一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，该工艺是采用加入复合助剂直接焙烧，在经过水淬、细磨、弱磁选、磁性产品脱水干燥的步骤，实现深度提铁降杂（磷、硫、硅、铝）；对于高磷高硫高硅高铝菱铁矿，采用本发明可以实现较好的提铁降杂效果，可得到铁品位大于75%，磷含量低于0.1%、硫含量低于0.1%、二氧化硅含量低于5%、三氧化二铝含量低于1.5%，铁回收率大于75%的流程选矿技术指标，优于现有公知技术处理该类型铁矿石的技术指标。
【专利说明】
-种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺
技术领域
[0001] 本发明属于难选冶菱铁矿的提铁降杂领域，特别适应具有嵌布粒度细、矿石组成 复杂、局憐、局硫、局娃、局侣等特点的一种难选冶麦铁矿石资源涂度提铁降杂工艺。
【背景技术】
[0002] 黑色金属矿选矿试验研究对加速我国钢铁工业的发展起了十分重要的作用。已有 的勘探结果说明，我国的黑色金属矿石资源极为丰富。但铁矿床类型繁多，性质复杂，且常 为多种成分共生。由于铁矿石大多含有可供综合利用的有用成分或应去除的有害杂质，因 此绝大部分矿石都需选矿处理。我们对铁矿资源的开发利用总是遵循先富后贫、先易后难 的原则。随着现代工业的高速发展，我国有限的富矿及易选的资源已逐渐枯竭。目前可利用 的铁矿资源日益趋向于贫、细、杂。我国铁矿资源中硫、憐、二氧化娃、=氧化二侣等有害杂 质含量高且与有用矿物细粒嵌布，造成选矿难度大、效率低、产品质量差。硫、憐、娃、侣等是 钢铁冶炼过程中的主要有害元素，严重影响炼钢工艺和钢材产品质量。随着冶金工业的发 展和新工艺的实施，对铁精矿的质量要求越来越高，对硫、憐、娃、侣的含量也有严格的限 定。铁精矿高效降杂迫在眉睫。有效地回收和利用运部分矿石已成为选矿工作者主要研究 课题之一。
[0003] 目前主要相关的技术有： (1)【公开日】为2007年7月11日，公开号为CN1995411的中国发明专利文献，公开了 "矛Ll用 低品位菱铁矿生产铁精矿粉的工艺"，它包括W下步骤:破碎一筛分：W低品位菱铁矿作原 料，经破碎一筛分后得粒度10~40mm的赔烧块矿；回转害赔烧：W煤气作燃料，进行磁化赔 烧，使菱铁矿中的化C〇3转化为化3化;冷却：炉料出炉时溫度仍有400~500°C，采用隔离空气 缓冷至300°C W下，再水泽急冷;球磨一筛分:赔烧矿经球磨后进行作磁选一脱磁一磁选，磁 场强度1000与800奥斯特，得铁精矿粉。本发明具有W下优点：完全利用菱铁矿进行工业生 产，提高了磁化赔烧产物品位和赔烧产物的选矿质量，降低了生产成本，达到工业上的规模 开发生产，可得到品位55.18%的铁精矿，金属回收率达到74.60%。
[0004] (2)【公开日】为2015年8月19日，公开号为CN104846189A的中国发明专利文献，公开 了"含菱铁矿的混合铁矿流态化赔烧分选方法"，该方法是将粒度-0.5mm的含菱铁矿的混合 铁矿于氧化气氛中进行多级流化态预热，预热到混合铁矿溫度为600~800°C;然后在流化 态条件下，将预热所得物料于还原气氛中赔烧，进一步置于空气中进行流态化冷却至室溫， 再磨矿磁选既得。本发明的方法适用于多种的含菱铁矿的混合矿的分选，反应速度快，效率 高，工艺过程中不利于选别的副产物少，能耗低，分选效果好，非常适于工业化推广。
[0005] (3)【公开日】为2012年6月27日，公开号为CN102513203A的中国发明专利文献，公开 了 "一种高憐硫菱铁矿资源回收利用的方法"，该方法包括细磨原矿，异步反浮选脱憐硫，得 低憐硫的粗精矿，将粗精矿在赔烧炉中添加碳酸钢还原赔烧，得还原赔烧矿，通过磨细还原 赔烧矿进行磁絮凝强化分选，通过该工艺不仅能提高精矿铁品位，同时有效地强化了细粒 级及微细粒磁性矿物的回收并实现了赔烧矿憐硫的深度脱除，显著提高了目前大量呆滞难 选的高憐硫菱铁矿资源的回收利用率，最终能获得铁品位大于65%，铁回收率大于65%，憐含 量小于0.2%，硫含量小于0.3%的铁精矿。
[0006] 近年来高硫高娃高侣型菱铁矿的降杂已取得了一些成绩，但还未能从根本上解决 问题。菱铁矿深度降娃、硫、侣现已成为国内外选矿研究的一大难题。长期W来由于没有理 想的降杂方法，导致运部分铁矿资源的综合利用水平较低，致使有的矿山因含娃、硫、侣高 而停采，有的矿山因有害元素硫、娃、侣没有降下来而严重影响了铁精矿的质量和销路。因 此有效地开发更为经济实用的新技术势在必行。
[0007] 现有公知技术对菱铁矿的处理存在的不足之处主要为两个方面:一方面铁精矿中 的有害元素硫能够实现有效降低，但娃、侣含量较难实现有效降低，对后续冶炼工艺将产生 不利影响；另一方面主要采用赔烧工艺处理菱铁矿，但铁精矿的铁品位仍然偏低，且回收率 也比较低，处理成本仍然较高。
【发明内容】
[0008] 为合理有效的利用我国较为丰富的难选冶菱铁矿矿石资源，缓解当前铁矿石资源 紧张的局面，采用本发明实现深度提铁降憐、硫、娃、侣，得到铁品位大于75%的高纯铁精矿， 为我国难选冶局憐局硫局娃局侣型麦铁矿石资源的综合利用提供一条新思路，同时对其它 类似的复杂铁矿石的处理提供一定的指导意义。
[0009] 一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，其特征在于：首先将0.5%~3%的氯 化亚铜、3%~15%的石灰、20%~50%的氯化儀、1%~3%的氯化巧、10%~40%的还原剂加入菱铁 矿原矿，混匀后在赔烧炉进行赔烧，赔烧后的产品经过水泽得到水泽产品，水泽产品经球磨 机磨矿后用弱磁场磁选机进行选别，最后可W得到铁品位>75%，含憐<0.1%、硫<0.1%、二 氧化娃< 5%、S氧化二侣< 1.5%，铁回收率> 85%的铁精矿，该铁精矿粉经过球团后可W直 接作为冶炼生铁的原料。
[0010] 针对难选冶菱铁矿，本发明是采用复合助剂直接赔烧一细磨一弱磁选实现深度提 铁降杂(憐、硫、娃、侣）的工艺流程，具体包括W下步骤： (1) 碎矿阶段:根据需要将矿石破碎至3mm W下； (2) 烘干脱水阶段:将破碎至3mmW下的矿石置入赔烧炉中，控制溫度在400~600°C下 进行烘干脱水，烘干时间控制在30~60min; (3) 制粉团球阶段:将烘干脱水后的物料干磨至-0.074mmW下，加入0.5%~3%的氯化亚 铜、3%~15%的石灰、20%~50%的氯化儀、1 %~3%的氯化巧、10%~40%的焦炭与物料混匀后， 用球团机制备成为球团直径为8 mm的球团物料； (4) 球团物料烘干阶段:将8mm的球团物料在赔烧炉中进行烘干，烘干溫度为200~300 °C，将球团烘干至含水小于8%; (4)赔烧阶段:将含水小于8%的球团物料置入赔烧炉中赔烧，赔烧溫度1100~1200°C， 赔烧时间60~90min; 巧)水泽冷却阶段:将赔烧后的物料置入水中进行水泽冷却，控制物料进入水中水泽的 时间间隔小于3min; (6)磨矿分级阶段:将水泽后的物料进入球磨机进行磨矿，球磨机溢流进入水力旋流 器，水力旋流器溢流的细度控制在-0.019mm占90%W上； (7) 弱磁选阶段：将分级机溢流运送至弱磁场磁选机，磁选机的磁场强度在350~ 550〇6,通过弱磁选得磁性产品； (8) 磁性产品脱水干燥阶段将磁性产品经过滤脱水后干燥得铁精矿，得到的铁精矿产 品含铁> 75%，含憐< 0.1 %、硫< 0.1 %、二氧化娃< 5%、S氧化二侣< 2%，铁回收率> 85〇/〇。
[0011] 所述还原剂为焦炭。
[0012] 本发明的有益效果如下：对于高憐高硫高娃高侣菱铁矿，采用本发明可W实现较 好的提铁降杂效果，可得到铁品位大于75%，憐含量低于0.1%、硫含量低于0.1%、二氧化娃含 量低于5%、S氧化二侣含量低于1.5%，铁回收率大于75%的流程选矿技术指标，优于现有公 知技术处理该类型铁矿石的技术指标;为我国复杂难选冶铁矿石资源的开发和利用开辟了 一条新思路。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 矿样来自重庆某地区含铁36.53%，含硫0.86%、憐0.95%、二氧化娃18.23%、S氧化二侣 9.23%的铁矿石，试样中铁W菱铁矿为主，同时含有部分赤褐铁矿、黄铁矿、娃酸铁等铁矿 物。
[0015] 将该铁矿石破碎至3mmW下；将破碎至3mmW下的矿石置入赔烧炉中，控制溫度在 400°C下进行烘干脱水，烘干时间控制在30 min;将烘干脱水后的物料干磨至-0.074mmW 下，加入0.5%的氯化亚铜、3%的石灰、20%的氯化儀、1%的氯化巧、20%的焦炭与物料混匀后， 用球团机制备成为球团直径为8 mm的球团物料;将8 mm的球团物料在赔烧炉中进行烘干， 烘干溫度为200°C，将球团烘干至含水小于8%;将含水小于8%的球团物料置入赔烧炉中赔 烧，赔烧溫度1100 °C，赔烧时间60min;将赔烧后的物料置入水中进行水泽冷却，控制物料进 入水中水泽的时间间隔小于3min;将水泽后的物料进入球磨机进行磨矿，球磨机溢流进入 水力旋流器，水力旋流器溢流的细度控制在-0.019mm占90% W上;水力旋流器溢进入磁场强 度为350〇e的弱磁场磁选机分选后得到磁性产品，磁性产品经脱水干燥后得铁精矿。原矿铁 物相分析、主要化学成分分析、技术指标详细见表1~3。
[0016] 表1原矿铁物巧分析结果（质量分数）/%
表3流程选矿指标(质量分数)/%
实施例2 矿样来自云南某地区含铁34.23%，含硫0.66%、憐0.72%、二氧化娃20.68%、S氧化二侣 11.22%的铁矿石，试样中铁W菱铁矿为主，同时含有部分赤褐铁矿、黄铁矿、娃酸铁等铁矿 物。
[0017] 将该铁矿石破碎至3mmW下；将破碎至3mmW下的矿石置入赔烧炉中，控制溫度在 600 °C下进行烘干脱水，烘干时间控制在60min;将烘干脱水后的物料干磨至-0.074mmW 下，加入3%的氯化亚铜、15%的石灰、50%的氯化儀、3%的氯化巧、40%的焦炭与物料混匀后，用 球团机制备成为球团直径为8mm的球团物料;将8mm的球团物料在赔烧炉中进行烘干，烘干 溫度为300°C，将球团烘干至含水小于8%;将含水小于8%的球团物料置入赔烧炉中赔烧，赔 烧溫度1200°C，赔烧时间90min;将赔烧后的物料置入水中进行水泽冷却，控制物料进入水 中水泽的时间间隔小于3min;将水泽后的物料进入球磨机进行磨矿，球磨机溢流进入水力 旋流器，水力旋流器溢流的细度控制在-0.019mm占90%W上;水力旋流器溢进入磁场强度为 550〇e的弱磁场磁选机分选后得到磁性产品，磁性产品经脱水干燥后得铁精矿。原矿铁物相 分析、主要化学成分分析、技术指标详细见表4~6。
[0018] 表4原矿铁物相分析结果(质量分数)/%
表6流程选矿指标(质量分数)/%
实施例3 矿样来自陕西某地区含铁41.25%，含硫0.87%、憐0.98%、二氧化娃21.55%、=氧化二侣 14.25%的铁矿石，试样中铁W菱铁矿为主，同时含有部分赤褐铁矿、黄铁矿、娃酸铁等铁矿 物。
[0019] 将该铁矿石破碎至3mmW下；将破碎至3mmW下的矿石置入赔烧炉中，控制溫度在 500°C下进行烘干脱水，烘干时间控制在30min;将烘干脱水后的物料干磨至-0.074mmW下， 加入2%的氯化亚铜、10%的石灰、40%的氯化儀、2%的氯化巧、35%的焦炭与物料混匀后，用球 团机制备成为球团直径为8mm的球团物料;将8mm的球团物料在赔烧炉中进行烘干，烘干溫 度为250°C，将球团烘干至含水小于8%;将含水小于8%的球团物料置入赔烧炉中赔烧，赔烧 溫度1150°C，赔烧时间70min;将赔烧后的物料置入水中进行水泽冷却，控制物料进入水中 水泽的时间间隔小于3min;将水泽后的物料进入球磨机进行磨矿，球磨机溢流进入水力旋 流器，水力旋流器溢流的细度控制在-0.019mm占90%W上；水力旋流器溢进入磁场强度为 400〇e的弱磁场磁选机分选后得到磁性产品，磁性产品经脱水干燥后得铁精矿。原矿铁物相 分析、主要化学成分分析、技术指标详细见表7~9。
[0020] 表7原矿铁物相分析结果(质量分数)/% 表9流程选矿指标（质量分数)/%
实施例4
矿样来自甘肃某地区含铁38.64%，含硫1.05%、憐1.23%、二氧化娃18.15%、S氧化二侣 13.65%的铁矿石，试样中铁W菱铁矿为主，同时含有部分赤褐铁矿、黄铁矿、娃酸铁等铁矿 物。
[0021 ] 将该铁矿石破碎至3mmW下；将破碎至3mmW下的矿石置入赔烧炉中，控制溫度在 550°C下进行烘干脱水，烘干时间控制在40min;将烘干脱水后的物料干磨至-0.074mmW下， 加入2.5%的氯化亚铜、12%的石灰、45%的氯化儀、1.6%的氯化巧、35%的焦炭与物料混匀后， 用球团机制备成为球团直径为8mm的球团物料;将8mm的球团物料在赔烧炉中进行烘干，烘 干溫度为250°C，将球团烘干至含水小于8%;将含水小于8%的球团物料置入赔烧炉中赔烧， 赔烧溫度1200°C，赔烧时间75min;将赔烧后的物料置入水中进行水泽冷却，控制物料进入 水中水泽的时间间隔小于3min;将水泽后的物料进入球磨机进行磨矿，球磨机溢流进入水 力旋流器，水力旋流器溢流的细度控制在-0.019mm占90%W上;水力旋流器溢进入磁场强度 为500〇e的弱磁场磁选机分选后得到磁性产品，磁性产品经脱水干燥后得铁精矿。原矿铁物 相分析、主要化学成分分析、技术指标详细见表10~12。
[0022]表10原矿铁物相分析结果(质量分数)/% 巧U滿巧选W巧称U巧重分数V%
从上述实施例的结果可W看出，对于高憐高硫高娃高侣菱铁矿采用复合助剂直接赔 烧一细磨一弱磁选工艺可W实现较好的提铁降杂效果，可W得到铁品位大于75%，憐含量低 于0.1%、硫含量低于0.1%、二氧化娃含量低于5%、S氧化二侣含量低于1.5%，铁回收率大于 75%的流程选矿技术指标，优于现有公知技术处理该类型铁矿石的技术指标。为我国复杂难 选冶铁矿石资源的开发和利用开辟了一条新思路。
【主权项】
1. 一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，其特征在于：首先按照质量分数将 0.5%~3%的氯化亚铜、3%~15%的石灰、20%~50%的氯化镁、1 %~3%的氯化钙、10%~40%的还 原剂加入菱铁矿原矿，混匀后在焙烧炉进行焙烧，焙烧后的产品经过水淬得到水淬产品，水 淬产品经球磨机磨矿后用弱磁场磁选机进行选别，最后得到的铁精矿:铁品位>75%，含磷 < 0.1 %、硫< 0.1 %、二氧化硅< 5%、三氧化二铝< 1.5%，所述铁精矿的铁回收率> 85%。2. 根据权利要求1所述的一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，其特征在于具 体包括以下步骤： (1) 将矿石物料细磨至-0.074mm以下； (2) 在矿石物料中按照质量分数加入0.5%~3%的氯化亚铜、3%~15%的石灰、20%~50% 的氯化镁、1 %~3%的氯化钙、10%~40%的还原剂，混匀后，制成球团物料； (3) 球团物料烘干阶段:将球团物料在焙烧炉中进行烘干，烘干温度为200~300°C，将 球团烘干至含水小于8%; (4) 焙烧阶段:将含水小于8%的球团物料置入焙烧炉中焙烧，焙烧温度1100~1200°C， 焙烧时间60~90min; (5 )水淬冷却阶段:将焙烧后的物料置入水中进行水淬冷却，控制物料进入水中水淬的 时间间隔小于3min; (6) 磨矿分级阶段：将水淬后的物料进入球磨机进行磨矿，球磨机溢流进入水力旋流 器，水力旋流器溢流的细度控制在-0.019mm占90%以上； (7) 弱磁选阶段:将分级机溢流运送至弱磁场磁选机，磁选机的磁场强度在350~5500e， 通过弱磁选得磁性产品； (8) 磁性产品脱水干燥阶段将磁性产品经过滤脱水后干燥得铁精矿，得到的铁精矿产 品含铁> 75%，含磷< 0.1 %、硫< 0.1 %、二氧化硅< 5%、三氧化二铝< 2%，铁回收率> 85%。3. 根据权利要求1或2所述的一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，其特征在 于:所述还原剂为焦炭。4. 根据权利要求2所述的一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，其特征在于:所 述矿石物料被细磨之前先经过:碎矿和烘干脱水； 所述碎矿阶段:根据需要将矿石物料破碎至3_以下； 所述烘干脱水阶段:将破碎至3mm以下的矿石物料置入焙烧炉中，控制温度在400~600 °C下进行烘干脱水，烘干时间控制在30~60min。5. 根据权利要求2所述的一种难选冶菱铁矿石资源深度提铁降杂工艺，其特征在于:所 述步骤(1)中的球团物料通过球团机制备，制成直径为8mm的球团物料。
【文档编号】B03C1/30GK105903560SQ201610226396
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】张裕书, 肖军辉, 陈超, 张少翔
【申请人】中国地质科学院矿产综合利用研究所