專利名稱：一種用鐵礦石制備還原鐵粉及高純鐵精粉方法
技術領域：
本發明 屬于礦物加工技術領域，具體地說是一種用鐵礦石氯化還原-細磨磁選制 備還原鐵粉及高純鐵精粉方法。
背景技術：
隨著我國鋼鐵工業的迅速發展，對鐵礦石的需求呈有增無減的趨勢變化。我國的 鐵礦石普遍存在含鐵低、含雜高、礦石組成復雜、礦石嵌布粒度細等特點，傳統的選礦方法 處理該類型的難選鐵礦石較難得到理想的鐵精礦，產品單一，很難滿足不同鋼鐵冶煉廠及 相關企業的需求。目前對鐵礦的選礦主要有磁選工藝、重選工藝、磁化焙燒工藝、直接還原工藝，由 于礦石性質差異比較大，很難得到一種理想的鐵礦石處理工藝。隨著鋼鐵工業行業的迅速 發展，降低鋼鐵冶煉的成本，如何有效的在冶煉之前進行預處理較為關鍵，最大限度提高鐵 精礦的鐵品位，降低鐵精礦中有害元素的含量，減少對冶煉設備的腐蝕，提高冶煉設備壽 命，這樣可有效降低冶煉成本。現有相關公知技術(1)申請號200810233764. X的“一種高磷鐵礦氯化還原-弱 磁選降磷方法發明專利”，涉及一種高磷鐵礦氯化還原-弱磁選降磷方法，采用氯化還 原_弱磁選工藝實現提鐵降磷，對高磷鐵礦石加入氯化劑和還原劑焦炭混勻后在焙燒爐進 行氯化還原焙燒，焙燒后的產品經水淬、球磨后用弱磁場磁選機進行選別，可以得到鐵品位 > 80%，鐵回收率> 85%，含磷< 0. 20%的鐵精礦，該鐵精礦粉經過球團后可以直接作為 冶煉生鐵的原料。此外，針對同時含硫或者同時含硫及砷的赤鐵礦、赤褐鐵礦，鮞狀赤褐鐵 礦、赤鐵礦、菱鐵礦等高磷鐵礦，同樣也能得到鐵精礦中的硫含量低于0. 20%ｓ砷含量低于 0.04%的產品。(2)申請號=94101498. 3的發明專利“海綿鐵的生產方法”，采用的原料為 氧化鐵礦或鐵精粉，采用的燃料、還原劑、脫硫劑分別為原煤、白煤、白灰，采用的反應罐為 粘土質耐火罐，各種配料粉碎混合均勻后，壓成小坯塊后裝罐，多個反應罐放入還原爐中加 溫，產品塊出爐后除去表面積炭即為海綿鐵，該產品可為煉鋼業提供優質原料。(3)申請號 為200610151186.6的發明專利“混合法生產直接還原鐵方法”，涉及一種混合法生產直接 還原鐵方法，將氧化鐵精粉和還原劑按比例均勻的混合在一起，裝入到一個U型耐火槽裝 置內，蓋上蓋或封上耐火泥，放置在臺車上，送入窯中還原。本發明使氧化鐵精粉體還原反 應時，受熱均勻，還原反應完全徹底，直接還原鐵含量提高，提高了直接還原鐵金屬轉化率， 使直接還原鐵的質量提高，縮短了還原反應的時間，使其生產效率提高，降低了綜合成本。 (4)申請號=200710185249. 4的發明專利“利用各種鐵礦石生產還原鐵的工藝”，涉及一種 還原鐵生產工藝，具體為一種利用各種鐵礦石生產還原鐵的工藝。解決了現有技術中存在 多數紅貧礦不能直接用于還原鐵生產的問題。礦石破碎，配料成型，烘干，然后在1000 1230攝氏度的條件下焙燒3 5小時，冷卻后磨料磁選得到還原鐵粉，烘干，成型。使用的 礦石范圍為細粒赤鐵礦，褐鐵礦，鮞狀礦，含鐵量28% 55%，硫含量小于0. 3%，磷含量小 于 0. 3%。
以上現有技術存在的不足主要表現為(1)適應范圍不太廣泛(2)得到的產品較為單一(3)添 加藥劑種類比較多，實際操作難度增加(4)生產周期比較長

發明內容
本發明目的是提供一種工藝簡單、適用范圍廣、可操作性強、產品質量穩定的用鐵 礦石氯化還原_細磨磁選制備還原鐵粉及高純鐵精粉方法。我國鐵礦石普遍存在含鐵低，含雜(硫、磷、砷、硅)較高，礦石組成復雜等特點。為 開發我國寶貴的鐵礦石資源，采用氯化還原-細磨磁選工藝直接制備還原鐵粉及高純鐵精 粉，打破了傳統的鐵礦石處理只得到單一鐵精粉產品的局面，開創國內難選鐵礦石直接制 備還原鐵粉及高純鐵精粉的新局面。本發明針對各種類型的鐵礦石采用氯化還原_細磨磁選工藝制備還原鐵粉及高 純鐵精粉分為如下步驟(1)礦石破碎階段采用破碎機將原礦破碎至-20mm以下，置入烘干設備中干燥， 烘干溫度為400°C，控制外在水分小于5% ；(2)干磨制粉階段采用雷蒙磨將-20mm以下烘干后的礦石物料干磨至粒度小于 0. 154mm (100目)的粉狀試樣；(3)還原劑制備階段采用雷蒙磨將焦炭干磨至粒度為-Imm ；(4)球團物料混勻階段將礦石的質量分數20% 40%的氯化鈣(顆粒狀)， 10% 25%的焦炭和-0. 154mm粉狀礦物充分混勻球團物料；(5)球團階段采用球團機將球團物料(氯化鈣、焦炭和礦石的混合物)制備 成-25+10mm的球團礦，并將球團礦置入烘干設備中，烘干溫度為400°C，控制球團礦的外在 水分小于5% ；(6)焙燒階段將外在水分小于5%的球團礦置入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度 900°C 1100°C，焙燒時間 45 90min ；(7)水淬階段通過焙燒爐焙燒后的球團礦置入水淬池進行水淬，為防止鐵在空 氣中與氧氣接觸產生氧化現象，控制物料在空氣中的停留時間小于15秒；(8)磨礦分級階段采用球磨機對水淬物料進行磨礦，配合分級設備，控制磨礦細 度-0. 038mm占95%以上；(9)磁選階段采用磁場強度H1 = 0. 05 0. IOT的磁選機選別粒度為_0· 038mm 細礦，得到磁性產品I和非磁產品I ；采用磁場強度H2 = 0. 20 0. 30T的磁選機選別非磁 產品I ( 一段磁選的尾礦，具體見附圖1)得到磁性產品II和非磁產品II ；(10)產品脫水烘干階段采用脫水烘干設備對磁性產品I進行脫水烘干得到還原 鐵粉，對磁性產品II進行烘干脫水得到高純鐵精粉，對非磁產品II進行烘干脫水得到尾礦 (作為礦渣水泥的原料)。與現有技術相比，本發明的方法實現了將原來難以富集利用的多種紅貧礦(三氧 化二鐵)直接利用生產還原鐵，而且對原料在各個方面，如鐵含量，硫磷等有害元素含量要求上有很大的放寬，為紅礦和其它難選礦的利用提供了一條廣闊的途徑。本發明與現有公知技術相比較有如下特點(1)工藝簡單，適用范圍廣、可操作性強； (2)產品多樣化，可得還原鐵粉和高純鐵精粉；(3)廢氣回收循環利用、尾礦作為礦渣水泥的原料、尾水均是閉路循環利用，屬環 境友好性工藝；(4)產品質量穩定。本發明的方法特別適應以嵌布粒度細、礦石組成復雜、含雜(硫、磷、砷、硅)高等 特點的鐵礦石氯化還原。


圖1是本發明的鐵礦石氯化還原一細磨磁選制備高純鐵精粉工藝流程。
具體實施例方式實施例一礦樣來自云南惠民地區，原礦含鐵在42 48%，屬于風化細粒赤褐鐵礦。將礦 石破碎至粒度小于20mm后置入烘干設備中進行烘干，烘干溫度400°C，控制外在水分小 于5% ；將烘干后的試樣采用雷蒙磨干磨至-100目的粉狀試樣，添加干礦石的質量分數 30%的CaCl2、15%的焦炭(粒度-Imm)、與粉狀試樣混勻，采用球團機將混勻后的試樣球團 至-20+10mm的球團礦，球團礦置入烘干設備，烘干至外在水分小于5%，烘干溫度400°C，烘 干后的球團試樣運輸至焙燒爐中進行氯化還原焙燒，焙燒溫度1000°C，焙燒時間60min，磨 礦細度-0. 038mm占95 %，然后進行兩段磁選，一段磁選磁場強度H1 = 0. 08T, 二段磁選H2 =0. 20T，流程選礦指標見表1。表1流程選礦指標 實施例二 礦樣來自四川某地區，原礦含鐵32 43 %，礦石組成較為復雜，嵌布粒度相當細。 將礦石破碎至粒度小于20mm后置入烘干設備中進行烘干，烘干溫度400°C，控制外在水分 小于5% ；將烘干后的試樣采用雷蒙磨干磨至-100目的粉狀試樣，添加干礦石的質量分數 40%的CaCl2、25%的焦炭(粒度-Imm)、與粉狀試樣混勻，采用球團機將混勻后的試樣球團 至-20+10mm的球團礦，球團礦置入烘干設備，烘干至外在水分小于5%，烘干溫度400°C，烘干后的球團試樣運輸至焙燒爐中進行離析焙燒，焙燒溫度950°C，焙燒時間90min，磨礦細 度-0. 038mm占95 %，一段磁選磁場強度H1 = 0. 10T, 二段磁選磁場強度H2 = 0. 30T,流程 選礦指標見表2。表2流程選礦指標 實施例三礦樣來自廣西某地區，原礦含鐵48 53%左右，屬于典型的褐鐵礦礦石。將礦 石破碎至粒度小于20mm后置入烘干設備中進行烘干，烘干溫度400°C，控制外在水分小 于5% ；將烘干后的試樣采用雷蒙磨干磨至-100目的粉狀試樣，添加干礦石的質量分數 10%的CaCl2、10%的焦炭(粒度-Imm)、與粉狀試樣混勻，采用球團機將混勻后的試樣球團 至-20+10mm的球團礦，球團礦置入烘干設備，烘干至外在水分小于5%，烘干溫度400°C，烘 干后的球團試樣運輸至焙燒爐中進行離析焙燒，焙燒溫度1100°C，焙燒時間45min，磨礦細 度-0. 038mm占95 %，一段磁選磁場強度H1 = 0. 07T, 二段磁選磁場強度H2 = 0. 20T,流程 選礦指標見表3。表3流程選礦指標 實施例四礦樣來自陜西某地區，原礦含鐵36 45%左右，屬于典型的風化細粒菱鐵礦，同 時有少量的赤褐鐵礦約占10%。將礦石破碎至粒度小于20mm后置入烘干設備中進行烘干， 烘干溫度400°C，控制外在水分小于5%;將烘干后的試樣采用雷蒙磨干磨至-100目的粉狀 試樣，添加干礦石的質量分數35%的CaCl2、20%的焦炭(粒度-Imm)、與粉狀試樣混勻，采 用球團機將混勻后的試樣球團至_20+10mm的球團礦，球團礦置入烘干設備，烘干至外在水分小于5 %，烘干溫度400°C，烘干后的球團試樣運輸至焙燒爐中進行氯化還原焙燒，焙燒 溫度900°C，焙燒時間75min，磨礦細度-0. 038mm占95%，一段磁選磁場強度H1 = 0. 06T, 二段磁選磁場強度H2 = 0. 25T，流程選礦指標見表4。表4流程選礦指標 通過具體的實施例可以看出，該發明針對鐵礦石直接制備高純鐵精粉有明顯的效 果，主要表現在以下幾個方面(1)針對不同類型的鐵礦石，該發明采用氯化還原-細磨磁選工藝，調整工藝參 數，可得到鐵品位> 90. 05%，鐵回收率> 41. 51%的還原鐵粉產品指標；可得到鐵品位 ^ 72. 45%，鐵回收率彡40. 00%高純鐵精粉產品指標。(2)與現有公知技術相比較，焙燒時間短，可大大降低生產周期，有效的提高單位 設備的處理能力，降低生產成本，提高經濟效益。(3)產品多樣性可滿足不同鋼鐵冶煉廠對冶煉原料的需求。(4)該發明具有工藝流程短、環境污染小、產品質量高等優點。該發明無疑為鐵礦 石的開發利用提供了一條新思路，改善了長期以來對難選鐵礦石較難直接同時得到還原鐵 粉及高純鐵粉產品的局面。
權利要求
一種用鐵礦石制備還原鐵粉及高純鐵精粉方法，其特征在于按以下步驟進行(1)礦石破碎階段將原礦石破碎至-20mm以下，烘干，烘干溫度為400℃，控制外在水分小于5％；(2)干磨制粉階段將-20mm以下烘干后的礦石物料干磨至粒度小于0.154mm的粉狀礦物；(3)還原劑制備階段將焦炭干磨至粒度為-1mm；(4)球團物料混勻階段將礦石質量分數20％～40％的氯化鈣，10％～25％的焦炭和-0.154mm的粉狀礦物充分混勻得球團物料；(5)球團階段將球團物料制備成-25+10mm的球團礦，并將球團礦置入烘干設備中，烘干溫度為400℃，控制球團礦的外在水分小于5％；(6)焙燒階段將外在水分小于5％的球團礦置入焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度900℃～1100℃，焙燒時間45～90min；(7)水淬階段通過焙燒爐焙燒后的球團礦置入水淬池進行水淬，控制物料在空氣中的停留時間小于15秒；(8)磨礦分級階段對水淬物料進行磨礦，配合分級設備，控制磨礦細度-0.038mm占95％以上；(9)磁選階段采用磁場強度H1＝0.05～0.10T的磁選機選別粒度為-0.038mm的細礦，得到磁性產品I和非磁產品I；采用磁場強度H2＝0.20～0.30T的磁選機選別非磁產品I得到磁性產品II和非磁產品II；(10)產品脫水烘干階段對磁性產品I進行脫水烘干得到還原鐵粉，對磁性產品II進行烘干脫水得到高純鐵精粉，對非磁產品II進行烘干脫水得到尾礦。
全文摘要
本發明是一種用鐵礦石制備還原鐵粉及高純鐵精粉方法。通過以下步驟實現礦石破碎、干磨制粉、還原劑制備、球團物料混勻、球團制備、球團焙燒、水淬、磨礦分級、磁選、產品脫水烘干等，得到高純鐵精粉。本發明工藝簡單，適用范圍廣、可操作性強；產品多樣化，可得還原鐵粉和高純鐵精粉；廢氣回收循環利用、尾礦作為礦渣水泥的原料、尾水均是閉路循環利用，屬環境友好性工藝；產品質量穩定。本發明的方法特別適應以嵌布粒度細、礦石組成復雜、含雜(硫、磷、砷、硅)高等特點的鐵礦石氯化還原。
文檔編號B22F9/04GK101879599SQ201010191698
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者張昱, 肖軍輝 申請人:昆明晶石礦冶有限公司