本发明属于再生资源领域，涉及一种从钢渣磁选
尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法。
背景技术：
铁酸钙和铁酸镁生产工序复杂，对原料品质的要求高，在化学工业和电子工业中有众多应用。与此同时，我国钢渣堆存量和产量都十分巨大，但综合利用率仅为17％左右。不仅影响钢铁生产，还容易造成周边环境污染。铁酸钙和铁酸镁是钢渣中ro相的重要组成部分，属于惰性组分。从钢渣中精细分离铁酸钙和铁酸镁具有现实的应用价值。
中国发明专利cn107721211a公开了一种钢渣中ro相的高效分离回收方法，其中包括以下步骤：步骤1)钢渣破碎；步骤2)电荷加载；步骤3)ro相分选；步骤4)分离回收；本发明以钢渣为处理对象，首先对钢渣进行破碎筛分，粒径小于100目，然后使钢渣微粉通过电荷加载装置，使细粉颗粒带上同性电荷，从而产生相斥静电斥力，实现超分散处理，再鼓风使细粉颗粒在悬浮状态下通过电磁分选器，ro相被分选去除，剩余物料回收利用。
中国发明专利cn106755650a公开了钢渣生产高活性钢渣粉和惰性矿物产品的工艺。该工艺包括干法粉磨、气力分选、干法磁选、湿法粉磨、湿法磁选、脱水六个步骤。干法粉磨是将回收渣铁后的尾渣粉磨制成钢渣粉，实现惰性矿物解离；气力分选是用超细选粉机将钢渣粉以粒度分级来实现惰性矿物在粗粉中富集，细粉即为高活性钢渣粉产品；干法磁选是利用惰性矿物磁性将粗粉提纯为粗精矿，粗尾渣返回到干法粉磨；粗精矿经湿法粉磨制成细矿浆；由湿法磁选分选细料浆为湿惰性矿物和湿水泥铁质原料；两种湿料分别经脱水制成惰性矿物产品和水泥铁质原料，水返回到湿法粉磨；该发明将钢渣加工成高活性钢渣粉和高铁品位的惰性矿物产品以及水泥铁质原料。
中国发明专利cn104888948a公开了一种流态化钢渣微粉专用ro相磁选机，它包括流态化部分和磁选部分，所述流态化部分包括流态化槽、进料斗、出料口、气泵、进气口、抽气口和
除尘器。磁选部分包括回转磁盘、外壳体、磁系盘、立轴、轴套、传动部和电机，所述立轴竖向设置，所述立轴下端延伸至分选腔内，在立轴的下端固定一个静止的磁系盘，在磁系盘上镶嵌有磁块形成磁系，轴套套置在立轴下段并通过齿轮传动由电机驱动，其中轴套与立轴之间设有回转组件，并设有不锈钢材质的外壳体。应用该发明后，ro相分选后钢渣微粉中的惰性物含量可由原来的35％左右降低到15％，选别ro相后的钢渣微粉活性指标大幅提高，可满足建材市场对钢渣微粉的质量需求。
中国发明专利cn109554552a公开了一种炉渣ro相分选系统及工作方法。该发明储料装置下面配合设置有出料装置；出料装置下面配合设置有磁选装置，磁选装置下面分别配合设置有第一出口和第二出口，第一出口对应设置有第一搅拌装置，第二出口配合设置有第一研磨装置，第一研磨装置下面设置有磁选装置、磁选装置下面设置有前侧出口和后侧出口，前侧出口和后侧出口的下面分别设置有压滤装置；压滤装置下面设置有收集装置；第二搅拌装置对应设置有输出装置：该发明能够对炉渣中的ro相进行快速的分选，并在分选之前对炉渣进行烟气处理，提高该分选系统的稳定性，同时也有利于对炉渣进行回收利用。
中国发明专利cn108031539a公布了一种热闷、热泼钢渣加工金属回收工艺，选用电磁吸盘、重落锤、液压翻转筛、液压鄂式
破碎机和棒磨机、新型宽带磁选机、宽布料器等组成的钢渣破碎、除铁、预处理和钢渣磁选、除铁预粉磨两个闭路循环工艺技术，实现对由热泼和热闷多种冷却方式得到的钢渣的金属回收工艺。本发明的优点在于：本发明可同时进行热闷钢渣、热泼钢渣的加工和金属回收生产工艺，使生产线产量倍增达到100万吨/年，尾渣的品质满足国产立磨机生产高价值的钢渣微粉要求。
中国发明专利cn109365106a公开了一种不锈钢钢渣干式磁选装置及工艺，属于冶金和矿物工程技术领域，装置包括原料仓、废钢收集装置、破碎筛选装置和磁选装置包括磁选机组、
筛分机构和磨料机构，破碎筛选装置包括破碎机构、分离机构和打散机构；工艺包括一次破碎筛分、二次破碎筛分及除铁、物料打散、一次磁选筛分、二次磁选分离。该发明在不锈钢钢渣处理过程中，58～60％的不锈钢钢渣不需进行磨细，处理中不消耗水、不需要设置尾矿库。
中国发明专利cn106694517b公开了一种钢渣磁选粉提纯协同制备钢渣微粉的生产工艺，属于钢渣综合利用技术领域。步骤为：将磁选粉倒入受料斗中，依次经振动
给料机、皮带秤和斗式提升机进入烘干选粉工序；在选粉机中与热风逆流换热，然后进入粗破工序或后续粉磨工序；粗破后的物料进入打散分级工序，产生的粗料采用磁选机进行磁选；用蒸汽磨进行粉磨；粉磨工序后的细粉平均粒径≤30微米，然后采用钢渣微粉专用ro相磁选机进行磁选，最后收粉。可在将钢渣磁选粉中的金属资源提纯的同时，将其中的非金属物质进行处理，分离出高活性的钢渣微粉和非活性的钢渣微粉，利于后续分类利用。
可见，现有的钢渣ro相分选工艺只能利用磁选分离ro相粗产品，不能进一步从ro相中分离出较高品质的铁酸钙和铁酸镁产品。
中国发明专利cn108862402a公开了一种回收钢渣中铁资源的方法，包括有如下步骤：步骤一、对钢渣进行熔融操作，采用可调控的氧化性气体，喷吹至所述钢渣的液面上，将钢渣中feo进行氧化；步骤二、对反应后的钢渣进行降温操作，待温度稳定后进行保温；步骤三、对保温后的钢渣冷却。经过上述步骤后，最终生成的mgfe2o4尖晶石相与fe3o4均为本发明中利用的钢渣中主要的含铁物相。通过本发明提供的处理步骤，(1)磁选后钢渣中的铁品位提高，可作为铁矿资源用于钢铁生产；(2)相比于目前常用的钢渣铁资源回收处理方法，该方法提高了钢渣中铁的收得率；(3)降低了后处理的钢渣量，起到了钢渣
固废减量化的作用。
中国发明专利cn109225614a公开了一种增强钢渣ro相磁性以及钢渣中分离惰性矿物的方法。具体为将某一粒度范围的内的钢渣粉在一定温度和一定气氛下进行磁化焙烧。焙烧后的钢渣ro相质量磁化率可提高3～10倍，大幅度增加了钢渣ro相的磁力选别性。
可见，现有的钢渣ro相化学处理-分选工艺只能通过物相转化提高磁选分离效率，不能进一步生产和分离出较高品质的铁酸钙和铁酸镁产品。
技术实现要素：
本发明提供了一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法。
一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：采用锤式、颚式破碎设备将钢渣磁选尾矿破碎，选择性解离出粗粒单质铁；之后在300gs～1500gs场强下磁选，分离出上述粗粒单质铁颗粒；再用辊式破碎设备将尾渣细碎，利用硬度差异选择性解离出粗颗粒铁酸钙和铁酸镁；之后在500gs～3200gs场强下磁选，分离出铁酸钙和铁酸镁粗产品；最后以震动床涡电流分选机处理铁酸钙和铁酸镁粗产品、提升产品等级。
进一步地，原料为含铁20％～30％的钢渣磁选尾矿，而不是钢渣原颗粒。
进一步地，磁选分离出含铁量>63％的粗粒单质铁粒后，采用高压辊磨机、辊式破碎机对脆性颗粒具有选择性破碎效果的辊式破碎设备将磁选尾渣破碎至0.5mm～3.5mm。
进一步地，采用震动床涡电流分选机处理粗产品，提升铁酸钙和铁酸镁产品等级，最终产品杂质矿物含量<2.5％。
进一步地，所述震动床涡电流分选设备的给料槽震动冲程为1.5mm～35mm、冲次60～900。
进一步地，提取铁酸钙和铁酸镁后残余的尾渣用于生产胶凝材料。
与现有的ro相分离技术相比较，本发明以钢渣特性为依据，采用选择性解离方法分段破碎钢渣，最终利用颗粒导电性和磁性差异借助涡电流分选技术提升铁酸钙和铁酸镁产品等级。在原料、分选原理、分选设备，分选方法和最终产品等方面都有创新，是一种新的、高效分离方法。
附图说明
图1从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的工艺流程。
具体实施方式
以下实例用于说明本发明的实施过程，但不用来限制本发明的使用方法和适用范围。
实例1：
湖北省某钢厂综合钢渣磁选尾矿，主要成分(多次测试范围值)为：tfe26.22％～27.61％，cao37.10％～38.98％，mgo7.50％～8.22％，al2o34.23％～5.24％，sio211.59％～14.20％，so30.16％～0.27％。
使用过程：
(1)选择性解离粗粒单质铁。取原料钢渣磁选尾矿5kg，首先用颚式破碎机将原料钢渣磁选尾矿破碎至9.8mm～11.2mm(多次测量平均值，下同)，选择性解离出粗粒单质铁粒。
(2)分离粗颗粒单质铁。在795gs～810gs(多次测量平均值，下同)场强下采用干式粉体磁选机磁选，以磁选精矿的形式去除粗粒单质铁，后者含铁69.01％～70.12％(多次测量平均值，下同)、用作炼钢原料。
(3)选择性解离铁酸钙和铁酸镁。利用辊式破碎设备将尾渣细碎至2.5mm～3mm、利用硬度差异选择性解离出铁酸钙和铁酸镁。
(4)分离铁酸钙和铁酸镁粗产品。在990gs～1005gs场强下磁选，分离出铁酸钙和铁酸镁粗产品。分离后剩余的细粒单质铁含铁71.22％～71.86％、合并入炼钢原料。
(5)产品提纯。以震动床涡电流分选机提纯铁酸钙和铁酸镁。震动床涡电流分选机的给料槽冲程为3mm、冲次600，产品中杂质矿物含量<2％。分离产生的尾渣用于生产胶凝材料。
实例2：
河北省某钢厂综合钢渣磁选尾矿，主要成分为：tfe22.14％～22.37％，cao36.15％～37.03％，mgo8.77％～9.09％，al2o32.22％～2.38％，sio216.35％～16.41％，so30.21％～0.32％。
使用过程：
(1)选择性解离粗粒单质铁。取原料钢渣磁选尾矿20kg，首先用颚式破碎机将原料钢渣磁选尾矿破碎至12.82mm～12.96mm，选择性解离出粗粒单质铁粒。
(2)分离粗颗粒单质铁。在540gs～552gs场强下采用干式粉体磁选机磁选，以磁选精矿的形式去除粗粒单质铁，后者含铁68.27％～68.76％、用作炼钢原料。
(3)选择性解离铁酸钙和铁酸镁。利用辊式破碎设备将尾渣细碎至2.45mm～2.68mm、利用硬度差异选择性解离出铁酸钙和铁酸镁。
(4)分离铁酸钙和铁酸镁粗产品。在880gs～905gs场强下磁选，分离出铁酸钙和铁酸镁粗产品。分离后剩余的细粒单质铁含铁73.26％～74.44％、合并入炼钢原料。
(5)产品提纯。以震动床涡电流分选机提纯铁酸钙和铁酸镁。震动床涡电流分选机的给料槽冲程为5mm、冲次230，产品中杂质矿物含量<1.63％。分离产生的尾渣用于生产胶凝材料。
实例3：
辽宁省某钢厂综合钢渣磁选尾矿，主要成分为：tfe27.31％～27.93％，cao31.35％～31.08％，mgo9.77％～9.89％，al2o31.93％～2.16％，sio216.82％～16.97％，so30.30％～0.31％。
使用过程：
(1)选择性解离粗粒单质铁。取原料钢渣磁选尾矿10kg，首先用颚式破碎机将原料钢渣磁选尾矿破碎至12.91mm～13.77mm，选择性解离出粗粒单质铁粒。
(2)分离粗颗粒单质铁。在1139gs～1157gs场强下采用干式粉体磁选机磁选，以磁选精矿形式去除粗粒单质铁，后者含铁70.05％～70.23％、用作炼钢原料。
(3)选择性解离铁酸钙和铁酸镁。利用辊式破碎设备将尾渣细碎至1.05mm～1.11mm、利用硬度差异选择性解离出铁酸钙和铁酸镁。
(4)分离铁酸钙和铁酸镁粗产品。在990gs～1110gs场强下磁选，分离出铁酸钙和铁酸镁粗产品。分离后剩余的细粒单质铁含铁72.11％～72.85％、合并入炼钢原料。
(5)产品提纯。以震动床涡电流分选机提纯铁酸钙和铁酸镁。震动床涡电流分选机的给料槽冲程为2.5mm、冲次800，产品中杂质矿物含量<2.41％。分离产生的尾渣用于生产胶凝材料。
技术特征：
1.一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：采用锤式、颚式破碎设备破碎钢渣磁选尾矿，选择性解离出粗粒单质铁；之后在300gs～1500gs场强下磁选，分离出上述粗粒单质铁颗粒；再用辊式破碎设备细碎尾渣，利用硬度差异选择性解离出铁酸钙和铁酸镁；之后在500gs～3200gs场强下磁选，分离出铁酸钙和铁酸镁粗产品；最后以震动床涡电流分选机提纯粗产品，提升铁酸钙和铁酸镁产品等级。
2.如权利要求1所述一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：原料为含铁20％～30％的钢渣磁选尾矿，而不是钢渣原颗粒。
3.如权利要求1所述一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：磁选分离出含铁量>63％的粗粒单质铁粒后，采用高压辊磨机、辊式破碎机等对脆性颗粒具有选择性破碎效果的辊式破碎设备将磁选尾渣进一步破碎至0.5mm～3.5mm。
4.如权利要求1所述一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：采用震动床涡电流分选机提纯粗产品，提升铁酸钙和铁酸镁质量等级，最终产品杂质矿物含量<2.5％。
5.如权利要求4所述一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：涉及的震动床涡电流分选设备的给料槽震动冲程为1.5mm～35mm、冲次60～900。
6.如权利要求1所述一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法，其特征在于：提取铁酸钙和铁酸镁后残余的尾渣用于生产胶凝材料。
技术总结
本发明属于资源再生领域，具体涉及一种从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法。本发明首先用选择性破碎设备将含铁20％～30％的钢渣磁选尾矿破碎至10mm～13mm，选择性解离出粗粒单质铁粒。之后在300Gs～1500Gs场强下磁选，粗粒单质铁以磁选精矿的形式被去除并用作炼钢原料。再用辊式破碎设备将磁选尾渣细碎至0.5mm～3.5mm、利用硬度差异选择性解离出铁酸钙和铁酸镁。之后在500Gs～3200Gs场强下磁选，分离出细粒单质铁合并入炼钢原料，剩余的铁酸钙和铁酸镁粗产品以震动床涡电流分选机提纯，生产出最终产品。合并上述过程中产生的无特定用途的尾渣用于生产胶凝材料，最终实现钢渣的全组分资源化利用。
技术研发人员：胡文韬;倪文;郭九传;刘欣伟
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2020.02.14
技术公布日：2020.06.16
声明：
“从钢渣磁选尾矿中分离铁酸钙和铁酸镁的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京科技大学
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2024年11月15日 ~ 17日 
