[發(fā)明專利]一種含磷難選鐵礦高效回收利用的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310654013.X
• 申請(qǐng)日: 2023-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN116656942A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁帥;丁浩源;高鵬;李艷軍;韓躍新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B1/00
• 分類號(hào): C22B1/00;C22B1/10;C21B13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

一種含磷難選鐵礦高效回收利用的方法，涉及鐵礦綜合回收利用及礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了難選鐵礦物氫基體系下物相精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化和高效分選，顯著提高了鐵品位及鐵回收率，同時(shí)除磷效果顯著；相較于與磁化焙燒技術(shù)，本發(fā)明所采用的氫基物相轉(zhuǎn)化技術(shù)可降低鐵礦資源開發(fā)利用過程中的環(huán)境污染和碳排放，同時(shí)氫氣密度小，擴(kuò)散能力強(qiáng)，導(dǎo)熱系數(shù)大，相比于一氧化碳還原，氫還原產(chǎn)物為水，無二氧化碳產(chǎn)生，還原速率快，在還原過程中具有更高的抗黏結(jié)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵礦綜合回收利用及礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含磷難選鐵礦高效回收利用的方法。

背景技術(shù)

含磷難選鐵礦具有鐵品位較高、含磷高、鐵礦物嵌布粒度細(xì)、礦物組成復(fù)雜、磷含量偏高等特點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的難選鐵礦資源之一。我國(guó)的含磷難選鐵礦礦床規(guī)模大，礦石儲(chǔ)量較大，占我國(guó)鐵礦資源的11％左右，含磷難選鐵礦主要分布于云南、四川、湖北、湖南、安徽、湖北等地區(qū)，現(xiàn)在已探明的含磷難選鐵礦的保有儲(chǔ)量為74.45億噸，占全國(guó)總保有儲(chǔ)量的14.86％。因此，針對(duì)該類資源進(jìn)行加工利用具有重要的戰(zhàn)略意義。

含磷難選鐵礦主要包含赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦，鮞綠泥石、玉髓、方解石、膠磷礦等組成，這些礦物圍繞一個(gè)中心，層層環(huán)狀包裹形成鮞粒。在赤鐵礦的晶體之間，鱗片的孔隙中又充填粘土礦物、玉髓及少量膠磷礦，鮞粒之間由微細(xì)粒狀的赤鐵礦、細(xì)粒的碳酸鹽及粘土礦物、玉髓等充填。因此，在選冶過程中，傳統(tǒng)選冶工藝難以對(duì)含磷難選鐵礦進(jìn)行高效提鐵降磷。

近年來，我國(guó)選礦領(lǐng)域?qū)W者先后針對(duì)含磷難選鐵礦的分選進(jìn)行了眾多探索和研究。針對(duì)專利CN201210213559.3涉及一種含磷難選鐵礦的選礦方法，提出先將原礦磨礦脫泥得到粗精礦，粗精礦經(jīng)過磁選-重選得到選別精礦，然后進(jìn)行浮選工藝，獲得細(xì)顆粒赤鐵礦精礦，將粗細(xì)兩部分赤鐵礦精礦合并，加入脫磷劑攪拌處理后，獲得最終鮞狀赤鐵礦精礦，其TFe的品位為58wt％以上，回收率為70wt％以上。該方法流程復(fù)雜，最終含磷難選鐵礦精礦回收率較低、粗細(xì)粒級(jí)分級(jí)明顯，且存在效率低、工業(yè)化實(shí)驗(yàn)連續(xù)性不強(qiáng)等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種含磷難選鐵礦高效回收利用的方法，其目的是為了實(shí)現(xiàn)含磷難選鐵礦高效綠色綜合利用，有效提高鐵品位和回收率，最終生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鐵精礦。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種含磷難選鐵礦高效回收利用的方法，包括以下步驟：

(1)破碎、篩分：含磷難選鐵礦作為原料，采用破碎、篩分閉路流程將原料破碎至2mm以下，后采用干法制粉工藝，獲得粉礦；

(2)預(yù)熱物相轉(zhuǎn)化：將粉礦給入焙燒爐控制溫度在700～1100℃條件，流化態(tài)下進(jìn)行脫水、分解，得到脫水、分解后產(chǎn)品，此階段主要是脫出褐鐵礦中的結(jié)晶水及菱鐵礦受熱分解，實(shí)現(xiàn)鐵物相相對(duì)統(tǒng)一，有利于后續(xù)還原物相轉(zhuǎn)化過程。

(3)還原物相轉(zhuǎn)化：將脫水、分解后產(chǎn)品給入還原流化室進(jìn)行還原物相轉(zhuǎn)化，穩(wěn)定溫度在450～750℃，向還原流化室內(nèi)通入還原氣，還原性氣體采用氫氣、一氧化碳中的一種或兩種的混合還原氣，其中，氫氣在混合還原氣中所占的體積百分比≥55％。此階段主要是將預(yù)熱物相轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的及自身所具有的赤鐵礦(Fe₂O₃)還原為強(qiáng)磁性的磁鐵礦(Fe₃O₄)；同時(shí)向還原流化室通入氮?dú)猓ＷC其還原氣濃度占總氣體體積的20～40％，并調(diào)節(jié)總氣流量使還原流化室內(nèi)的物料呈懸浮態(tài)，停留時(shí)間在20～60min。

(4)再氧化物相轉(zhuǎn)化：將還原后產(chǎn)品給入冷卻系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換達(dá)到冷卻效果，使其物料冷卻至20～80℃，在冷卻過程中部分外層新生磁鐵礦經(jīng)過冷卻再氧化為仍是強(qiáng)磁性的磁赤鐵礦，得到磁赤鐵礦與磁鐵礦共有的氫基物相轉(zhuǎn)化產(chǎn)品；

(5)磨礦：將還原后產(chǎn)品充分冷卻后進(jìn)行磨礦處理，控制其產(chǎn)品細(xì)度相對(duì)集中；