[发明专利]矿物的处理

说明书

技术领域

披露了一种从含铁材料干式、物理分离有价值的铁成分的方法。虽然 不是排他地，该方法可应用于来自金属处理的尾料、废物和非磁性含铁材 料(例如低等级矿石，诸如硬帽(hardcap)、针铁矿矿石和豆状矿石)。 具体地，该方法涉及制备非磁性含铁材料用于从无价值成分磁性分离有价 值铁成分。

背景技术

从含铁材料磁性分离有价值铁成分要求该有价值铁成分呈磁性敏感 状态。因此，已经努力集中于从被认为铁含量太低而不能经济地处理的矿 石资源回收额外量的磁性含铁材料，诸如磁铁矿(Fe₃O₄)和赤铁矿(Fe₂O₃)。

一种这样的方法的实例已经由磁化公司(Magnetation,Inc.)开发并且 涉及含有磁铁矿、赤铁矿和其他弱磁性矿物的铁矿石的湿加工。更具体地， 该矿石被精制到小尺寸(典型地小于0.6mm)并且在一种基于水的浆料 中运送穿过一系列磁性站使得磁性敏感颗粒被保留在这些站中。然后将这 些颗粒收集作为一种含铁浓缩物。

为了确保该方法在捕获尽可能多的磁性和弱磁性材料方面是经济的， 这些磁性站用约920高斯的磁场进行操作。此外，由于在分离过程中水的 吸收，收集的材料将具有相对高的水含量。将此水从收集的材料中去除增 加了从收集的材料提取铁的过程的进一步的成本。

相当大量的铁矿石具有被认为太低而不能经济地处理的铁含量。这些 矿石具有的铁含量落入低于60wt％Fe含量的阈值，该含量是典型地对于 适合作为鼓风炉原料的矿石所要求的。为了利用具有小于60wt％的铁含 量的铁矿石，将它与具有大于60wt％的铁含量矿石共混以提供具有约60％ 或更高的总铁含量的冶金工艺原料。

虽然这使得一些具有接近60wt％Fe的针铁矿矿石(FeO(OH))能被 利用，针铁矿矿石的绝大多数具有低得多的铁含量。确切地，最大量的针 铁矿矿石包含鲕粒岩，这些鲕粒岩包含在20wt％至50wt％之间的Fe。另 一种形式的针铁矿包含低等级的豆状矿，这些豆状矿具有在45wt％至55 wt％之间的Fe，但是比鲕粒岩更少的丰度。更少的丰度仍然是高等级的 豆状矿，这些豆状矿具有甚至更高的Fe含量(在约55wt％至60wt％之 间)。

具体地，针铁矿矿石的较低的铁含量伴随着较高的二氧化硅和氧化铝 含量。优选的是减少原料中的二氧化硅和氧化铝含量，因为考虑到它们不 产生有价值的输出贡献，它们通过鼓风炉或其他铁或钢制造方法加热和处 理是昂贵的。

为了使针铁矿矿石(包括鲕粒岩)成为有价值的资源，有必要通过使 含铁成分与不含铁成分分离升级该矿石。针铁矿不是磁性敏感的。因此， 针铁矿中的有价值含铁成分不能通过磁性分离技术诸如由磁化公司提出 的进行回收。

因此，对于经济上可行的方法存在需求，该方法使得有价值铁成分能 够从低等级铁矿石(包括但不限于针铁矿)，以及从其他含铁材料(如尾 矿)，和金属处理废料回收。

披露概述

根据本发明的一个方面，提供了一种处理非磁性含铁材料以形成与富 脉石成分可分离的富铁成分的方法，该方法包括通过在还原条件下焙烧该 材料处理非磁性含铁材料，这导致(a)形成分离的富铁和富脉石成分和 (b)该富铁成分变成磁性的。

这些还原条件可以包括将该含铁材料暴露于还原条件下以将该含铁 成分的金属化增加到至少70％。

该方法可以进一步包括减小含铁材料的颗粒尺寸的步骤。这可以通过 压碎、研磨或粉碎实现并且可以在该处理之前和/或之后进行。处理之后 在还原条件下焙烧，在减小颗粒尺寸之前该材料可以被允许冷却。

在处理和减小颗粒尺寸之后，该方法可以进一步包括使用低强度磁场 干式、磁性分离该富铁成分与富脉石成分。术语“低强度磁场”是指小于 1000高斯的磁场。

通过对针铁矿矿石进行的广泛的实验室试验工作，本申请人已经观察 到在还原条件下焙烧该矿石以实现高程度的金属化(至少60％)将非磁 性矿石转化为磁性形式。这是有意义的，因为它能实现通过磁性分离技术 回收非磁性含铁材料。然而，更重要的是，本申请人还已经观察到在该矿 石中的有价值铁成分和无价值成分经历相分离，该相分离得到在富脉石相 基质中的离散的富铁相。