一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法
【专利摘要】一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法，属于矿物加工【技术领域】，按以下步骤进行：（1）在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，每100g硼铁矿施加的微波功率为1500~2500W，将硼铁矿加热至450~650℃；（2）采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2r/min，时间为5~6min；（3）筛出粒度≤75μm的部分；（4）进行磁选分离，获得铁精矿。本发明从碎磨的本质入手，通过一定的手段，研究预先改变矿石的机械力学性能，为后续的粉磨作业创造有利条件，实现提高磨矿和磁选效率的目的。
【专利说明】一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于矿物加工【技术领域】，特别涉及一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法。
【背景技术】
[0002]我国是世界上硼矿资源较丰富的国家，其中辽东地区硼铁矿储量达2.8亿t，占我国硼矿资源的57.88%，属于大型硼矿，是综合利用价值较高的矿产资源，但其结构组成复杂多样，多元素共生矿物多，现已查明的各类矿物共计30余种，属于典型的低品位难选复合矿，这就使得硼铁矿在碎磨加工过程中有价矿物和脉石矿物充分有效解离难度大，难以用简单的机械磨碎方法进行分离，有必要对现有磨矿技术进行改进，提高硼铁矿的资源利用率，这不仅能满足化工、冶金的需要，又能创造出显著的经济效益和社会效益。
[0003]传统作业中碎磨工序投资大，能耗高，选矿厂中碎矿和磨矿投资占全厂60%以上，电耗占选矿的50?60%，生产经营费用也占全厂40%以上；全国每年有数以十亿吨矿料需要破碎，全国每年的发电量约有5%以上消耗于磨矿，约有上百万吨钢材消耗于磨矿；碎磨工序的能量主要耗散于热、声、摩擦等，真正用于破碎促使矿物颗粒间的结合键断裂、产生新表面的能量仅占1%，能量利用率很低。
【发明内容】
[0004]针对现行磨矿作业中存在的问题如能耗高，能量利用率低及钢材料消耗高等，本发明提供一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法，选用适合硼铁矿的微波处理及磨矿参数，提高磨矿效率。
[0005]本发明的采用微波辅助磨选硼铁矿的方法按以下步骤进行:
1、微波焙烧:在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，每10g硼铁矿施加的微波功率为150(T2500W，将硼铁矿加热至45(T650°C;所述的硼铁矿的成分按重量百分比含B2O3 6^7 %，Fe2O3 28?29 %，MgO 37?38 %，S12 28?29%，Al2O3 2?3%，CaO 0.7?0.8 %，MnO 0.Γθ.2%，余量为杂质，铁品位TFe24?25%，粒度在15?25mm ；
2、磨矿:采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2r/min,时间为5?6min ；
3、过筛:将球磨后的物料过筛筛出粒度<75 μ m的部分，获得硼铁矿细粉料；
4、磁选:将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得铁精矿。
[0006]上述步骤3中，筛出的粒度彡75 μ m的部分占全部硼铁矿总重量的47飞9%。
[0007]上述的铁精矿品位为45?53%。
[0008]本发明的原理在于:影响碎磨作业的因素主要由两类:一是原矿性质，主要是原矿的机械力学性能；二是工艺操作条件，原矿性质是本质的，矿石硬度的大小，微裂纹等缺陷的多少，将直接决定磨矿的好坏；工艺条件则是实现的手段，基于前人的研究方向大多数是从工艺条件的角度出发如改变磨机结构，优化磨矿浓度，球荷特性等取得了一些成果；本发明则是从碎磨的本质入手，通过一定的手段，研究预先改变矿石的机械力学性能，为后续的粉磨作业创造有利条件，实现提高磨矿效率的目的，提高磁选效果。
[0009]微波助磨就是这一观点的具体体现，微波是一种高频电磁波，它能渗透物体内部，使物质分子产生取向极化和变形极化，极化方向随频率不断变化，而出现物体的自加热效应，温度随之升高。由于各种矿物的介电常数不同，吸波特性各异，微波场中升温速率不同，有用矿物和脉石矿物之间形成局部温差，产生热应力，当热应力达到一定程度，会在矿物之间的界面上产生裂缝，矿石体系的宏观和微观裂纹的增多和扩大改变了矿石的机械力学性能，提高磨矿效率；同时裂缝的产生可以有效促进有价矿物与脉石矿物的有效解离，提高单体解离和增加其有效反应表面积。微波辐射是改善矿石磨矿的有效方法，基于微波对于介质的这种快速加热和选择性加热特性，使得微波作为一种清洁高效技术在矿冶领域中的应用具有独特的优越性和实用性，应用前景广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例1中的硼铁矿外观图；
图2为本发明实施例1中的焙烧后的硼铁矿的外观图；
图3为本发明实施例1中的磨矿后的硼铁矿的微观金相图。
【具体实施方式】
[0011]本发明实施例中采用的硼铁矿中有用矿物主要为磁铁矿(Fe3O4)和硼镁石(MgBO2 (OH))，脉石矿物主要为蛇纹石(Mg3Si2O5 (OH))。
[0012]本发明实施例中采用的球磨机为XMQ-240 X 90锥形球磨机，球磨转速为96±2 r/min0
[0013]本发明实施例中球磨时固定充填率为35%，磨矿介质采用钢球，装球总重量11.09Kg (其中不同直径钢球的重量比为Φ30ι?πι: 0 25mm: Φ20mm=40: 33: 27)。
[0014]本发明实施例中筛分是采用8411型电动振筛机。
[0015]本发明实施例中磁选采用XCGS-型Φ50磁选管。
[0016]本发明实施例中采用MW-L0316V微波高温炉，微波频率为2.45GHz。
[0017]本发明实施例中微观金相观测采用日立S-3400N扫描电子显微镜。
[0018]实施例1
硼铁矿的成分按重量百分比含 B2O3 6%, Fe2O3 28 %，MgO 37 %，S12 28%, Al2O3 2%, CaO0.7 %，MnO 0.1%，余量为杂质，铁品位TFe24%，粒度在15?25mm ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，每10g硼铁矿施加的微波功率为1500W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ; 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的47.08% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为45.20% ；
硼铁矿、焙烧后的硼铁矿分别如图1和2所示，磨矿后的硼铁矿的微观形貌如图3所
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[0019]实施例2
硼铁矿的成分按重量百分比含 B2O3 7 %，Fe2O3 29 %，MgO 38 %，S12 29%, Al2O3 3%, CaO0.8 %，MnO 0.2%，余量为杂质，铁品位TFe25%，粒度在15?25mm。
[0020]在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为1800W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为6min ; 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的47.32% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为46.56%。
[0021]实施例3
硼铁矿的成分按重量百分比含 B2O3 6.2%, Fe2O3 28.6%, MgO 37.7 %，S12 28.3%, Al2O3
2.5%, CaO 0.7%, MnO 0.2%，余量为杂质，铁品位 TFe24.5%，粒度在 15?25mm ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的51.02% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为52.67%。
[0022]实施例4
硼铁矿同实施例1 ;
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2300W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的51.85% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为52.22%。
[0023]实施例5
硼铁矿同实施例2 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2500W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的51.98% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为51.87%。
[0024]实施例6
硼铁矿同实施例3 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至450°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的47.58% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为46.22%。
[0025]实施例7
硼铁矿同实施例1 ;
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的51.02% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为47.82%。
[0026]实施例8
硼铁矿同实施例2 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至550 0C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的53.47% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为49.36%。
[0027]实施例9
硼铁矿同实施例3 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至600°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的58.79% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为52.87%。
[0028]实施例10
硼铁矿同实施例1 ;
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至650°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的51.34% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为51.57%。
[0029]实施例11
硼铁矿同实施例2 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，50g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ； 采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的48.57% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为48.56%。
[0030]实施例12
硼铁矿同实施例3 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，10g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的51.02% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为49.17%。
[0031]实施例13
硼铁矿同实施例1 ;
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，150g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ; 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的56.47% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为52.43%。
[0032]实施例14
硼铁矿同实施例2 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，200g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的56.38% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为52.70%。
[0033]实施例15
硼铁矿同实施例3 ；
在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，250g硼铁矿施加的微波功率为2000W，将硼铁矿加热至500°C ；
采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿，球磨转速为96±2 r/min,时间为5min ； 将球磨后的物料过筛筛出粒度< 75 μ m的部分；占全部硼铁矿总重量的54.34% ；
将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得的铁精矿品位TFe为51.89%。
【权利要求】
1.一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)微波焙烧:在微波炉中进行硼铁矿的微波焙烧，每10g硼铁矿施加的微波功率为150(T2500W，将硼铁矿加热至45(T650°C;所述的硼铁矿的成分按重量百分比含B2O3 6^7 %，Fe2O3 28?29 %，MgO 37?38 %，S12 28?29%，Al2O3 2?3%，CaO 0.7?0.8 %，MnO 0.Γθ.2%，余量为杂质，铁品位TFe24?25%，粒度在15?25mm ； (2)磨矿:采用球磨机对微波焙烧后的硼铁矿进行磨矿,球磨转速为96±2r/min,时间为5?6min ； (3)过筛:将球磨后的物料过筛筛出粒度<75 μ m的部分，获得硼铁矿细粉料； (4)磁选:将硼铁矿细粉料进行磁选分离，磁选时的磁场强度为170KA/m，激磁电流2A，获得铁精矿。
2.根据权利要求1所述的一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法，其特征在于步骤(3)中筛出的粒度< 75 μ m的部分占全部硼铁矿总重量的47?59%。
3.根据权利要求1所述的一种采用微波辅助磨选硼铁矿的方法，其特征在于所述的铁精矿品位为45?53%。
【文档编号】C22B1/02GK104399572SQ201410598143
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】薛向欣, 姜涛, 刘亚静, 段培宁 申请人:东北大学