權(quán)利要求

1.用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將細碎難選鐵礦石用一段高壓輥磨機進行一段粉碎，一段粉碎產(chǎn)物通過一段振動篩進行篩分，一段篩上產(chǎn)物繼續(xù)返回一段高壓輥磨機進行粉碎；

所述的細碎難選鐵礦石包含的元素及各個元素的質(zhì)量百分比為：TFe 35～55％，SiO230～60％，Al2O3 0.5～5％，CaO 1～8％，MgO 3～5％，余量為氧及其他雜質(zhì)組分；細碎難選鐵礦石的粒度為12mm以內(nèi)；

(2)一段篩下產(chǎn)物進入二段高壓輥磨機進行二段粉碎，二段粉碎產(chǎn)物通過二段振動篩進行篩分，二段篩上產(chǎn)物繼續(xù)返回二段高壓輥磨機進行粉碎；二段篩下產(chǎn)物即為用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，一段振動篩的篩孔為：4～6mm，振動頻率為15Hz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，一段高壓輥磨機的輥壓力為20～30MPa，壓輥轉(zhuǎn)速為20～25rpm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，二段高壓輥磨機的輥壓力為15～20MPa，壓輥轉(zhuǎn)速為10～15rpm，輥間距2～4mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，二段振動篩的篩孔為：1mm或0.5mm。

6.用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5任意一項所述的制備方法制得；其粒度為1mm以內(nèi)或0.5mm以內(nèi)，且相較于常規(guī)粉碎技術(shù)，難選鐵礦石粉比表面積提高30～50％。

7.權(quán)利要求6所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的應(yīng)用，其特征在于，將用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉應(yīng)用于懸浮磁化焙燒，具體的方法包括以下步驟：

將用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉加入懸浮磁化焙燒系統(tǒng)進行懸浮磁化焙燒，得到懸浮磁化焙燒后產(chǎn)物。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的應(yīng)用，其特征在于，懸浮磁化焙燒溫度為500～600℃，還原時間為10～30min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的應(yīng)用，其特征在于，懸浮磁化焙燒采用的還原性氣體為CO與N2組成的混合氣體，混合氣體中CO的體積百分比為25～40％，余量為N2；給入還原室的還原氣體表觀流速為0.3～0.7m/s。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的應(yīng)用，其特征在于，將懸浮焙燒后產(chǎn)物經(jīng)過濕式弱磁分選，得到磁選精礦和尾礦；濕式弱磁分選的磁場強度為80～120kA/m，獲得的磁選精礦中TFe含量≥45％，回收率≥85％。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉及其制法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

針對我國復(fù)雜難選鐵礦石開發(fā)利用效率低的問題，很多學(xué)者進行了技術(shù)攻關(guān)。其中，一種“預(yù)熱-蓄熱還原-再氧化”多段懸浮磁化焙燒工藝(專利：CN106868292A)，形成了非均質(zhì)礦石顆粒懸浮態(tài)控制、蓄熱式高效低溫還原、冷卻過程鐵物相精準(zhǔn)調(diào)控與余熱同步回收等成套核心技術(shù)及裝備，建成了千噸級復(fù)雜難選鐵礦石懸浮磁化焙燒-高效分選半工業(yè)試驗平臺，并實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用(參考文獻：難選鐵礦石流態(tài)化磁化焙燒研究新進展)。但是，這種方法目前面臨原料制備流程復(fù)雜的問題，并且通過磨礦制備的物料在進入懸浮磁化焙燒系統(tǒng)前需要過濾干燥處理，進一步了增加了企業(yè)成本。因此，需要提供一種用于懸浮磁化焙燒的合格原料解決這種問題。

目前礦物加工領(lǐng)域主要通過破碎機和球磨機制備后續(xù)分選合格原料，如專利CN105268532A涉及一種聯(lián)合碎磨工藝，該發(fā)明提出細碎-篩分-磨礦的工藝制備適宜分選的原料，降低了入磨粒度，生成了大量的微裂紋。但該方法通過傳統(tǒng)的磨礦實現(xiàn)物料粉碎，依然存在著能耗高、磨礦效率低等問題，專利CN102085491A提出一種四段破碎兩次篩分高壓輥磨機破碎工藝，原礦經(jīng)過粗破、中破后篩分，篩上產(chǎn)品給入細碎作業(yè)，篩下產(chǎn)品給入高壓輥磨。該工藝一定程度上降低了粉碎能耗，提高了磨機生產(chǎn)能力。但其缺點在于流程比較復(fù)雜，粉碎產(chǎn)物指標(biāo)不穩(wěn)定。因此，亟需研發(fā)一種流程短、能耗低的懸浮磁化焙燒合格原料制備新方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有粉碎技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的主要目的是克服粉碎工藝流程復(fù)雜、能耗高、磨礦效率低等問題，提供一種用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉及其制法和應(yīng)用，該技術(shù)可行、經(jīng)濟合理，是一種懸浮磁化焙燒合格原料制備的方法。

本發(fā)明的對難選鐵礦石采用兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉，將制備的難選鐵礦石粉用于懸浮磁化焙燒，具體的難選鐵礦石采用兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉是以選礦廠細碎難選鐵礦石為原料，采用兩段串聯(lián)高壓輥磨進行干式制粉，得到制備懸浮磁化焙燒合格難選鐵礦石粉原料。將合格難選鐵礦石粉原料在還原氣體氛圍下進行懸浮磁化焙燒，焙燒產(chǎn)物經(jīng)過磨礦磁選得到鐵精礦。采用該方法制備懸浮焙燒物料，在礦石晶界形成較多微裂紋，弱化了礦石強度并提高了懸浮磁化焙燒過程反應(yīng)速率。同時，兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉的產(chǎn)品給入懸浮磁化焙燒系統(tǒng)前無需進行脫水干燥作業(yè)，簡化了試驗流程，降低了生產(chǎn)成本。

一種用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的制備方法，包括以下步驟：

(1)將細碎難選鐵礦石用一段高壓輥磨機進行一段粉碎，一段粉碎產(chǎn)物通過一段振動篩進行篩分，一段篩上產(chǎn)物繼續(xù)返回一段高壓輥磨機進行粉碎；

所述的細碎難選鐵礦石包含的元素及各個元素的質(zhì)量百分比為：TFe 35～55％，SiO2 30～60％，Al2O3 0.5～5％，CaO 1～8％，MgO 3～5％，余量為氧及其他雜質(zhì)組分；細碎難選鐵礦石的粒度為12mm以內(nèi)。

(2)一段篩下產(chǎn)物進入二段高壓輥磨機進行二段粉碎，二段粉碎產(chǎn)物通過二段振動篩進行篩分，二段篩上產(chǎn)物繼續(xù)返回二段高壓輥磨機進行粉碎；二段篩下產(chǎn)物即為用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉。

所述的步驟(1)中，細碎難選鐵礦石是將難選鐵礦石經(jīng)過粗碎、中碎、細碎，得到細碎難選鐵礦石。

所述的步驟(1)中，一段振動篩的篩孔為：4～6mm，振動頻率為15Hz。

所述的步驟(1)中，一段高壓輥磨機的輥壓力為20～30MPa，壓輥轉(zhuǎn)速為20～25rpm。

所述的步驟(2)中，一段篩下產(chǎn)物的粒度至少小于6mm。

所述的步驟(2)中，二段高壓輥磨機的輥壓力為15～20MPa，壓輥轉(zhuǎn)速為10～15rpm，輥間距2～4mm。

所述的步驟(2)中，二段振動篩的篩孔為：1mm或0.5mm。

一種用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉，采用上述制備方法制得；其粒度為1mm以內(nèi)或0.5mm以內(nèi)，且相較于常規(guī)粉碎技術(shù)，難選鐵礦石粉比表面積提高30～50％，致使礦物內(nèi)部微裂紋密度大，可顯著增強懸浮磁化焙燒反應(yīng)速率。

本發(fā)明的用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉的應(yīng)用，為應(yīng)用于懸浮磁化焙燒，具體的方法包括以下步驟：

將用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉加入懸浮磁化焙燒系統(tǒng)進行懸浮磁化焙燒，得到懸浮磁化焙燒后產(chǎn)物。

上述方法中，懸浮磁化焙燒溫度為500～600℃，還原時間為10～30min。

上述方法中，懸浮磁化焙燒采用的還原性氣體為CO與N2組成的混合氣體，混合氣體中CO的體積百分比為25～40％，余量為N2；給入還原室的還原氣體表觀流速為0.3～0.7m/s。

將懸浮焙燒后產(chǎn)物經(jīng)過濕式弱磁分選，得到磁選精礦和尾礦。

上述方法中，濕式弱磁分選的磁場強度為80～120kA/m，獲得的磁選精礦中TFe含量≥45％，回收率≥85％。

本發(fā)明的一種用于懸浮磁化焙燒的難選鐵礦石粉及其制法和應(yīng)用，其基本原理是：

高壓輥磨作為一種單位能耗低、處理能力大，粉碎產(chǎn)物均勻、占地面積小等優(yōu)點的粉碎設(shè)備，逐漸成為多碎少磨技術(shù)的發(fā)展趨勢。高壓輥磨實施的是準(zhǔn)靜壓料層粉碎，顆粒本身就可以充當(dāng)傳壓介質(zhì)。當(dāng)料層收到擠壓時，顆粒之間相互擠壓產(chǎn)生的巨大壓力導(dǎo)致顆粒破碎或者變形，選擇性破碎效果明顯。高壓輥磨產(chǎn)品中內(nèi)部微裂紋發(fā)育更充分，物料在懸浮磁化焙燒系統(tǒng)內(nèi)進行還原焙燒時，還原氣體與礦物充分接觸，提升了磁化焙燒反應(yīng)速率。此外，高壓輥磨產(chǎn)物粒度分布較為均勻，致使物料在懸浮磁化焙燒系統(tǒng)中傳質(zhì)傳熱迅速，氣固接觸效率高，顆粒之間受熱均勻，進一步強化懸浮磁化焙燒反應(yīng)效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：(1)現(xiàn)有常規(guī)粉碎技術(shù)流程復(fù)雜、能耗高、生產(chǎn)成本高，本發(fā)明采用兩段高壓輥磨干式制粉技術(shù)，無需采用濕式磨礦，省去過濾干燥等工序，簡化粉碎流程，可直接為懸浮磁化焙燒系統(tǒng)制備合格原料；(2)基于高壓輥磨層壓粉碎的技術(shù)原理，粉碎產(chǎn)物內(nèi)部微裂紋發(fā)育充分，在懸浮磁化焙燒過程中還原氣體與礦石充分接觸，提高了磁化焙燒反應(yīng)速率，并進一步強化懸浮磁化焙燒效果。

附圖說明

圖1為一種難選鐵礦石進行兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉—用于懸浮磁化焙燒的方法的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合工藝流程圖與實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，工藝流程示意圖如圖1所示，所列出的實施例是為了幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)該視為對本發(fā)明的具體限制。

實施例1

一種難選鐵礦石進行兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉—用于懸浮磁化焙燒的方法，包括以下步驟：

將難選鐵礦石進行粗碎、中碎和細碎，粗碎后的難選鐵礦石粒徑為50-75mm，中碎后的難選鐵礦石粒徑為30-50mm，得到的細碎難選鐵礦石粒度為12mm以內(nèi)；

所使用的細碎難選鐵礦石含有的成分及各個成分按質(zhì)量百分比為：TFe 39.02％，F(xiàn)eO 11.16％，SiO2 37.22％，Al2O3 2.19％，CaO 1.93％，MgO 3.13％，P 0.014％，S0.82％，余量為氧及其他雜質(zhì)組分；

將細碎難選鐵礦石給入一段高壓輥磨進行粉碎，一段高壓輥磨機的輥壓力為20MPa，壓輥轉(zhuǎn)速為20rpm；一段高壓輥磨產(chǎn)品粒度為-6mm；一段粉碎產(chǎn)物通過6mm一段振動篩，振動頻率為15Hz，一段篩上產(chǎn)物返回一段高壓輥磨機繼續(xù)粉碎，一段篩下產(chǎn)物給入二段高壓輥磨機進行粉碎；二段高壓輥磨機的輥壓力為15MPa，壓輥轉(zhuǎn)速為20rpm，輥間距4mm。

二段高壓輥磨后的二段粉碎產(chǎn)物通過1mm二段振動篩進行篩分，二段篩上產(chǎn)物返回二段高壓輥磨機繼續(xù)粉碎，二段篩下產(chǎn)物即為合格的懸浮磁化焙燒系統(tǒng)原料；

將兩段高壓輥磨后的合格的懸浮磁化焙燒系統(tǒng)原料給入懸浮磁化焙燒爐內(nèi)，通入還原性氣體進行懸浮磁化焙燒；還原氣體為CO和N2組成的混合氣體，CO體積百分比為30％，余量為N2，氣體表觀流速為0.50m/s；懸浮磁化焙燒溫度為500℃，還原時間20min；

將懸浮焙燒后產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，給入濕式弱磁磁選機進行分選，磁場強度為80kA/m，獲得的磁選精礦中TFe品位65.02％，回收率為86.72％。

實施例2

一種難選鐵礦石進行兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉—用于懸浮磁化焙燒的方法，所使用的含細碎難選鐵礦石含有的成分及各個成分按質(zhì)量百分比為TFe 47.37％，F(xiàn)eO15.23％，SiO2 33.22％，Al2O3 1.639％，CaO 1.17％，MgO 3.54％，P 0.10％，S 0.53％，余量為氧及其他雜質(zhì)組分；

方法同實施例1，不同點在于：

(1)一段高壓輥磨產(chǎn)品粒度為-4mm；采用的一段振動篩的粒徑為4mm。

(2)懸浮磁化焙燒中，通入的還原氣體中，CO體積百分比為25％，余量為N2，氣體表觀流速為0.3m/s；還原溫度為550℃，還原時間15min。

(3)濕式弱磁分選的磁場強度為100kA/m，磁選精礦中TFe品位為67.23％，回收率為89.35％。

實施例3

一種難選鐵礦石進行兩段串聯(lián)高壓輥磨干式制粉—用于懸浮磁化焙燒的方法，所使用的細碎難選鐵礦石含有的成分及各個成分按質(zhì)量百分比為TFe 51.7％，F(xiàn)eO 21.35％，SiO2 30.22％，Al2O3 1.75％，CaO 3.95％，MgO 3.03％，P 0.08％，S 0.80％，余量為氧及其他雜質(zhì)組分；細碎難選鐵礦石粒度為-5mm；

方法同實施例1，不同點在于：

(1)懸浮磁化焙燒中，通入的還原氣體中，CO體積百分比為35％，余量為N2，氣體表觀流速為0.6m/s；還原溫度為520℃，還原時間30min。

(2)濕式弱磁分選的磁場強度為120kA/m，磁選精礦中TFe品位為67.56％，回收率為90.85％。

對比例1

采用實施例1的細碎難選鐵礦石；

將細碎難選鐵礦石給入一段高壓輥磨進行粉碎，一段粉碎產(chǎn)物通過4mm一段振動篩，一段篩上產(chǎn)物返回一段高壓輥磨機繼續(xù)粉碎，一段篩下產(chǎn)物給入溢流型球磨機進行磨礦作業(yè)，磨礦時間10min，磨礦濃度70％；磨礦產(chǎn)品經(jīng)過濾干燥后給入懸浮磁化焙燒系統(tǒng)；

將磨礦產(chǎn)品給入懸浮磁化焙燒爐內(nèi)，通入還原性氣體進行懸浮磁化焙燒；還原氣體為CO和N2組成的混合氣體，CO體積百分比為30％，余量為N2，氣體表觀流速為0.50m/s；還原溫度為500℃，還原時間20min；

還原產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，給入濕式弱磁磁選機進行分選，磁場強度為80kA/m，獲得的磁選精礦中TFe品位62.75％，回收率為84.43％；說明采用一段高壓輥磨和球磨的結(jié)合，相比于本發(fā)明的兩段高壓輥磨，礦石解離不充分，導(dǎo)致磁選精礦品位低，并且球磨磨礦產(chǎn)品在給入懸浮磁化焙燒系統(tǒng)前需要過濾干燥，流程比較復(fù)雜。

對比例2

采用實施例1的細碎難選鐵礦石；

將細碎難選鐵礦石給入一段高壓輥磨進行粉碎，一段粉碎產(chǎn)物通過6mm一段振動篩，一段篩上產(chǎn)物返回一段高壓輥磨機繼續(xù)粉碎，一段篩下產(chǎn)物給入臥式輥磨機進行粉碎；臥式輥磨機產(chǎn)品通過1mm二段振動篩進行篩分，二段篩上產(chǎn)物返回臥式輥磨機繼續(xù)粉碎，二段篩上產(chǎn)物即為合格的懸浮磁化焙燒系統(tǒng)原料；

將臥式輥磨機產(chǎn)物給入懸浮磁化焙燒爐內(nèi)，通入還原性氣體進行懸浮磁化焙燒；還原氣體為CO和N2組成的混合氣體，CO體積百分比為30％，余量為N2，氣體表觀流速為0.50m/s；還原溫度為500℃，還原時間20min；

還原產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，給入濕式弱磁磁選機進行分選，磁場強度為80kA/m，獲得的磁選精礦中TFe品位63.74％，回收率為85.06％；說明采用一段高壓輥磨和臥式輥磨機的結(jié)合，相比于本發(fā)明的兩段高壓輥磨，其粉碎產(chǎn)品單體解離度略低，影響磁選精礦品位，并且臥式輥磨機占地面積較大，而高壓輥磨則占地面積較小。