[发明专利]一种用含碳酸盐铁矿浮选尾矿制备微纳米磁性材料的方法

说明书

本发明属于尾矿利用技术领域，具体涉及一种用含碳酸盐铁矿浮选尾矿制备微纳米磁性材料的方法。本发明首先通过分级作业处理筛出粗粒脉石矿物，进而通过超细粉碎技术获得微纳米级的超细物料，进一步采用悬浮磁化焙烧技术，利用浮选尾矿中的碳酸亚铁分解原位自磁化还原赤铁矿获得强磁性铁矿物，通过弱磁选工艺获得微纳米强磁性材料，将多极性基有机高分子聚合物包覆到磁性颗粒表面，获得改性微纳米磁性材料。本发明方法具有流程简单，生产成本低的优势，本发明将难以有效开发利用的尾矿资源制备成高附加值的磁性材料，同时大幅度减少了尾矿排放，降低了环境污染，产生了较好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于尾矿利用技术领域，具体涉及一种用含碳酸盐铁矿浮选尾矿制备微纳米磁性材料的方法。

背景技术

近年来，随着钢铁行业和矿山行业的不断发展，我国铁矿尾矿堆存量逐年增加，尾矿库堆存量的增加带来了各种安全隐患、环境污染及土地占用等问题。因此，如何减少尾矿堆存，对尾矿资源进行高附加值二次利用具有重要的现实意义。

含碳酸盐铁矿石中有用矿物与脉石矿物的共生关系复杂，属复杂难选的铁矿石之一，矿石中含有大量的易泥化含铁碳酸盐矿物，其莫氏硬度较低，在磨矿过程会形成大量微细粒矿泥，由于微细粒铁矿物具有体积小、比磁化系数低、比表面积大的特点，因此采用常规磁选和浮选工艺无法有效回收里面的有用铁矿物，使得大量微细粒弱磁性铁矿物在选别过程中流失到尾矿中，造成了大量的资源浪费。对于含碳酸盐铁矿石，尽管东鞍山烧结厂等企业采用了较为先进的分步浮选工艺，分选指标较原常规阴离子反浮选工艺有了大幅度提高，但由于矿石中大量微细粒的赤铁矿和碳酸铁矿物无法有效回收利用，使得大量有用铁矿物在分选过程中流失，综合尾矿铁品位高达17％以上，造成资源的极大浪费。通过对浮选尾矿工艺矿物学研究结果表明，该尾矿中有用铁矿物主要为微细粒的碳酸铁、赤铁矿和褐铁矿。因此，如何对该含碳酸盐铁矿选铁尾矿中的矿物资源进行二次开发利用具有重要意义。

发明内容

为解决含碳酸盐铁矿浮选尾矿的利用问题，本发明提出了一种用含碳酸盐铁矿浮选尾矿制备微纳米磁性材料的方法，具体方案如下：

1.将含碳酸盐铁矿浮选尾矿进行湿式分级，筛分出细粒级物料，并将其烘干备用；

其中，所述的分级粒度，或者说筛分后的细粒级物料的粒度，为-0.023mm含量占90％以上。

本发明是以含碳酸盐铁矿石的浮选尾矿为原料，利用这种脉石矿物石英硬度高，而碳酸铁和赤铁矿易泥化的特点，首先通过分级处理筛分出细粒级物料，抛出大部分粗粒脉石矿物，对铁矿物进行预富集。

2.将烘干后的细粒级物料采用超细粉碎设备研磨至0.5μm以下，制备出微纳米级细粒物料。其中，所述的超细粉碎设备包括气流粉碎机、振动磨、搅拌磨、雷蒙磨等。

3.将研磨后的微纳米级细粒物料给入悬浮磁化焙烧系统，在添加还原剂，特别是仅添加少量还原剂(添加的还原剂可以为将铁矿中所有Fe³⁺完全还原成磁铁矿所需理论还原剂用量的30％～60％)的条件下，在一定温度下焙烧，利用浮选尾矿中的碳酸亚铁分解生成一氧化碳还原赤铁矿获得强磁性铁矿物，并将焙烧后的物料进行水冷。反应过程如下：

FeCO₃＝FeO+CO₂

3FeO+CO₂＝Fe₃O₄+CO

CO+3Fe₂O₃＝2Fe₃O₄+CO₂