一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法技术

本发明专利技术提供一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法，属于矿物加工技术领域，采用连续式悬浮焙烧炉经过预热之后在500℃～600℃温度下悬浮焙烧60s～100s，利用菱铁矿分解出的CO对物料进行还原，然后再经二段式磁选分离，获得高品位铁精矿。本发明专利技术充分利用矿石中菱铁矿分解产生的CO将赤、褐铁矿等弱磁性铁矿物还原为磁铁矿，消除了因煤炭还原剂使用造成的碳排放及环境污染，为难选铁矿石的清洁高效利用开辟新的途径。

A method for producing iron concentrate by suspension magnetization roasting with siderite as reducing agent

The invention provides a method for producing iron concentrate by suspension magnetization roasting with siderite as reducing agent, which belongs to the technical field of mineral processing. Continuous suspension roasting furnace is used for suspension roasting at the temperature of 500 600 after preheating, the material is reduced by CO decomposed from siderite, and then the material is reduced by two-stage process. High grade iron concentrate was obtained by magnetic separation. The invention makes full use of CO produced by the decomposition of siderite in the ore to reduce weak magnetic iron ore such as hematite and limonite to magnetite, eliminates carbon emission and environmental pollution caused by the use of coal reductant, and opens up a new way for the clean and efficient utilization of refractory iron ore.

【技术实现步骤摘要】
一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法
本专利技术属于矿物加工
，具体涉及一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法。
技术介绍
我国铁矿资源丰富，但复杂难选铁矿资源所占比例较高。为满足钢铁工业对铁矿石的重大需求，科技工作者针对难选铁矿的利用开展了长期的研究工作。研究过程中人们逐渐认识到，只有通过冶金等方法对其进行预处理，彻底改变矿石中铁矿物的赋存状态，从而提高铁矿物与脉石矿物的物理化学性质差异，进而才能实现其高效分选。基于上述认识，提出了闪速磁化焙烧、悬浮磁化焙烧、深度还原、微波还原、还原熔分、焙烧-浸出等选冶联合技术。磁化焙烧技术是实现难选铁矿高效开发利用有效的典型手段之一。国内外科技工作者在焙烧工艺优化、焙烧装备研发及焙烧机理研究方面，均取得了显著的研究成果，促进了磁化焙烧技术的发展。但是难选铁矿磁化焙烧过程中需要添加大量的还原剂，而目前磁化焙烧常用的还原剂主要来源于煤炭，这不仅增加了磁化焙烧的生产成本，而且磁化焙烧排放大量温室气体CO2造成环境污染。因此，难选铁矿磁化焙烧技术仍然存在成本高、碳排放量大、污染环境等问题，难以满足钢铁行业清洁绿色发展的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是在一定条件下，对难选铁矿石组分进行设计，控制难选铁矿石中菱铁矿含量，在焙烧过程中充分利用菱铁矿分解产生的CO为还原剂，通过CO将赤铁矿、褐铁矿等弱磁性矿物还原为磁铁矿，从而形成铁矿石清洁磁化焙烧生产铁精矿的一种方法。本专利技术提供了一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法。该方法按以下步骤进行：(1)以复杂难选铁矿石和菱铁矿为原料，按照一定质量比例将上述两种铁矿石进行搭配、混合，且混合后的混合铁矿石中菱铁矿质量含量为25％～45％。(2)将混合铁矿石碎磨，使得碎磨后的铁矿石中粒度至-0.074mm的粉矿含量为70％～80％，获得磨矿产品；再将磨矿产品过滤，烘干脱水至含水量为≤12％，脱水后的磨矿产品可作为悬浮磁化焙烧物料使用。(3)采用连续式悬浮焙烧炉进行磁化焙烧，焙烧气氛为中性，流化气体为氮气N2；处理量100kg/h～120kg/h，N2用量5.0m3/h～7.0m3/h；焙烧物料在室温下被加入到设备中的给料仓内，通过失重称和螺旋给料器后，在负压作用下进入到旋风预热器内；旋风预热器的温度控制在350℃～450℃，焙烧物料在旋风预热器内停留时间为40s～60s；焙烧物料经过旋风预热器预热后，从悬浮焙烧室下部进入到悬浮焙烧室内，悬浮焙烧室的温度控制在500℃～600℃，焙烧物料停留时间为60s～100s，随后进入到旋风分离器内，经过其固气分离之后，分离出的固体焙烧物料进入还原反应器内，还原反应器内的还原温度控制在520℃～550℃范围内，还原反应器规格为Φ1000mm～1600mm，焙烧物料在还原反应器内停留时间为300～500s；反应后生成的还原物料进入到冷却器内，在氮气气氛下冷却至200℃以下后进入到收料器内。(4)收料器内物料冷却至室温后，将焙烧物料取出磨矿，磨矿产品粒度为-0.038mm占70％～80％；采用弱磁筒式磁选机对焙烧产品进行两段磁选，一段磁选精矿作为二段磁选给矿，磁场强度分别为100kA/m～120kA/m和80kA/m～100kA/m。在一个示例性实施例中，步骤(1)中所说的复杂难选铁矿石通常包括赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等多种铁矿物，TFe品位为25％～35％，赤(褐)铁矿质量含量为25％～45％。与现有技术相比，本专利技术的主要创新点为：(1)提出“以菱铁矿为还原剂清洁悬浮磁化焙烧生产铁精矿”新方法，形成以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧-磁选工艺。在磁化焙烧过程中，充分利用矿石中菱铁矿分解产生的CO，将赤、褐铁矿等弱磁性铁矿物还原为磁铁矿，消除了因煤炭还原剂使用造成的碳排放及环境污染，为难选铁矿石的清洁高效利用开辟新的途径。(2)提出“菱铁矿分解反应过程及控制条件”技术，本专利技术确定了含菱铁矿矿石磁化焙烧过程中，菱铁矿反应过程及控制条件。在350℃～450℃之间，菱铁矿分解生成CO和FeO；在450℃～550℃之间，FeO不稳定被氧化为Fe3O4；当焙烧温度超过550℃，菱铁矿分解完毕，主要反应为CO还原赤铁矿为磁铁矿。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1为根据本专利技术示例性实施例的以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿工艺流程示意图；图2为本专利技术所使用的连续式悬浮焙烧炉结构示意图；附图标记说明：1为给料仓，2为失重称，3为螺旋给料器，4为悬浮焙烧室，5为旋风分离器，6为还原反应器，7为燃烧机，8为冷却器，9为收料器，10为高温除尘器，11为灰槽，12为喷雾塔，13为旋风预热器，14为气水分离器，15为罗茨风机。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本专利技术的以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法。图1为根据本专利技术示例性实施例的以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿工艺流程示意图。图2为本专利技术所使用的连续式悬浮焙烧炉结构示意图。如图1和图2所示，根据本专利技术示例性实施例的以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法包括以下步骤：(1)铁矿石配料准备：以复杂难选铁矿石和菱铁矿为原料，按照一定质量比例将上述两种铁矿石进行搭配、混合，这里所说的复杂难选铁矿石矿物组成比较复杂，通常包括赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等多种铁矿物，TFe品位为25％～35％，赤(褐)铁矿质量含量为25％～45％，且混合后的混合铁矿石中菱铁矿质量含量为25％～45％。(2)物料破碎脱水：将混合铁矿石碎磨，使得碎磨后的铁矿石中粒度至-0.074mm的粉矿含量为70％～80％，获得磨矿产品；再将磨矿产品过滤，烘干脱水至含水量为≤12％，脱水后的磨矿产品可作为悬浮磁化焙烧物料使用，简称为焙烧物料或物料。(3)粉料悬浮磁化焙烧：本专利技术采用如附图2所示的连续式悬浮焙烧炉进行磁化焙烧，焙烧气氛为中性，流化气体为氮气N2；处理量100kg/h～120kg/h，N2用量5.0m3/h～7.0m3/h；焙烧物料在室温下被加入到设备中的给料仓1内，通过失重称2和螺旋给料器3后，在负压作用下进入到旋风预热器13内；旋风预热器13的温度控制在350℃～450℃，焙烧物料在旋风预热器13内停留时间为40s～60s；焙烧物料经过旋风预热器13预热后，从悬浮焙烧室4下部进入到悬浮焙烧室4内，悬浮焙烧室4的温度控制在500℃～600℃，焙烧物料停留时间为60s～100s，随后进入到旋风分离器5内，经过其固气分离之后，分离出的固体焙烧物料进入还原反应器6内，分离出的废气通过管道加入到旋风预热器13内，还原反应器6内的还原温度控制在520℃～550℃范围内，还原反应器6规格为Φ1000mm～1600mm，焙烧物料在还原反应器6内停留时间为300～500s；反应后生成的还原物料进入到冷却器8内，在氮气气氛下冷却至200℃以下后进入到收料器9内；旋风预热器13排除的废气经高温除尘器10净化后进入喷雾塔12，然后经气水分离器14进入风机后排入大气；高温除尘器10的灰尘进入灰槽11内，灰槽11内的灰每隔4h～6h清理一次，并通过人工返回给料仓1焙烧；整个系统采用负压操作，动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法，其特征是该方法按以下步骤进行：(1)以复杂难选铁矿石和菱铁矿为原料，按照一定质量比例将上述两种铁矿石进行搭配、混合，且混合后的混合铁矿石中菱铁矿质量含量为25％～45％；(2)将混合铁矿石碎磨，使得碎磨后的铁矿石中粒度至‑0.074mm的粉矿含量为70％～80％，获得磨矿产品；再将磨矿产品过滤，烘干脱水至含水量为≤12％，脱水后的磨矿产品可作为悬浮磁化焙烧物料使用；(3)采用连续式悬浮焙烧炉进行磁化焙烧，焙烧气氛为中性，流化气体为氮气N2；处理量100kg/h～120kg/h，N2用量5.0m3/h～7.0m3/h；焙烧物料在室温下被加入到设备中的给料仓内，通过失重称和螺旋给料器后，在负压作用下进入到旋风预热器内；旋风预热器的温度控制在350℃～450℃，焙烧物料在旋风预热器内停留时间为40s～60s；焙烧物料经过旋风预热器预热后，从悬浮焙烧室下部进入到悬浮焙烧室内，悬浮焙烧室的温度控制在500℃～600℃，焙烧物料停留时间为60s～100s，随后进入到旋风分离器内，经过其固气分离之后，分离出的固体焙烧物料进入还原反应器内，还原反应器内的还原温度控制在520℃～550℃范围内，还原反应器的规格为Φ1000mm～1600mm，焙烧物料在还原反应器内停留时间为300～500s；反应后生成的还原物料进入到冷却器8内，在氮气气氛下冷却至200℃以下后进入到收料器内；(4)收料器内物料冷却至室温后，将焙烧物料取出磨矿，磨矿产品粒度为‑0.038mm占70％～80％；采用弱磁筒式磁选机对焙烧产品进行两段磁选，一段磁选精矿作为二段磁选给矿，磁场强度分别为100kA/m～120kA/m和80kA/m～100kA/m。...

【技术特征摘要】
1.一种以菱铁矿为还原剂悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法，其特征是该方法按以下步骤进行：(1)以复杂难选铁矿石和菱铁矿为原料，按照一定质量比例将上述两种铁矿石进行搭配、混合，且混合后的混合铁矿石中菱铁矿质量含量为25％～45％；(2)将混合铁矿石碎磨，使得碎磨后的铁矿石中粒度至-0.074mm的粉矿含量为70％～80％，获得磨矿产品；再将磨矿产品过滤，烘干脱水至含水量为≤12％，脱水后的磨矿产品可作为悬浮磁化焙烧物料使用；(3)采用连续式悬浮焙烧炉进行磁化焙烧，焙烧气氛为中性，流化气体为氮气N2；处理量100kg/h～120kg/h，N2用量5.0m3/h～7.0m3/h；焙烧物料在室温下被加入到设备中的给料仓内，通过失重称和螺旋给料器后，在负压作用下进入到旋风预热器内；旋风预热器的温度控制在350℃～450℃，焙烧物料在旋风预热器内停留时间为40s～60s；焙烧物料经过旋风预热器预热后，从悬浮焙烧室下部进入到悬浮焙烧室内，悬浮焙烧室...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永升，祝昕冉，韩跃新，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21