[发明专利]超导高梯度磁分离转炉除尘灰制备高纯铁氧化物的方法

说明书

本发明提供一种超导高梯度磁分离技术转炉除尘灰制备高纯铁氧化物方法，所述方法利用HGMS技术对转炉除尘灰进行分选提取铁氧化物，铁氧化物再通过焙烧制备高纯度氧化铁红，实现转炉除尘灰钢厂外部循环利用，而且氧化铁红附加值高，实现废弃物大规模、高附加值资源化利用，可将铁元素富集到65%以上，折算成Fe₂O₃为93%以上，铁元素回收率达到95%以上；本发明具有超强分离提取能力和超低能量消耗（能耗是常规磁分离方法的1/10‑1/4），效果好，节能显著；特别适用于转炉除尘灰等含铁固体粉末中铁元素的富集、分离与提取。

技术领域

本发明属于资源、节能环保领领域，具体涉及一种超导高梯度磁分离技术转炉除尘灰制备高纯铁氧化物方法。

背景技术

目前，转炉除尘灰处理技术主要有返回烧结、球团作炼铁原料，压制成块返回转炉作冷却剂等钢厂内部循环。除尘灰中的K、Na、Zn等元素会对高炉冶炼产生不利影响，P、S等元素会对钢材质量产生不利影响。除尘灰在钢厂内部循环使用不仅不利于钢铁生产，而且附加值低。

磁分离技术是一种将物质放进磁场进行处理的技术，以磁体发展为契机，共经历了四个阶段，即弱磁选、强磁选、常规高梯度磁选和超导磁选阶段。磁分离技术的最早应用在选矿领域，1792年英国首次发明了用来精选铁矿的磁分离技术专利，1845年美国发明了工业磁选机，到了二十世纪20年代，各种类型的磁选机相继问世，磁分离技术在选矿领域得到不断的发展完善。高梯度磁分离技术兴起于20世纪60年代末、70年代初，它利用有效的电和永磁体产生较强的背景磁场，同时通过聚磁介质产生较高的磁场梯度，对磁性颗粒的捕集能力大大增强，从而能够使分离物料。1969年，美国Huber粘土公司正式投入运行第一台高梯度磁分离装置工业样机，1972年，太平洋电机公司制成第一台PEM84周期式高梯度磁选机，1975年，萨拉磁力公司制造了第一台周期式高梯度磁滤机SALA 214-14-5用于处理钢厂废水。

弱磁性颗粒只有在高梯度强磁场中才能受到有效磁力，而提高磁场强度一般需要通过改进磁体结构或者更新磁体材料的方法实现。目前国内研制的高梯度磁选机均采用电力激磁，存在结构复杂、耗电大、和维修不方便等缺点。随着高性能Nd-Fe-B材料的问世，出现了各种性能优良的永磁强磁选机。

超导技术是近年来科学技术的一项重大突破，为超导高梯度磁分离技术提供了可能。超导磁体应用于磁分离技术捷克VUCHPT的介质型往复式高梯度磁选机最大磁场强度可达到5.0 T。常规磁分离技术按照磁场来源分为永磁技术和电磁技术两种：永磁体产生的最大磁场较小，加铁芯的常规电磁体产生的最大磁场受到饱和磁化强度限制，很难超过；而不用铁芯的常规电磁体要获得大磁场需要非常大的电能励磁，同时使用大量的冷却水来防止绕组熔化，运行成本极高。而超导磁分离技术是使用超导磁体作为磁分离磁场来源，无论超导磁体是使用超导块材还是超导线材，本身几乎不消耗电能，只需很小的维持低温条件的电能就能获得强磁场，不需铁芯，也没有水冷问题，有很大的发展前途。超导高梯度磁分离技术是由常规强磁技术发展而来，利用超导线圈代替常规铜线圈，其具有环境友好性及节能降耗等巨大优势，超导高梯度磁分离技术具有巨大的发展和工业大规模应用潜力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种超导高梯度磁分离技术转炉除尘灰制备高纯铁氧化物方法，所述方法利用超导高梯度磁分离技术对转炉除尘灰进行铁氧化物的分选与提取，然后将该铁氧化物进行焙烧来制备高纯度氧化铁红，从而实现含铁转炉除尘灰等固体含铁粉剂的高附加值回用；

进一步地，所述方法包括：

S1：对铁含量30-60%的炼钢进行转炉除尘灰；

S2：利用超导高梯度磁分离技术进行铁氧化物提取处理；