一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，包括原料球磨、造球、快速還原、渣金分離四個工序。首先將低品位錳礦和鐵礦粉混合，將混合礦磨細，過150～300目篩網。將篩下物與煤粉、石灰、膨潤土、水混合后在盤式造球機上造球，生球直徑為10～16mm；生球在105℃下干燥4h，將干燥后的球團在1450～1550℃下還原8～15min，反應結束后將原料破碎，簡單磁選后得到粒狀錳鐵，其中錳含量45～70%，鐵含量25～45%，碳含量2～5%，其余為雜質；本發明利用快速還原技術一步法制得錳鐵合金，渣金易于分離，過程無污染，錳的回收率高，實現了低品位錳礦的高附加值利用。
【專利說明】一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金【技術領域】，具體涉及一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法。【背景技術】
[0002]我國礦產資源儲量豐富，但富礦極少，貧礦與多金屬共生礦較多，這為選冶技術帶來重大難題。與此同時，我國又是鋼鐵大國，鋼鐵產量連續多年高居全球第一，鐵礦石和鐵合金需求量巨大。限于我國的資源現狀，每年不得不大量進口國外優質礦石用于滿足國內巨大的市場需求，極大制約了鋼鐵工業的健康發展。
[0003]錳鐵是煉鋼領域最常用的鐵合金之一，而錳礦是生產錳鐵合金的主要原料。我國錳礦資源分布不均，大部分錳礦分布在廣西、湖南等地，產占全國錳礦儲量的56%。各地錳礦質量較差，以貧礦為主，富錳礦儲量只占6.4%，且由于過度開采而日趨枯竭。低品位錳礦由于礦石品位低，含雜質高，粒度細且相互嵌生，技術加工性能很不理想。
[0004]目前，國內外低品位錳礦綜合利用技術主要包括以下兩個方面:
(I)濕法浸出工藝處理低品位錳礦，選擇化學試劑使礦石中的錳轉變為可溶性，然后凈化去除雜質，最后用電沉積或結晶的方法獲得錳產品；這種方法時長，流程復雜，且處理廢水對生態環境造成嚴重污染。
[0005](2)焙燒法處理低品位錳礦，利用C、H、C0等作為還原劑在反射爐、回轉窯、流化床或微波反應器中將四價錳還原成二價錳，還原生成的二價錳可溶于酸，浸出液經過凈化除雜，得到純凈的含錳溶液用于制取最終的錳產品。還原焙燒是目前處理高品位錳礦最通行的生產工藝；其缺點是投資大、能耗高、焙燒過程排放煙氣對環境有污染。
[0006]綜上，無論是濕法浸出還是還原焙燒一浸出工藝，在處理低品位錳礦中均存在明顯不足。所以深入研究和開發低品位錳礦處理新技術，研發利用低品位錳礦制備錳鐵合金的新方法，對提高日益貧化的錳礦產資源利用率，進一步發展錳系產品工業，降低環境污染，走可持續發展道路均具有重要的現實意義。

【發明內容】

[0007]本發明的目的是提供一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，實現了低品位錳礦的高附加值利用。
[0008]為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是:一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，包括以下步驟:
(1)將低品位錳礦與鐵礦粉混合破碎、球磨，再過150~300目篩網，得到篩上物與篩下
物；
所述低品位錳礦中錳的質量百分數為15~30% ；
所述鐵礦粉中鐵的質量百分數為60~65% ；
所述低品位錳礦與鐵礦粉的質量比為2.0~4.0 ;
(2)將上述篩下物與煤粉、生石灰、膨潤土、水混合后進行造球得到生球，將生球干燥；所述篩下物與煤粉、生石灰、膨潤土、水的質量比為100: (15~30): (5~10): (2 ~3): (7 ~9);
(3) 將干燥后的生球于1450°C~1550°C處理8~15min,冷卻后機械破碎,經磁選得到
猛鐵合金。
[0009]上述技術方案中，步驟(2)中，利用盤式造球機進行造球；制備的生球的直徑為10~16mm ;生球干燥溫度為105°C,干燥時間為4h。
[0010]本發明通過磨礦、配碳、造球技術，利用快速熔融還原將錳礦和鐵礦同時還原，金屬鐵和錳在高溫下無限互溶，鐵礦粉的加入可促進錳礦的還原，生石灰的加入調整了爐渣流動性，有利于渣一金屬分離，經過磁選得到了高質量粒狀錳鐵合金，其中錳質量含量為45%~70%，鐵質量含量為25%~45%，其余為碳和雜質。可以利用干式磁選機對破碎物進行磁選得到高品質產物，磁選時的磁場強度可以為100~150kA/m。
[0011]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:
(I)本發明通過快速熔融還原首先得到液態金屬鐵，還原出的錳會被鐵液吸收，降低了生成物錳的濃度，加速了錳礦的還原，減少了錳在高溫下的揮發損失，金屬收得率高，大大提高了低品位錳礦的利用率。
[0012](2)本發明采用生石灰對爐渣成分有效控制，在高溫下易于實現洛一金屬分離，還原產物冷卻后，經簡單的機械破碎即可得到高品質粒狀錳鐵合金。
[0013](3)本發明利用快速還原技術一步法制得錳鐵合金，整個制備過程無污染，方法簡單可控，易于操作，處理時間短，所有原料無需精制，工業級即可，適合工業化生產；并且制備的錳鐵合金品質高，產物中錳含量可超過60%，解決了低品位錳礦處理難的技術難題，實現了低品位錳礦的高附加值利用。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發明作進一步描述:
本實施例所用的低品位錳礦與鐵礦粉的組分含量范圍見表1與表2。
[0015]表1低品位猛礦成分范圍
【權利要求】
1.一種基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將低品位錳礦與鐵礦粉混合破碎、球磨，再過150~300目篩網，得到篩上物與篩下物； 所述低品位錳礦中錳的質量百分數為15~30% ； 所述鐵礦粉中鐵的質量百分數為60~65% ； 所述低品位猛礦與鐵礦粉的質量比為1: (2.0~4.0); (2)將上述篩下物與煤粉、生石灰、膨潤土、水混合后進行造球得到生球，將生球干燥； 所述篩下物與煤粉、生石灰、膨潤土、水的質量比為100: (15~30): (5~10): (2 ~3): (7 ~9); (3)將干燥后的生球于1450°C~1550°C處理8~15min,冷卻后機械破碎,經磁選得到猛鐵合金。
2.根據權利要求1所述基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，其特征在于:步驟(2)中，利用盤式造球機進行造球。
3.根據權利要求1所述基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，其特征在于:步驟(2)中，生球直徑為10~16mm。
4.根據權利要求1所述基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，其特征在于:步驟(2)中，生球在105°C下干燥4h。
5.根據權利要求1所述基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，其特征在于:步驟(3)中，利用干式磁選機對破碎物進行磁選得到錳鐵合金。
6.根據權利要求1所述基于低品位錳礦制備錳鐵合金的方法，其特征在于:按質量百分數，所述錳鐵合金中，錳含量為45%~70%，鐵含量為25%~45%。
【文檔編號】C22B1/24GK103993117SQ201410237325
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】王德永, 王慧華, 陳棟, 洪瀾 申請人:蘇州大學