[发明专利]一种难选铁矿的高效氢气磁化焙烧再磁选的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿物化工技术领域，尤其涉及一种难选铁矿的高效氢气磁化焙烧再磁选的方法。

背景技术

磁化焙烧弱磁性铁矿石是合理有效综合利用或回收铁资源的工艺。

现有还原气氛主要由煤炭、天然气和生物质提供，这种以碳质还原为主的磁化焙烧方法存在温度高、能耗高、磁选精矿含碳量高和产生温室气体等缺点。

氢气是还原赤铁矿的有效方法，李玉祥等(金属矿山.2012,427(1):77-79,135)进行了模拟流化床用氢气直接还原赤铁矿粉的试验研究，结果表明：H₂还原赤铁矿粉的能力强于CO；缩小赤铁矿粉粒径、提高还原反应温度、增加还原反应时间、增加还原气体流量可以提高还原速率和单质Fe的含量；对于铁品位为42.00％～52.60％的赤铁矿粉，进行还原，可以得到含一定单质Fe的还原熟料，在粒径为160～40μm、还原气体H₂流量为0.36m³/h、反应温度为950℃、反应时间为60min条件下还原，产物经磨矿、弱磁选，获得铁品位为74.92％、回收率为96.82％的铁精矿。杜文广等(太原理工大学学报.2014,45(3):306-310)进行了低温氢还原山西某贫赤铁矿再用弱磁选实验研究，通过实验得到的最佳工艺条件为：焙烧还原温度440℃，还原时间75min，气体总流速100L/h，H₂体积分数50％(N₂为平衡气)，一段磨矿20min，磁场强度0.229T，在该条件下得到精矿铁品位为50.45％，铁回收率为60.92％。现有氢气还原磁化焙烧方法中存在两个弊端：一是气体流量大，流化态下流量更大，流量大时，消耗更多的氢气，气体的快速流动会带走更多的热量，且气体与固体接触时间短，所以，导致成本高，能耗高，反应时间长；二是氢气浓度低，还原焙烧时氢气常与氮气混合使用导致氢气被稀释，导致磁化效率低。

发明内容

本发明提供了一种难选铁矿的高效氢气磁化焙烧再磁选的方法，采用低流量氢气还原静态铁矿的方法，以充分发挥氢气磁化赤铁矿粉的能力，达到提高难选铁矿的分选指标的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种难选铁矿的高效氢气磁化焙烧再磁选的方法，该方法的具体步骤为：将铁矿粉体放入高温炉中，通入氮气置换炉腔的空气，再通入氢气置换炉腔的氮气，对铁矿进行静态还原反应；氢气流量≤1.5倍炉腔体积/min，炉腔压力为常压～1.0MPa，反应温度400～750℃，反应时间0.5～30min；反应完毕，通入氮气置换炉腔的氢气，将还原后的粉料在水中冷却，得到磁化铁矿矿浆，对磁化铁矿进行磁选，得到铁精矿。

氢气还原铁矿的反应温度为480～730℃，炉腔压力为常压，通入氢气，还原反应进行1～5min。

氢气还原铁矿的反应温度为400～500℃，通入氢气3～7min，使炉腔压力为0.1～1.0MPa，之后，关闭氢气，继续反应15～25min。

磁选过程中，结合使用磁吸方式、磁选方式和研磨方式对磁化铁矿粉体进行选别；其中，磁吸方式为用磁体吸出磁性铁矿；磁选方式为用隔板和尾矿接收器构建选别空间，磁体位于选别空间隔板外侧，矿粉置于选别空间内，湿选时选别空间内充满矿浆，使磁体相对于隔板进行往复运动分选铁矿与脉石，磁选时间为0.5～5min；研磨方式的研磨时间为0.2～5min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)避免碳质资源的消耗，不产生CO₂温室气体，清洁生产；

2)实现静态下闪速磁化焙烧铁矿，反应时间短，效率高，且克服现有旋流悬浮闪速磁化焙烧的细粒物料流态化损失大、设备复杂且易被磨损的弊端；

3)降低磁化焙烧的还原温度，能耗低；

4)提高难选铁矿的分选指标，铁品位27.90％的原矿经过氢气还原磁化-磁选后得到铁品位为67.30％，铁回收率为92.53％的铁精矿。

具体实施方式

本发明所述一种难选铁矿的高效氢气磁化焙烧再磁选的方法，该方法的具体步骤为：将铁矿粉体放入高温炉中，通入氮气置换炉腔的空气，再通入氢气置换炉腔的氮气，对铁矿进行静态还原反应；氢气流量≤1.5倍炉腔体积/min，炉腔压力为常压～1.0MPa，反应温度400～750℃，反应时间0.5～30min；反应完毕，通入氮气置换炉腔的氢气，将还原后的粉料在水中冷却，得到磁化铁矿矿浆，对磁化铁矿进行磁选，得到铁精矿。