碳酸钠和生石灰的复合还原助剂；其中CaO与Na2CO3的质量比例为I 0. 2 I。
全文摘要
一种铁矿尾矿强磁预富集深度还原提铁方法，属于尾矿综合利用领域。将残余铁含量10%～25%的铁矿尾矿进行湿法磨细和强磁选，得到预富集尾精矿铁的品位为35%～45%，回收率80～85%，二次尾矿中残余铁的含量为3%～6%。所得的预富集尾精矿与还原剂及还原助剂混合，在氧化气氛窑炉的密封窑具容器中或还原气氛窑炉中进行深度还原。氧化气氛窑炉中还原温度为1150℃～1350℃，还原时间0.5～10小时；在还原气氛窑炉中还原温度为1250℃～1450℃，还原时间0.1～1小时。冷却后的还原物料经湿法磨矿、磁选后获得的金属铁粉全铁品位为90%～95%，铁的回收率为90%～99%。本发明在解决回收铁矿尾矿中大量残余铁难题的同时，大幅度降低二次尾矿中残余铁的含量。
文档编号C22B1/00GK102839278SQ201210362689
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者倪文, 伏程红, 范敦城, 李瑾, 仇夏杰, 李媛 申请人:北京科技大学