【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿物加工、冶金，具体涉及含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法。
技术介绍
1、硼铁矿是我国特色矿产资源，已探明储量2.8亿吨，其中，b2o3储量高达2184万吨。但硼铁矿矿物共生关系密切，主要组成矿物磁铁矿、硼镁铁矿、硼镁石以及蛇纹石紧密共生，给选矿分离硼铁带来极大的困难。生产实践表明，物理选矿只能初步分离硼铁，获得b2o3≥12％的硼精矿和b2o3含量3～7％的含硼铁精矿。含硼铁精矿tfe品位仅为55％左右，只能作为高炉配料使用，占原矿30％以上的硼进入炉渣后无法回收，严重制约了硼铁矿资源的开发利用。
2、含硼铁精矿的硼、铁二次分离是实现硼铁矿资源高效开发利用的技术关键，硼铁二次分离工艺主要为火法，包括高炉法、煤基深度还原-磁选、直接还原-电炉熔炼、钠盐焙烧-浸出等。专利201410181586.6公开了一种从硼铁矿中提取优质铁粉和硼砂的方法，将含硼铁精矿与固体na2co3和煤混合后，在950～1150℃的还原气氛下保温1～24h得到焙烧产物，将焙烧产物碎磨后浸出、洗涤、过滤，得到碱性滤液和含铁滤饼，碱性滤液经过脱硅、co2碳化、过滤和结晶后得到合格硼砂，滤饼经过磁选、磨矿和二次磁选，得到可用于粉末冶金铁基原料的优质还原铁粉(tfe>98.5％)。该方法可实现含硼铁精矿硼铁的二次分离，但含硼铁精矿矿石结构致密，矿石处于静态焙烧，造成反应温度高、时间长。同时，为了提高硼的浸出率，在还原焙烧过程中添加了大量na2co3，腐蚀设备、污染环境。专利201310616734.8公布了一种转底
技术实现思路
1、针对现有含硼铁精矿火法分离工艺还原温度高、反应时间长、富硼渣需要缓冷处理等问题，本专利技术提供一种含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，通过对矿石进行预热和氧化多段悬浮态加热焙烧，促使矿石中孔隙和裂纹的生成，再经流态化快速还原焙烧，得到高金属化率和硼活性高的焙烧产物，焙烧产物经细磨磁选得到高品位铁粉和高活性硼精矿，实现含硼铁精矿的综合利用。
2、本专利技术的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，按照以下步骤进行：
3、1、将含硼铁精矿置于料仓内，所述的含硼铁精矿为硼铁矿磁选得到的铁精矿产品，其细度为-0.074mm的部分占物料总量的质量百分比≥50％；将料仓内的原料经螺旋给料机给入由多个旋风预热器组成的预热系统，形成预热物料；
4、2、将步骤1得到的预热物料给入悬浮加热炉，预热物料在炉内高温烟气的作用下处于悬浮状态并发生脱水反应，脱去矿石中的结构水，形成脱水物料；
5、3、将步骤2得到的脱水物料经第一次气固分离后给入流态化氧化焙烧炉，在流态化氧化焙烧炉底部的空气入口通入空气，进行流态化氧化焙烧，脱水物料发生氧化反应形成氧化物料，氧化后的氧化物料从流态化氧化焙烧炉的出料口排出；
6、4、将步骤3排出的氧化物料经第二次气固分离后给入流态化还原焙烧炉，在流态化还原焙烧炉底部的氮气和还原气入口分别通入氮气和还原气，进行流态化还原焙烧，氧化物料发生金属化还原反应形成还原物料，还原物料随气流从流态化还原焙烧炉的出料口排出后经第三次气固分离，得到还原焙砂；
7、5、将步骤4得到的还原焙砂经水冷换热回收余热后水淬制成矿浆，将矿浆给入搅拌磨机细磨，细磨后的还原焙砂经湿式弱磁选机分离，得到铁粉和高活性硼精矿。
8、上述步骤1中，含硼铁精矿tfe含量为47～56％，按质量百分比含b2o33～7％，feo18～26％，mgo 8～20％，sio23～7％。
9、上述步骤1中，预热后的预热物料温度为350～500℃。
10、上述步骤2中，预热过程中含硼铁精矿脱去吸附水的主要反应为：
11、h2o(l)＝h2o(g) (1)。
12、上述步骤2中，悬浮加热炉的加热温度为850～1000℃，预热物料在悬浮加热炉的停留时间为10～20s。
13、上述步骤2中，预热物料脱去硼镁石和蛇纹石中结构水的主要反应为：
14、2mgbo2(oh)＝mg2b2o5+h2o (2)和
15、2mg3si2o5(oh)4＝3mg2sio4+sio2+4h2o (3)。
16、上述步骤3中，流态化氧化焙烧炉的氧化温度为800～950℃，进入流态化氧化焙烧炉的空气的体积流量与脱水物料的质量流量的比例为0.06～0.20m3/kg，脱水物料在流态化氧化焙烧炉的停留时间为15～30min。
17、上述步骤3中，脱水物料中发生的氧化反应为：
18、4fe3o4+o2＝6fe2o3 (4)。
19、上述步骤3中，从流态化氧化焙烧炉的出料口排出的氧化物料的氧化度≥98％，氧化度d的计算公式为：
20、d＝(3fe3++2fe2+)/(3tfe)*100％ (5)，
21、其中，fe3+、fe2+和tfe分别为氧化物料中3价铁、2价铁和全铁的质量百分比。
22、上述步骤4中，流态化还原焙烧炉的还原温度为700～850℃，进入流态化还原焙烧炉的还原性气体的体积流量与氧化物料的质量流量的比例为0.06～0.30m3/kg，氧化物料在流态化还原焙烧炉的停留时间为20～40min。
23、上述步骤4中，还原性气体为h2和n2，或h2和co与n2组成的混合气体，混合气体中n2的体积百分比≤50％。
24、上述步骤4中，氧化物料发生的主要还原反应为：
25、3fe2o3+co/h2＝2fe3o4+co2/h2o (6)，
26、fe3o4+co/h2＝3feo+co2/h2o (7)，
27、feo+co/h2＝fe+co2/h2o (8)和
28、2(mg,fe)2fe(bo3)o2+5h2＝mg2b2o5+4fe+5h2o (9)。
29、上述步骤4中，还原焙砂的金属化率≥90％。
30、上述步骤5中，搅拌磨磨矿细度为-0.038mm的部分占总质量的80％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述含硼铁精矿为硼铁矿磁选得到的铁精矿产品，其细度为-0.074mm的部分占物料总量的质量百分比≥50％；预热物料温度为350～500℃。
3.根据权利要求2所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述含硼铁精矿TFe含量为47～56％，按质量百分比含B2O3 3～7％，FeO 18～26％，MgO 8～20％，SiO2 3～7％。
4.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述悬浮加热炉的加热温度为850～1000℃；所述预热物料在悬浮加热炉的停留时间为10～20s。
5.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述流态化氧化焙烧炉的氧化温度为800～950℃，流态化氧化焙烧炉底部的空气
6.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，从流态化氧化焙烧炉的出料口排出的氧化物料的氧化度≥98％，氧化度D的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，流态化还原焙烧炉的还原温度为700～850℃，进入流态化还原焙烧炉的还原性气体的体积流量与氧化物料的质量流量的比例为0.06～0.30m3/kg，氧化物料在流态化还原焙烧炉的停留时间为20～40min。
8.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，还原性气体为H2和N2，或H2和CO与N2组成的混合气体；混合气体中N2的体积百分比≤50％。
9.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，还原焙砂的金属化率≥90％。
10.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，搅拌磨磨矿细度为-0.038mm的部分占总质量的80％以上；湿式弱磁选磁场强度为50～100kA/m；铁粉的TFe含量≥88％，Fe回收率≥90％，硼精矿的B2O3含量≥14％，硼回收率≥85％，硼精矿的活性≥85％。
...【技术特征摘要】
1.一种含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述含硼铁精矿为硼铁矿磁选得到的铁精矿产品，其细度为-0.074mm的部分占物料总量的质量百分比≥50％；预热物料温度为350～500℃。
3.根据权利要求2所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述含硼铁精矿tfe含量为47～56％，按质量百分比含b2o3 3～7％，feo 18～26％，mgo 8～20％，sio2 3～7％。
4.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述悬浮加热炉的加热温度为850～1000℃；所述预热物料在悬浮加热炉的停留时间为10～20s。
5.根据权利要求1所述的含硼铁精矿预氧化-再还原分步焙烧强化硼铁分离的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述流态化氧化焙烧炉的氧化温度为800～950℃，流态化氧化焙烧炉底部的空气入口通入空气的体积流量与脱水物料的质量流量的比例为0.06～0.20m3/kg；脱水物料在流态化氧化焙烧炉的停留时间为15～30min。
6.根据权利要求1所述的含硼铁精矿...
【专利技术属性】
技术研发人员：余建文，韩跃新，李佩昱，李艳军，高鹏，靳建平，孙永升，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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