[发明专利]一种赤菱褐混合铁矿石三段悬浮焙烧-磁选方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种赤菱褐混合铁矿石三段悬浮焙烧-磁选方法。

背景技术

我国钢铁工业迅猛发展，铁矿石需求量急剧攀升；我国铁矿石品位低、禀赋差、采选成本高，导致国内铁矿石生产远远不能满足钢铁工业发展的需求；2014年，我国进口铁矿石9.33亿吨，对外依存度高达78.5%，铁矿石对外依存度过高，使中国钢铁的国际话语权和安全性进一步降低。2014年进口铁矿石价格已由年初的130美元/t降低至70美元/t以下，国产铁矿也相应降价40%以上，造成国内铁矿山近乎全行业亏损。钢铁工业是国民经济支柱产业，对保障社会民生具有不可替代的作用，我国铁矿供应不足已成为制约国家经济发展的“瓶颈”，甚至成为伴随工业化、城镇化和现代化全过程的一个重大现实问题；因此，加强我国复杂难选铁矿资源的高效开发利用具有重要的战略意义。

赤铁矿-菱铁矿-褐铁矿混合矿石是典型的复杂难选铁矿资源，我国总储量达50亿吨，广泛分布于辽宁、山西、陕西、甘肃、新疆等地。该类型铁矿石矿物组成极其复杂，主要矿物赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、石英等，其中赤铁矿中的铁占30~90%、菱铁矿中的铁占5~60%、褐铁矿中的铁占5~60%；由于该矿矿物组成复杂，共生关系密切，含铁矿物种类多，分选性质差异大，采用常规的选矿技术难以获得较好的技术经济指标。

磁化焙烧-磁选是指将物料或矿石加热在相应的气氛中进行复杂的物理化学作用，使弱磁性铁矿物转变为强磁性铁矿物（Fe₃O₄），再利用矿物之间的磁性差异进行磁选；常见的磁化焙烧方式有竖炉焙烧、回转窑焙烧、流态化焙烧等；我国酒钢选矿厂采用26座100m³竖炉焙烧技术处理该类矿石，焙烧矿经弱磁选可获得TFe品位55~56%的铁精矿，铁回收率70~80%。但竖炉适合处理的矿石粒度为25~75mm，酒钢选矿厂约40%的0~25mm的矿石只能采用强磁选工艺，仅能获得TFe品位49.06%的铁精矿，铁回收率66.59%，造成资源的大量浪费。且竖炉焙烧工艺存在着能耗高、焙烧时间长、产品质量不均匀等问题。长沙矿冶研究院针对大西沟菱铁矿进行系统的煤基回转窑磁化焙烧-弱磁选-反浮选试验研究，并据此建成了年处理量180万t的大西沟选矿厂，取得了铁精矿TFe品位60.63%，铁回收率75.42%的工业生产指标；但回转窑工艺仍存在着磁化率低、易结圈、生产不稳定、作业率低和能耗高等问题。

以上磁化焙烧技术处理赤铁矿-菱铁矿-褐铁矿混合矿时，存在以下三方面的问题：1、由于铁矿物性质不一致，相同还原条件下不同矿物的反应不同步，还原物料不能完全反应生成磁性的Fe₃O₄，或者出现过还原生成无磁性的FeO，进而造成分选指标较差；2、物料加热和还原是同步进行，还原气氛难以保证，工业化实施困难；3、无法处理0~25mm细粒级物料。

发明内容

本发明目的是提供一种赤菱褐混合铁矿石三段悬浮焙烧-磁选方法，通过将赤菱褐混合铁矿石预氧化-还原-再氧化悬浮焙烧技术，获得选别指标较高的铁精矿。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、预氧化：将赤菱褐混合铁矿石磨矿至粒度-0.074mm的部分占总重量的40~80%，然后放入悬浮反应炉中，向悬浮反应炉中通入空气，使物料呈悬浮状态；将悬浮反应炉内物料加热至450~800℃进行预氧化焙烧，此时悬浮反应炉内为氧化气氛，预氧化的时间为10~120s；所述的赤菱褐混合铁矿石为赤铁矿-菱铁矿-褐铁矿混合矿石；

2、蓄热还原：保温完成后停止加热，向悬浮反应炉内通入氮气置换出空气；然后向悬浮反应炉内通入还原性气体，使物料处于悬浮松散状态，利用物料自身储蓄的热量进行还原，还原时间为5~60秒；

3、再氧化：还原结束后停止通入还原性气体，向悬浮反应炉内通入氮气置换出未反应的残余还原性气体，通过悬浮反应炉夹套的冷却水对悬浮反应炉降温，当温度降至250~400℃时，向悬浮反应炉内通入空气进行再氧化，当悬浮反应炉内的物料降温至100℃以下时，将物料取出进行二次磨矿；

4、磁选：当二次磨矿后的物料至粒度-0.044mm的部分占总重量的40~80%时，将二次磨矿后的物料在磁场强度60~100kA/m条件下进行磁选，获得磁选精矿和磁选尾矿。

上述方法中，将悬浮焙烧炉内物料加热是向悬浮焙烧炉内通入液化气并点燃进行加热。

上述方法中，预氧化、还原和再氧化过程中，悬浮焙烧炉的夹套内始终流通有冷却水。