專利名稱：一種磷鐵礦微波耦合脫磷方法
技術領域：
本發明屬于冶金工程技術領域，主要涉及磷鐵礦的脫磷工藝技術領域，尤其涉及一種磷鐵礦微波耦合脫磷方法。
背景技術：
我國是世界上最大的鋼鐵生產國和消費國，鐵礦石需求量巨大，但是國內優質鐵礦短缺，使得我國鐵礦石使用量中約50%依賴進口。近年來，鐵礦石價格節節攀升，使我國鋼鐵企業的運營步履維艱。另一方面，我國磷鐵礦保有儲量近百億噸，占全國鐵礦資源總保有儲量的14. 86% (可參考文獻“崔吉讓，方啟學，黃國智等.高磷鐵礦石脫磷工藝研究現狀及發展方向[J].礦產綜合利用，1998，(6): 20-24. ”)，是我國主要的一種鐵礦資源。磷鐵礦石主要分布于長江流域的云南、四川、湖北、湖南、安徽、江蘇及華北地區的內蒙古等地區。 由于鐵礦石中的磷主要以磷灰石或氟磷灰石形態與其它礦物共生，浸染于氧化鐵礦物的顆粒邊緣，嵌布于石英或碳酸鹽礦物中。少量賦存于鐵礦物的晶格中。且磷灰石晶體主要呈柱狀、針狀、集晶或散粒狀嵌布于鐵礦物及脈石礦物中，粒度較小，有的甚至是在2微米以下，不易分離，致使磷鐵礦難以經濟地脫磷而得不到有效的利用。目前，磷鐵礦石的降磷、脫磷方法主要有選礦方法、化學方法、冶煉方法以及微生物脫磷方法。選礦法工藝流程普遍較復雜，或者過程成本太高，由于磷鐵礦中含磷組分與含鐵組分結合十分緊密，單純采用選礦法降磷在技術上存在相當大的難度，在脫磷率、鐵損率、環境保護、成本等關鍵問題上難于實現突破及平衡(可參考文獻“曾克文.鮞狀高磷赤鐵礦選礦脫磷試驗研究[J].金屬礦山，2010，(9) :41-43,46. ”)。化學方法脫磷耗酸量大、成本高，而且容易導致礦石中可溶性鐵礦物溶解，造成鐵的損失(可參考文獻“羅紹堯，周淑珊，許孝元.鈦鐵礦精礦的選擇性浸出法降磷.有色金屬(選礦部分)[J]. 1994，
(2):20-23. ”)。冶煉脫磷效果好，但是成本較高，且鐵水溫降大，對高磷鐵水的脫磷存在一定困難(可參考文獻“李成秀，文書明.淺談鐵礦降磷的現狀[J].國外金屬礦選礦，2004，(8).”)。微生物脫磷處理周期長、處理量小是其最大的缺點，難以在工業生產中廣泛應用(可參考文獻“何良菊.梅山高磷鐵礦礦石性質及微生物脫磷的可行性[J].黃金學報，2000，(3). ”)。周繼程、薛正良等利用直接還原的方法處理高磷鮞狀赤鐵礦，提出了一種通過直接還原磷鐵礦后再通過磁選法分離獲得低磷鐵粉的工藝，其但從試驗結果來看，其得到的低磷鐵粉脫磷效果不佳，尚未達到能夠直接應用的標準(可參考文獻“周繼程，薛正良等.高磷鮞狀赤鐵礦脫磷技術研究[J].煉鐵，2007,26(2): 40-43. ”)。郭占成等針對鄂西鮞狀磷鐵礦，提出了氣基還原和電爐熔分冶煉磷鐵礦的工藝，但其結果也證明只有通過增加爐外精煉工藝才能生產出合格的鐵水(可參考文獻“趙志龍，郭占成.高磷鐵礦氣基還原冶煉低磷鐵[J].北京科技大學學報，2009，31 (8) :964-969. ”)，因此成本依然比較聞。因而，亟需尋找一種新的高效節能的磷鐵礦脫磷工藝，以解決現有磷礦石脫磷工藝存在的工藝復雜、成本高、周期長、脫磷效果不佳等問題，為磷鐵礦的大規模工業應用創造條件。

發明內容
針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種工藝操作簡便、成本較低、力口工周期短、脫磷效果好的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，以解決現有脫磷工藝中存在的工藝復雜、成本高、周期長、脫磷效果不佳等問題。為實現上述目的，本發明采用了如下技術手段
I、一種磷鐵礦微波耦合脫磷方法，包括如下步驟
1)將磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末按重量比102^3的比例混合后造球，得到含碳礦料球團；所述碳質還原劑中的固定碳重量百分含量在80%以上；
2)將得到的含碳礦料球團置于微波場內進行微波還原，所述微波場的微波工作頻率為240(Γ2500ΜΗζ，微波功率按每千克碳礦料球團對應5 8kW的比例根據含碳礦料球團的總質量進行設定，微波還原時間為2(T60min，進而得到還原后的混合礦料；
3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；
4)采用磁選法對所述混合礦料粉末進行磁選處理，從所述混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣。上述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法中，進一步，所述碳質還原劑粉末為煤粉、炭粉、炭黑粉中的一種或幾種。上述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法中，進一步，步驟2)中，所述微波場的微波工作頻率優選為2450 MHz0上述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法中，進一步，步驟2)中，所述微波場的微波功率優選按每千克碳礦料球團對應6. 7kff的比例根據含碳礦料球團的總質量進行設定；微波還原時間優選為40min。上述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法中，進一步，步驟2)中，所述混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒占80%以上。相比于現有技術，本發明具有如下有益效果
I、本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，借助了微波具有選擇性加熱的特點，利用磷鐵礦中富磷相氧化物和富鐵相氧化物的介電性差異，將磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末混合造球得到的含碳礦料球團置于微波場內，通過微波選擇加熱磷鐵礦中的富鐵相氧化物使其進行碳熱還原，并在電磁能、化學能、機械能的耦合協同作用下，使富磷相和富鐵相的界面上產生應力，促進富磷相沿相界面的解離，實現鐵和磷的分離；同時，通過微波加熱提供持續的高溫，有利于促進鐵相和富磷相分別聚集，從而有利于磁選過程中富鐵礦粉和含磷礦渣分離，保證了較好的脫磷效果。2、碳是吸微波的優良介質，本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法采用碳質還原劑粉末對磷鐵礦粉進行配碳還原時，碳質還原劑能夠有效吸收微波能量而受熱，起到輔助加熱促進鐵氧化物還原的效果，進一步提高了對微波能量的利用率，有助于縮短還原處理時間，提聞還原效率。3、本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，采用微波作為熱量供應方式，高效清潔，易于實現節能減排，并且微波還原處理的處理周期較短，易于控制，沒有熱慣性，操作靈活方便，成本也比較低。


圖I為本發明磷鐵礦微波耦合脫磷方法的流程框圖。
具體實施例方式針對現有磷礦石脫磷工藝存在的工藝復雜、成本高、周期長、脫磷效果不佳等問題，本發明提供了一種磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其工藝藝操作更加簡便，成本較低，加工周期也更短，并且具有較好的脫磷效果，進而為磷鐵礦的大規模工業應用創造了有利條件。本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其處理流程如圖I所示，具體操作步驟如下
步驟I)將磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末按重量比10 2^3的比例混合后造球，得到含碳礦料球團；所述碳質還原劑中的固定碳重量百分含量在80%以上；·
步驟2)將得到的含碳礦料球團置于微波場內進行微波還原，所述微波場的微波工作頻率為240(Γ2500ΜΗζ，微波功率按每千克碳礦料球團對應5 8kW的比例根據含碳礦料球團的總質量進行設定，微波還原時間為2(T60min，進而得到還原后的混合礦料；
步驟3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；
步驟4)采用磁選法對所述混合礦料粉末進行磁選處理，從所述混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣。本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，是借助了微波具有選擇性加熱的特點，利用磷鐵礦中富磷相氧化物和富鐵相氧化物的介電性差異，將磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末混合造球得到的含碳礦料球團置于微波場內，通過微波選擇加熱磷鐵礦中的富鐵相氧化物使其進行碳熱還原，并在電磁能、化學能、機械能的耦合協同作用下，使富磷相和富鐵相的界面上產生應力，促進鐵相和富磷相分別聚集，進而再通過磁選法將還原得到的混合礦料中的富鐵礦粉和含磷礦渣分離，實現脫磷。本發明方法中，所述的富鐵礦粉，是指混合礦料粉末經過磁選分離后得到的磷含量低、鐵含量高的礦料部分；所述的含磷礦渣是指混合礦料粉末經過磁選分離后得到的鐵含量低、磷含量高的礦料部分。在本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法中，要求造球所采用的碳質還原劑中的固定碳重量百分含量在80%以上，因為碳作為磷鐵礦中鐵氧化物進行碳熱還原反應的還原劑有效成分，對碳質還原劑中的固定碳重量百分含量提出上述要求，以保證碳質還原劑中還原劑有效成分的含量比例。通常，用作磷鐵礦碳熱還原的碳質還原劑粉末，可以是煤粉，例如褐煤粉、煙煤粉、無煙煤粉等；也可以是炭粉，例如蘭炭粉、焦炭粉、木炭粉等；還可以是炭黑粉；當然，也可以由煤粉、炭粉、炭黑粉中的幾種混合構成碳質還原劑粉末。由于不同情況下，磷鐵礦粉中的鐵氧化物含量不同，所采用的碳質還原劑粉末中碳含量比例也不同，因此含碳礦料球團中磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末的按重量比可以根據實際情況在10 2到10 3之間進行調節，以滿足實際的反應物料的比例。微波加熱物質是依靠物質自身的介電損耗，因此具有選擇性加熱的特點，本發明正是借助了微波的這一特點，為磷鐵礦粉中鐵氧化物與碳質還原劑粉末進行碳熱還原提供熱能；本發明采用的微波場的微波工作頻率為240(Γ2500ΜΗζ，一方面是考慮到市場中微波工作頻率在240(Γ2500ΜΗζ之間的工業微波設備更為常見，更有利于本發明方案得以工業實施，另一方面是考慮到采用240(Γ2500ΜΗζ的微波也有利于鐵氧化物和碳還原劑對微波能量的吸收，確保微波能量的利用率；作為優選，微波場的微波工作頻率優選為2450MHz，因為2450MHz是工業微波設備中最為常見的微波頻段設計，同時通過大量實驗表明使用該頻段的微波還原效果也比較理想。本發明選擇采用微波為磷鐵礦脫磷提供還原能源，其原理在于，在磷鐵礦中，由于鐵氧化物的介電常數比磷氧化物大，在240(Γ2500ΜΗζ微波場的作用下，鐵氧化物能夠有效吸收微波能量，使得鐵氧化物和碳質還原劑達到劇烈反應溫度(約在1000°C左右)，進行還原反應，并且微波的極化作用使得鐵氧化物晶體內部離子本身也發生了強烈的位移而產生離子極化，Fe-O的晶格能減小，即Fe-O之間的化學鍵減弱，從而促進和加快了磷鐵礦中鐵氧化物的還原；而磷鐵礦中的磷氧化物由于介電常數較低，吸收微波的能力較差，相同的微波場環境下升溫比較緩慢，其還原反應活化能改變較少，沒有達到其碳熱還原的溫度，并且磷氧化物化學鍵結構復雜，微波對其極化影響較小，從而抑制了磷氧化物的還原；不僅如此，微波作用磷鐵礦碳熱還原改變了磷鐵礦原來的內部結構，使得磷鐵礦內部在電磁能、化學能、機械能的耦合協同作用下，富磷相和富鐵相的界面上產生應力，磷氧化物的嵌布結構遭到破壞，促進鐵相和富磷相分別聚集，從而有利于磁選過程中富 鐵礦粉和含磷礦渣分離，保證了較好的脫磷效果；同時，碳是吸收微波能量的優良介質，本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法采用碳質還原劑粉末對磷鐵礦粉進行配碳還原時，碳質還原劑能夠有效吸收微波能量而受熱，起到輔助加熱促進鐵氧化物還原的效果，進一步提高了對微波能量的利用率，有助于縮短還原處理時間，提高還原效率。在微波還原過程中，本發明考慮到磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末的碳熱還原過程對微波能量的消耗，因此要求微波場的微波功率按每千克碳礦料球團對應5lkW的比例根據含碳礦料球團的總質量進行設定，以盡可能滿足還原過程對微波能量的消耗需求，促進鐵氧化物和碳質還原劑盡快的達到劇烈反應溫度，提高還原反應效率，保證磷鐵礦中的鐵元素能夠在還原過程中得到更加充分的還原；若微波功率的設定使得每千克碳礦料球團對應不足5kW，則難以充分滿足其還原過程對微波能量的消耗需求，導致鐵氧化物和碳質還原劑的升溫放緩，還原效率降低，甚至導致鐵氧化物還原不夠充分，使得最終的鐵收得率降低，影響脫磷效果；而若微波功率的設定使得每千克碳礦料球團對應超過8kW，微波場在單位時間內所提供的微波能量則很可能將超出鐵氧化物和碳質還原劑的還原過程在單位時間內的微波能量消耗需求上限，從而導致微波能量利用率降低，造成能源的浪費。現有技術中，最大微波功率達到KTlOOkW的工業微波設備是十分常見的，例如一些工業微波爐、工業級微波烘干器等，甚至一些大功率的工業微波設備，其最大微波功率能夠達到200kW ;因此，采用微波功率較大的工業微波設備，或者采用多臺工業微波設備構成微波還原工作機組，便能夠采用本發明方法在一個批次對大量的磷鐵礦進行微波耦合脫磷處理；本發明方法每一批次磷鐵礦微波耦合脫磷處理的微波還原時間在2(T60min之間，每千克碳礦料球團對應的微波功率值越大則其還原時間越短，還原時間的縮短使得本發明脫磷加工周期相比現有脫磷技術而言大幅縮短。最后，將還原后的混合礦料磨為混合礦料粉末，采用現有技術中的磁選法對所述混合礦料粉末進行磁選處理，從所述混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣；混合礦料磨為混合礦料粉末的粒度在18(Γ250目之間，以滿足磁選處理的需要；作為優選，磨制得到的混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒最好能夠占80%以上，以獲得更好的磁選處理效果。下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。
實施例一
本實施例中，磷鐵礦的總質量為I. 292kg ;經分析，該磷鐵礦中，鐵元素以赤鐵礦形式存在，鐵元素的質量分數為50. 46% ;磷元素以磷灰石形式存在，磷元素的質量分數為O. 59%。將磷鐵礦粉碎得到磷鐵礦粉，采用固定碳重量百分含量在80%以上的蘭炭粉作為碳質還原劑，利用本發明方法進行脫磷處理，具體操作步驟如下
1)將磷鐵礦粉與蘭炭粉按重量比10020的比例混合后造球，得到含碳礦料球團；
2)將得到的含碳礦料球團(總質量為I.550kg)置于微波場下進行微波還原，微波場的微波工作頻率為2400MHz，按每千克碳礦料球團對應5kW的比例根據含碳礦料球團的總質量設定為7. 75kW，微波還原時間為60min，得到還原后的混合礦料；
3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；其中，混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒占80%以上；
4)采用磁選法對混合礦料粉末進行磁選處理，從混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣；本實施例中，磁選法采用的激磁電流為3Α，磁場強度為O. 278 0. 317Τ。經上述脫磷處理后，得到富鐵礦粉885. Sg,經分析，得到的富鐵礦粉中，鐵元素的質量分數為61. 95%,磷元素的質量分數為O. 186% ;據此計算磷鐵礦脫磷處理后的鐵收得率
_與脫磷率務，兩者的計算公式如下
M^TLt Ml Tp-M7 η
η. = ~ ~— . n, = ---.
MlTrt " M1Tf
上式中，表示磷鐵礦的總質量，2k表示磷鐵礦中鐵元素的質量分數，■表示磷鐵
礦中磷元素的質量分數；Af2表示磷鐵礦經脫磷處理得到的富鐵礦粉的總質量,Twm表示脫
磷處理得到的富鐵礦粉中鐵元素的質量分數，7J表示脫磷處理得到的富鐵礦粉中磷元素的質量分數。經計算，本實施例中，鐵收得率為84. 17%，脫磷率為78. 84%，鐵收得率和脫磷率都比較良好。實施例二
本實施例中，磷鐵礦的總質量為I. 306kg ;經分析，該磷鐵礦中，鐵元素以赤鐵礦形式存在，鐵元素的質量分數為50. 46% ;磷元素以磷灰石形式存在，磷元素的質量分數為O. 59%。將磷鐵礦粉碎得到磷鐵礦粉，然后采用固定碳重量百分含量在80%以上的蘭炭粉作為碳質還原劑，利用本發明方法進行脫磷處理，具體操作步驟如下
1)將磷鐵礦粉與蘭炭粉按重量比10024的比例混合后造球，得到含碳礦料球團；
2)將得到的含碳礦料球團(總質量為I.619kg)置于微波場下進行微波還原，微波場的微波工作頻率為2450MHz，按每千克碳礦料球團對應5. 8kff的比例根據含碳礦料球團的總質量設定為9. 39kW，微波還原時間為50min，得到還原后的混合礦料；
3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；其中，混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒占80%以上；
4)采用磁選法對混合礦料粉末進行磁選處理，從混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣；本實施例中，磁選法采用的激磁電流為3Α，磁場強度為O. 278 0. 317Τ。經上述脫磷處理后，得到富鐵礦粉939. Og,經分析，得到的富鐵礦粉中，鐵元素的質量分數為62. 74%，磷元素的質量分數為O. 151% ;據此計算磷鐵礦脫磷處理后的鐵收得率 Λ與脫磺兩者的計算公式如實施例一所述，算得本實施例中，鐵收得率為89. 40%，脫
磷率為81. 50%，鐵收得率和脫磷率都比較好。實施例三
本實施例中，磷鐵礦的總質量為I. 278kg ;經分析，該磷鐵礦中，鐵元素以赤鐵礦形式存在，鐵元素的質量分數為50. 46% ;磷元素以磷灰石形式存在，磷元素的質量分數為O. 59%。將磷鐵礦粉碎得到磷鐵礦粉，然后采用固定碳重量百分含量在80%以上的煙煤粉作為碳質還原劑，利用本發明方法進行脫磷處理，具體操作步驟如下
1)將磷鐵礦粉與蘭炭粉按重量比10025的比例混合后造球，得到含碳礦料球團；
2)將得到的含碳礦料球團(總質量為I.598kg)置于微波場下進行微波還原，微波場的微波工作頻率為2450MHz，按每千克碳礦料球團對應6. 7kff的比例根據含碳礦料球團的總 質量設定為10. 70kW，微波還原時間為40min，得到還原后的混合礦料；
3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；其中，混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒占80%以上；
4)采用磁選法對混合礦料粉末進行磁選處理，從混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣；本實施例中，磁選法采用的激磁電流為3Α，磁場強度為O. 278 0. 317Τ。經上述脫磷處理后，得到富鐵礦粉997. Sg,經分析，得到的富鐵礦粉中，鐵元素的質量分數為62. 27%，磷元素的質量分數為O. 111% ;據此計算磷鐵礦脫磷處理后的鐵收得率
%與脫磷率缶，兩者的計算公式如實施例一所述，算得本實施例中，鐵收得率為96. 35%，脫
磷率為85. 31%，鐵收得率和脫磷率都非常好。實施例四
本實施例中，磷鐵礦的總質量為I. 486kg ;經分析，該磷鐵礦中，鐵元素以赤鐵礦形式存在，鐵元素的質量分數為50. 46% ;磷元素以磷灰石形式存在，磷元素的質量分數為
O.59%。將磷鐵礦粉碎得到磷鐵礦粉，然后采用固定碳重量百分含量在80%以上的煙煤粉作為碳質還原劑，利用本發明方法進行脫磷處理，具體操作步驟如下
1)將磷鐵礦粉與蘭炭粉按重量比10030的比例混合后造球，得到含碳礦料球團；
2)將得到的含碳礦料球團(總質量為I.932kg)置于微波場下進行微波還原，微波場的微波工作頻率為2500MHz，按每千克碳礦料球團對應8kW的比例根據含碳礦料球團的總質量設定為15. 46kW，微波還原時間為20min，得到還原后的混合礦料；
3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；其中，混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒占80%以上；
4)采用磁選法對混合礦料粉末進行磁選處理，從混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣；本實施例中，磁選法采用的激磁電流為3Α，磁場強度為O. 278 0. 317Τ。經上述脫磷處理后，得到富鐵礦粉1121. lg，經分析，得到的富鐵礦粉中，鐵元素的質量分數為62. 35%，磷元素的質量分數為O. 118% ;據此計算磷鐵礦脫磷處理后的鐵收得率
%與脫磷率》I3，兩者的計算公式如實施例一所述，算得本實施例中，鐵收得率為93. 22%，脫
磷率為84. 87%，鐵收得率和脫磷率都非常好。通過上述實施例可以看到，本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法的鐵收得率和脫磷率都比較高，脫磷效果較好。四個實施例都采用本發明方法對同一種磷鐵礦進行脫磷處理；其中，實施例一的鐵收得率和脫磷率稍低，這可能與含碳礦料球團中碳質還原劑含量較低、每千克碳礦料球團對應的微波功率較低等因素有關，影響了磷鐵礦中鐵氧化物的還原效果，從而對最后的脫磷效果產生了影響；實施例三的鐵收得率和脫磷率最高，脫磷效果最好，每千克碳礦料球團對應的微波功率也較為適中；對然實施例四的鐵收得率和脫磷率也非常高，但每千克碳礦料球團對應的微波功率較大，能耗稍高一些，而且20分鐘的微波還原時間較短，可能對磷鐵礦中鐵氧化物的還原效果產生了細微的影響。因此，綜合上述四個實施例，將實施例三中微波場的微波功率按每千克碳礦料球團對應6. 7kff的比例根據含碳礦料球團的總質量進行設定、微波還原時間為40min的微波還原處理作為優選方案。同時，通過上述實施例可以看到，本發明的磷鐵礦微波耦合脫磷方法的處理周期較短，易于控制，沒有熱慣性，操作靈活方便，成本也比較低，同時采用微波作為熱量供應方式，高效清潔，易于實現節能減排；并且磷鐵礦中的鐵一般以赤鐵礦的形式存在，赤鐵礦屬于弱磁性礦物，而經過微波還原處理后可使鐵相磁性改善，使得通過磁選法分離鐵與含磷礦渣更容易進行，有助于進一步提聞鐵回收率。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.ー種磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其特征在于，包括如下步驟1)將磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末按重量比102^3的比例混合后造球，得到含碳礦料球団；所述碳質還原劑中的固定碳重量百分含量在80%以上；2)將得到的含碳礦料球団置于微波場內進行微波還原，所述微波場的微波工作頻率為240(Γ2500ΜΗζ，微波功率按每千克碳礦料球團對應5 8kW的比例根據含碳礦料球団的總質量進行設定，微波還原時間為2(T60min，進而得到還原后的混合礦料；3)將還原后的混合礦料磨為18(Γ250目的混合礦料粉末；4)采用磁選法對所述混合礦料粉末進行磁選處理，從所述混合礦料粉末中分離出富鐵礦粉和含磷礦渣。
2.根據權利要求I所述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其特征在于，所述碳質還原劑粉末為煤粉、炭粉、炭黑粉中的ー種或幾種。
3.根據權利要求I所述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其特征在干，步驟2)中，所述微波場的微波工作頻率優選為2450 MHz0
4.根據權利要求I所述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其特征在干，步驟2)中，所述微波場的微波功率優選按每千克碳礦料球團對應6. 7kff的比例根據含碳礦料球團的總質量進行設定；微波還原時間優選為40min。
5.根據權利要求I所述的磷鐵礦微波耦合脫磷方法，其特征在于，步驟2)中，所述混合礦料粉末中200目以上的粉末顆粒占80%以上。
全文摘要
本發明提供了一種磷鐵礦微波耦合脫磷方法，該方法借助了微波具有選擇性加熱的特點，利用磷鐵礦中富磷相氧化物和富鐵相氧化物的介電性差異，將磷鐵礦粉與碳質還原劑粉末混合造球得到的含碳礦料球團置于微波場內，通過微波選擇加熱磷鐵礦中的富鐵相氧化物使其進行碳熱還原，并在電磁能、化學能、機械能的耦合協同作用下，使富磷相和富鐵相的界面上產生應力，促進富磷相沿相界面的解離，實現鐵和磷的分離；同時，通過微波加熱提供持續的高溫，有利于促進鐵相和富磷相分別聚集，從而有利于磁選過程中富鐵礦粉和含磷礦渣分離，保證了較好的脫磷效果；并且采用微波作為熱量供應方式，高效清潔，處理周期較短，易于控制，操作靈活方便，成本也比較低。
文檔編號B03C1/015GK102828021SQ201210357310
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者呂學偉, 扈玫瓏, 尹嘉清, 白晨光, 邱貴寶, 張生富 申請人:重慶大學