一种磁化焙烧回收铁精矿的方法技术

本发明专利技术公开了一种磁化焙烧回收铁精矿的方法。该方法主要包括如下步骤：物料准备：铁尾矿干燥后粉碎得到焙烧原矿，生物质干燥后粉碎得到焙烧还原剂；磁化焙烧：将焙烧原矿和焙烧还原剂置于磁化焙烧反应装置中，焙烧原矿和焙烧还原剂中间用阻隔物间隔，进行限氧或缺氧焙烧，焙烧完全得到焙烧产物；磁选分离：将焙烧产物研磨加入乙醇的水溶液浸泡后进行磁选，所得磁性物质干燥后即可获得铁精矿；其中，磁化焙烧的温度为550～750℃，所述阻隔物为可吸收生物质产生的挥发性生物油且可耐550～750℃高温的物质。本发明专利技术通过将焙烧原矿与还原剂隔开磁化焙烧，获得清洁的焙烧产物，磁选后所得铁精矿铁品位＞61％，铁回收率＞90％，实现了铁尾矿的清洁、高效回收利用。高效回收利用。高效回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种磁化焙烧回收铁精矿的方法


[0001]本专利技术涉及矿物加工
，更具体地，涉及一种磁化焙烧回收铁精矿的方法。

技术介绍

[0002]我国作为钢铁生产大国，钢铁工业对铁矿石的需求量巨大，但由于我国铁矿石品位低、开采成本高等原因，致使我国铁矿石呈现严重供应不足，对外依赖度高达80％。同时我国铁尾矿的总堆存量超过100亿吨，且其平均品位高达12％，相当于存有约12亿吨金属铁，具有巨大的铁回收潜力。磁化焙烧技术是实现铁尾矿富集，铁高效利用的常用手段之一，在还原性气体作用下将铁尾矿中的赤铁矿等弱磁性铁矿石转变为强磁铁矿，再经过后续磁选工艺将铁矿物与脉石矿物有效分离，获得高品位铁精矿，实现铁的高效回收。生物质是碳中性可再生清洁能源，易挥发组分含量高、碳活性高，而硫、氮含量低，易热解产生CO、H2、CH4等还原性气体，可代替传统的煤、焦炭还原剂用于铁尾矿的磁化焙烧，能有效减少酸性气体(SO
x
、NO
x
)和温室气体(CO
x
)的排放。同时，我国也是农林业大国，生产加工过程所产生的大量农林废弃物，如木屑、秸秆等生物质资源主要用作燃料燃烧，超过50％的秸秆更是被直接焚烧，造成极大的资源浪费，同时严重污染环境。因此，利用木屑、秸秆等农林废弃物磁化焙烧铁尾矿，不仅可以促进磁化焙烧过程的碳减排，减少污染，而且还可以高效回收铁尾矿，实现铁尾矿资源和农林废弃物资源的协同清洁高效利用。生物质还原剂被广泛用于铁尾矿磁化焙烧，大多数研究以生物质和铁尾矿充分混合后磁化焙烧。例如CN110172569A公开了以农作物秸秆作为生物质还原剂，悬浮磁化焙烧生产铁精矿的方法，该专利技术将粉碎后的秸秆与难选铁矿石混合后悬浮磁化焙烧，经磁选后获得较高铁品位的铁精矿和铁回收率，但存在因秸秆热解所产生的生物油粘附于焙烧产物上难以分离的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有铁尾矿磁化焙烧过程中生物质热解所产生的生物油粘附于焙烧产物上难以分离得到清洁铁精矿的缺陷和不足，提供一种磁化焙烧回收铁精矿的方法，将铁尾矿和生物质还原剂用阻隔物隔开后分离焙烧，实现铁精矿清洁、高效回收利用。
[0004]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0005]一种磁化焙烧回收铁精矿的方法，包括如下步骤：
[0006]S1.物料准备：铁尾矿干燥后粉碎得到焙烧原矿，生物质干燥后粉碎得到焙烧还原剂；
[0007]S2.磁化焙烧：取S1中的焙烧原矿和焙烧还原剂置于磁化焙烧反应装置中，焙烧原矿和焙烧还原剂中间用阻隔物间隔，进行限氧或缺氧焙烧，焙烧完全得到焙烧产物；
[0008]S3.磁选分离：取S2中焙烧产物研磨后加入乙醇的水溶液浸泡后进行磁选，所得磁性物质干燥后即可获得铁精矿；
[0009]其中，S2中焙烧温度为550～750℃，所述阻隔物为可吸收生物质产生的挥发性生
物油且可耐550～750℃高温的物质。
[0010]本专利技术中铁尾矿和生物质均需进行100～110℃烘干处理，烘干时间≥24h，在550℃～750℃条件下限氧或缺氧气氛中还原TFe35～45％的铁尾矿，磁化焙烧过程中，生物质组分中的木质素、纤维素和半纤维素迅速热解产生大量的CO、H2等还原气体，体系中主要发生赤铁矿的还原反应，焙烧结束后产物主要为磁铁矿。上述反应可由式(1)、式(2)和式(3)表示。
[0011](C4H6O3)
n
(s)
→
CO(g)+H2(g)+C(s)
ꢀꢀꢀ
式(1)
[0012]3Fe2O3(s)+CO(g)＝2Fe3O4(s)+CO2(g)
ꢀꢀꢀ
式(2)
[0013]3Fe2O3(s)+H2(g)＝2Fe3O4(s)+H2O(g)
ꢀꢀꢀ
式(3)
[0014]在磁化焙烧过程中将铁尾矿粉末和生物质粉末用耐高温阻隔物隔开焙烧，生物质粉末热解所产生的还原性气体、生物质油和漂浮的灰烬经过耐高温阻隔物时，大量生物质油和灰烬被阻挡，还原性气体则穿过耐高温阻隔物并作用于铁尾矿粉末，耐高温阻隔物起过滤、吸附的作用。即使微量生物质油透过耐高温阻隔物，还可以通过磁选过程中乙醇的水溶液进一步清除，实现二次除生物质油，获得高品质、清洁的铁精矿。
[0015]优选地，S2中所述焙烧还原剂的添加量为焙烧原矿质量的5～25％。
[0016]优选地，S2中所述焙烧还原剂的添加量为焙烧原矿质量的10～15％。
[0017]本专利技术中生物质焙烧还原剂的添加量直接影响热解产生还原剂气体的量，进而影响铁尾矿中赤铁矿的还原反应，添加量过少不利于反应完全，添加量过多则会产生高浓度的还原气体，可能发生过还原而生成FeO，降低磁性。
[0018]优选地，S2中所述焙烧还原剂的固定碳含量为10～20％。
[0019]优选地，S2中所述焙烧还原剂的固定碳含量为15～20％。
[0020]本专利技术中生物质焙烧还原剂为杉木屑、桉木屑和稻秆中的一种或多种，其中杉木屑和桉木屑的固定碳含量接近，均高于稻杆的固定碳含量，生物质还原剂为杉木屑、桉木屑的实施例的铁回收率分别为95.29％、90.72％，显著高于还原剂为稻杆的实施例的铁回收率71.73％，说明铁尾矿的铁回收率可能与生物质的固定碳含量有关，其值越高的生物质还原剂，所对应的铁回收率也会相应增加。
[0021]优选地，S2中所述限氧或缺氧焙烧时间为5～25min。
[0022]磁化焙烧时需要往管式炉的管中通入流速为200mL/min的氮气，以排出管内空气，达到限氧或缺氧的气氛。
[0023]优选地，S2中所述阻隔物为耐高温石英棉。耐高温石英棉可以吸附生物质油以及过滤反应气体中生物质热解产生的灰烬。
[0024]优选地，S1中所述铁尾矿粉碎至其粒度≤0.075mm粒级的铁尾矿粉含量达到≥30％，且粒度整体≤2mm。焙烧原矿的粒径影响还原反应，小粒径的颗粒可以增大焙烧原矿的比表面积，和还原性气体充分接触，促进还原反应的发生。同时，过小粒径的颗粒可能会堆叠过于紧实，减小颗粒之间的空隙，不利于还原反应进行。
[0025]优选地，S1中所述焙烧还原剂粉碎至其粒度整体≤0.150mm。
[0026]优选地，S3中所述焙烧产物研磨后的粒度整体≤0.075mm。焙烧产物粒径减小后可增大矿物与脉石的解离度，更好地磁选分离。
[0027]优选地，S3中所述磁选为梯度湿法磁选，分为3个梯度，磁场强度的范围依次是120
～140mT、80～100mT、60～70mT。
[0028]磁选分离过程中焙烧产物与乙醇水溶液的质量比为1:65，梯度湿法磁选是在由强到弱不同梯度的磁场强度下进行磁选分离，第一次磁选所得的磁性物质作为第二次较弱磁场强度下的磁选物，第二次磁选所得的磁性物质作为第三次更弱磁场强度下的磁选物，以此类推，最终磁选所得即为铁精矿。例如，磁选强度依次为120mT、80mT、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁化焙烧回收铁精矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.物料准备：铁尾矿干燥后粉碎得到焙烧原矿，生物质干燥后粉碎得到焙烧还原剂；S2.磁化焙烧：取S1中的焙烧原矿和焙烧还原剂置于磁化焙烧反应装置中，焙烧原矿和焙烧还原剂中间用阻隔物间隔，进行限氧或缺氧焙烧，焙烧完全得到焙烧产物；S3.磁选分离：取S2中焙烧产物研磨处理，加入乙醇的水溶液浸泡后进行磁选，所得磁性物质干燥后即可获得铁精矿；其中，S2中焙烧温度为550～750℃，所述阻隔物为可吸收生物质产生的挥发性生物油且可耐550～750℃高温的物质。2.如权利要求1所述的磁化焙烧回收铁精矿的方法，其特征在于，S2中所述焙烧还原剂的添加量为焙烧原矿质量的5～25％。3.如权利要求2所述的磁化焙烧回收铁精矿的方法，其特征在于，S2中所述焙烧还原剂的添加量为焙烧原矿质量的10～15％。4.如权利要求1所述的磁化焙烧回收铁精矿的方法，其特征在于，S2中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓金环，宁寻安，欧蔚萱，陈嘉宜，王逸，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：