本发明涉及铁矿石的选矿,特别是涉及一种制备含re、nb的超级铁精矿的方法。
背景技术:
1、白云鄂博矿为大型铁、稀土、铌等共生的多金属矿床,目前主要作为普通铁精矿用于包钢钢铁生产,其中除稀土之外的有价元素利用率也不高。而生产超级铁精矿是改善企业经济效益、促进矿物加工产品升级的有效途径之一。与普通铁精粉相比,超级铁精矿(tfe≥71%,sio2<0.25%,fe3o4纯度>98.5%)除自身价格提高4~5倍外,还可作为粉末冶金、磁性材料、直接还原铁及洁净钢生产的优质原料,尤其是白云鄂博矿,其中含有re、nb等元素,用其制备的钢铁制品、陶瓷材料显现出超强的耐磨、耐腐蚀性,且综合性能良好。因此,应该把白云鄂博矿作为一种矿物材料来研发,不能仅仅廉价使用。
2、但白云鄂博铁矿石具有“贫、细、杂”的矿物学特点,单纯采用“磨矿-磁选”工艺,只能获得铁品位低于69.00%、sio2含量高于0.30%的铁精矿,该铁精矿只能作为生产海绵铁的原料;如果想生产粉末冶金、磁性材料用的超级铁精矿基料,铁品位必须≥71%,且sio2含量必须<0.25%。而如何以白云鄂博铁矿石为原料获得铁品位较高、sio2含量极低,且可以富集re和nb元素的铁精矿,成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种制备含re、nb的超级铁精矿的方法,以解决上述现有技术存在的问题,通过磁选、粗选和精选制备得到铁品位(tfe):≥71.5%、sio2≤0.25%的含re、nb的超级铁精矿,与常规超级铁精粉的区别在于含有微量的铌和稀土,可用于开发更先进的功能材料(如:军事用吸波材料、医用药物载体等),可广泛用于冶金、磁性材料、医学和军工等相关领域。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:一种制备含re、nb的超级铁精矿的方法,包括以下步骤:以白云鄂博矿为原料,经过磁选得到磁铁精矿,然后将所述磁铁精矿经反浮选粗选得到粗选矿浆,将粗选矿浆反浮选精选得到所述含re、nb的超级铁精矿。
3、进一步地,所述白云鄂博矿中铁品位为30~68%,nb元素的质量百分数为0.1~0.5%,稀土元素的质量百分数为2~5%,sio2的含量为7.0~20.0%;所述磁铁精矿中铁品位为69~70.00%,nb元素的质量百分数为0.02~0.05%,稀土元素的质量百分数为0.1~0.5%,sio2的含量为0.30~0.90%。
4、进一步地,所述白云鄂博矿为白云鄂博主东矿原矿或白云鄂博混合磁铁精矿。
5、进一步地,所述磁选具体包括:将白云鄂博矿研磨成原矿颗粒,其中至少93%的原矿颗粒的粒径≤0.030mm,然后将原矿颗粒在1900~3500oe的磁场强度下进行磁选。
6、经过磁选得到的磁铁精矿铁回收率为65~90%。
7、进一步地,所述反浮选粗选具体包括:将所述磁铁精矿调浆后制得磁铁精矿矿浆,在磁铁精矿矿浆中加入粗选活化剂活化后调节ph值至8,然后加入粗选捕收剂进行捕收后得到粗选矿浆;所述磁铁精矿矿浆中磁铁精矿的质量分数为30~60%;所述粗选活化剂包括氯化铁和氯化钙。
8、粗选活化剂(ca/fe离子复合活化剂)可以有效脱除铁精矿中的sio2。
9、进一步地,所述粗选活化剂用量为矿浆质量的0.02~0.06%;所述粗选捕收剂的用量为矿浆质量的0.01~0.03%。
10、进一步地,所述反浮选精选具体包括:在所述粗选矿浆中加入精选活化剂进行活化后调节ph值至8,然后加入精选捕收剂进行捕收后得到所述含re、nb的超级铁精矿;所述精选活化剂包括氯化铁和氯化钙。
11、更进一步地,在所述反浮选粗选和反浮选精选过程中还包括加入抑制剂。
12、更进一步地,所述抑制剂为水玻璃,加入量为磁铁精矿矿浆或粗选矿浆质量的0.01~0.04%。
13、进一步地,所述精选活化剂用量为粗选矿浆质量的0.03%;所述精选捕收剂的用量为粗选矿浆质量的0.015%。
14、进一步地,所述粗选活化剂和精选活化剂中氯化铁和氯化钙的摩尔比为1:1~10:1;所述粗选捕收剂和精选捕收剂包括十二烷基磺酸钠(sds)或十二胺中的任意一种。
15、粗选活化剂和精选活化剂即ca/fe离子复合活化剂。
16、本发明公开了以下技术效果:
17、本发明通过以白云鄂博矿为原料,经过磁选得到磁铁精矿,然后将所述磁铁精矿经反浮选粗选得到粗选矿浆,将粗选矿浆反浮选精选得到所述含re、nb的超级铁精矿,得到的超级铁精矿中铁品位为72.15%、sio2的质量百分数为0.21%,铁的回收率为87.45%,纯度为99.6%,nb元素的质量百分数为0.01~0.05%,re的质量百分数为0.1~0.5%,克服了白云鄂博铁精矿具有“贫、细、杂”的矿物学特点,因而难以提高铁品位的技术难题,为生产含铌、稀土超级铁精矿提供一条流程短、效益高的方法,可实现白云鄂博铁矿的高值化利用。
18、本发明的ca/fe离子复合活化剂是按一定化学计量比配置的含ca2+、fe3+的混合溶液,其主要功能是在一定的ph值条件下有效的增加反浮选过程中捕收剂与石英矿物的化学吸附和物理吸附作用,即:石英表面的o原子与ca2+、fe3+同时起作用,在石英表面既生成稳定的fe基六元环螯合物(si-o-fe键),又生成链状ca基络合物(si-o-ca键),产生四个活性位点,其吸附结构为的稳定“螯合环+链式”加强吸附结构,从而使阴离子捕收剂sds更易选择性地吸附被ca/fe离子活化的石英矿物,而且其吸附强度大于单纯使用ca2+或fe3+活化后的吸附强度,有效的提升捕收剂吸附目标矿物的效果,从而提高反浮选石英矿物的回收率,进一步使超级铁精矿中sio2含量减少,铁品位提高;由于白云鄂博矿“贫、细、杂”,在不采用本活化剂浮选的情况下,单纯采用磁选和常规浮选工艺,即使细磨至石英的单体解离,也由于微细粒石英缺乏吸附活性,而不能实现捕收剂有效地捕收石英,即:很难得到铁品位大于72.15%、sio2含量小于0.25%、铁的回收率大于85.00%、纯度大于99.6%的超级铁精粉。而且采用本发明的活化剂浮选得到的超级铁精矿,与采用其它铁矿制备的超级铁精矿相比,其含有微量的原生态re、nb元素(0.01~0.5%),且弥散分布于铁精矿中,是后续洁净钢生产和功能材料研发的优质原料,研究发现,采用此超级铁精粉制备的磁性铁氧体材料,其磁性能有明显的提高。
1.一种制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,包括以下步骤:以白云鄂博矿为原料,经过磁选得到磁铁精矿,然后将所述磁铁精矿经反浮选粗选得到粗选矿浆,将粗选矿浆反浮选精选得到所述含re、nb的超级铁精矿。
2.根据权利要求1所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述白云鄂博矿中铁品位为30~68%,nb元素的质量百分数为0.1~0.5%,稀土元素的质量百分数为2~5%,sio2的含量为7.0~20.0%;所述磁铁精矿中铁品位为69~70.00%,nb元素的质量百分数为0.02~0.05%,稀土元素的质量百分数为0.1~0.5%,sio2的含量为0.30~0.90%。
3.根据权利要求1所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述白云鄂博矿为白云鄂博主东矿原矿或白云鄂博混合磁铁精矿。
4.根据权利要求1所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述磁选具体包括:将白云鄂博矿研磨成原矿颗粒,其中至少90%的原矿颗粒的粒径≤0.030mm,然后将原矿颗粒在1900~3500oe的磁场强度下进行磁选。
5.根据权利要求1所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述反浮选粗选具体包括:将所述磁铁精矿调浆后制得磁铁精矿矿浆,在磁铁精矿矿浆中加入粗选活化剂活化后调节ph值至8,然后加入粗选捕收剂进行捕收后得到粗选矿浆;所述磁铁精矿矿浆中磁铁精矿的质量分数为30~60%;所述粗选活化剂包括氯化铁和氯化钙。
6.根据权利要求5所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述粗选活化剂用量为矿浆质量的0.02~0.06%;所述粗选捕收剂的用量为矿浆质量的0.01~0.03%。
7.根据权利要求1所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述反浮选精选具体包括:在所述粗选矿浆中加入精选活化剂进行活化后调节ph值至8,然后加入精选捕收剂进行捕收后得到所述含re、nb的超级铁精矿;所述精选活化剂由氯化铁和氯化钙按一定比例组成的复合活化剂。
8.根据权利要求7所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述精选活化剂用量为粗选矿浆质量的0.03%;所述精选捕收剂的用量为粗选矿浆质量的0.015%。
9.根据权利要求5~8任一项所述的制备含re、nb的超级铁精矿的方法,其特征在于,所述粗选活化剂和精选活化剂中氯化铁和氯化钙的摩尔比为1:1~10:1;所述粗选捕收剂和精选捕收剂包括十二烷基磺酸钠或十二胺中的任意一种。