[发明专利]一种微波快速煅烧菱铁矿生产铁精矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过煅烧菱铁矿得到铁精矿的工艺方法，具体涉及一种微波快速煅烧菱铁矿生产铁精矿的方法，属于铁精矿生产技术领域。

背景技术

菱铁矿（包括单一菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱褐铁矿等共生）资源十分丰富，全世界已探明储量约为18亿吨，占世界铁总量的14%。有预测表明，在世界铁矿潜在资源中，菱铁矿占40%以上。由于天然菱铁矿品位低（理论含铁品位只有48.3%），实际富菱铁矿含铁为30～40%，在磨矿过程中容易产生泥化现象，属于弱磁性矿物，又易与硫化物矿共生，常含有较高的硫，直接选矿难度很大。

目前，菱铁矿及伴生复杂低品位铁矿是公认的选矿难题。为充分开发以菱铁矿为主的低品位菱铁矿资源，对菱铁矿类型的选矿常采用如重选、强磁选、浮选、煅烧等组合的选别流程。在国内，菱铁矿的利用率不到其总量的10%。

菱铁矿属于碳酸盐类型矿物，经过煅烧后矿石变得疏松多孔，易破碎，易于磁选，有较好的还原性，铁品位高，即可以提高球团强度，又能提高铁的品位。近年来，我国对开发利用菱铁矿进行了大量的基于火法煅烧的研究，但大多数研究都采用常规的加热方式，如普通电加热、燃气或煤加热等，都存在煅烧温度高、能耗高、成本高和烟气污染大等问题。

发明内容

针对现有常规加热工艺存在的易烧结、煅烧温度高、能耗高、成本高和烟气量大等问题，本发明提出一种微波快速煅烧菱铁矿脱除其碳酸根、提高铁品位的艺方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种微波快速煅烧菱铁矿生产铁精矿的方法，经过下列步骤：将菱铁矿粉末置于微波反应器中，并按氧气和菱铁矿的质量比为1︰18～22通入氧气，以频率为2450MHz、且输入功率为50～300W/Kg菱铁矿升温至400～700℃后，再保温10～120分钟，即得到品位较高、主成分为Fe₃O₄的铁精矿（铁品位达62%）。

所述菱铁矿中添加占菱铁矿质量5～20%的褐铁矿。这样能使反应生成的铁精矿质量高。

所述在微波升温和保温过程中对菱铁矿粉末进行搅拌，以使加热产生的大量二氧化碳从菱铁矿粉末内部排放出来，使反应正常进行。

因为菱铁矿的成分为FeCO₃，在隔绝氧气的环境下加热分解成FeO和CO₂，只有在少量氧气的环境下才能生成磁性好的Fe₃O₄，且氧气不过量也避免了Fe₂O₃的生成。

该工艺的原理基于：

6FeCO₃+O₂→2Fe₃O₄+6CO₂↑

最后得到的产物以Fe₃O₄为主，烟气主要含CO₂通过烟道排出，实现菱铁矿品位的提高。但如果氧气过量则会发生如下反应：

2FeCO₃+1/2O₂→Fe₂O₃+2CO₂↑

生成Fe₂O₃会造成磁性降低和Fe品位下降。因此，根据工艺的要求，需要控制通入氧气的量以得到Fe₃O₄物相。

本发明具有以下优点和效果：本方法能有效地脱除菱铁矿中的二氧化碳和结晶水，提高铁的品位。经过微波加热脱除碳酸根后，菱铁矿中的铁品位可提高到55%以上，FeCO₃的转化率达到80%以上。较之传统的煅烧工艺需要加热4～5个小时，本方法具有清洁、节能、成本低、污染小等特点，煅烧后所得的铁矿品位高，所得的高温烟气经除尘后还可应用于铁精矿干燥。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明实施做进一步的描述。

实施例1

将铁含量40%、水分含量0.2%的菱铁矿粉末10Kg置于微波反应器中，并按氧气和菱铁矿的质量比为1︰18通入氧气，以频率为2450MHz、且输入功率为3000W升温至660℃后，再保温10分钟，在微波升温和保温过程中对菱铁矿粉末进行搅拌，即得到品位较高、主成分为Fe₃O₄的铁精矿（铁品位为56%）。

实施例2