商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法与流程

698 编辑：中冶有色技术网来源：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司;中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司

2023-09-12 16:41:23

本发明属于磁铁矿选矿技术领域，具体涉及一种优质商品级磁铁矿精制备超纯铁精矿的方法。

背景技术：

随着国民经济的不断发展,对永磁材料、还原铁等产品的需求量日益增加,对产品的质量要求也越来越高。目前,制取永磁材料(铁氧体)、还原铁粉的原料主要是氧化铁红、铁鳞,由于氧化铁红、铁鳞的产量较小且价格高、质量不太稳定,因此寻求新的廉价原料代用品,已成为一个亟待解决的重要研究课题。

超纯铁精矿由于粒度细、质量高、来源广,已成为许多永磁铁氧体预烧料生产单位的首选原料。超纯铁精矿通常要求tfe品位大于71.5％，sio2等杂质(酸不溶物)含量小于0.3％，是铁基矿物新材料重要的原料来源，可用于生产粉末冶金、磁性材料、超纯铁及洁净钢基料等。

虽然我国铁矿资源丰富，但是适合加工超纯铁精矿的资源非常有限，主要分布在辽宁、安徽、山西、福建、四川、山东等省少数地区。《金属矿山》1997年12期发表的“超纯铁精矿的选矿工艺及其开发利用的有效途径”总结了采用选矿方法制备超纯铁精矿的三种工艺流程：(1)磁-浮联合流程，即给矿－磨矿－旋流器分级－溢流弱磁选－磁精阳离子反浮选；(2)单一磁选流程；(3)阶段磨选、磁重联合流程。《金属矿山》2009年第5期发表的“用某铁精矿粉制取超纯铁精矿的选矿试验研究”，以含tfe67.70％,sio24.88％的普通铁精矿为原料,采用磨矿、弱磁选—磁重选—反浮选工艺,可生产出tfe72.02％、sio20.27％的超纯铁精矿。《现代矿业》2018年第7期发表的“磁选柱制备超纯铁精矿试验”，以山东某铁品位为66.12％的普通铁精矿为原料，采用“分级—磨矿—弱磁粗选—磁选柱精选的工艺流程”，获得了全铁品位为71.64％、回收率为81.87％、sio2含量为0.23％的超纯铁精矿。但总体来说，上述方法制备的超纯铁精矿中精矿铁品位仍不够理想，特别是sio2含量、酸不溶物含量仍然偏高。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法，制备的超纯铁精矿中tfe>72.1％、sio2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％。

为实现本发明的上述目的，本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法，以tfe在66.5％～68.5％、sio2含量4.0％～6.8％的商品级磁铁矿精矿为原料，采用以下工艺：

(1)一段磨矿－分级作业：将商品级磁铁矿精矿给入球磨机磨矿－螺旋分级机分级作业，螺旋分级机溢流粒度为-0.076mm占90％～95％，球磨机磨矿体积浓度控制在25％～30％；

(2)一段弱磁选作业：将步骤(1)获得的螺旋分级机溢流经过弱磁选，获得一段弱磁选精矿，排出一段弱磁选尾矿；所述的弱磁选采用永磁筒式磁选机，磁场强度为135.00～165.00ka/m。

(3)一段弱磁选精矿浓缩脱水作业：对步骤(2)获得的一段弱磁选精矿进行浓缩脱水，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在55％～65％；

(4)二段磨矿—分级作业：将步骤(3)获得的浓缩底流给入二段磨矿—分级作业，二段磨矿采用立式搅拌磨机，分级采用旋流器，旋流器分级溢流粒度控制在-0.038mm占88％～95％，立式搅拌磨机磨矿体积浓度控制在26％～35％；

(5)二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选作业：将步骤(4)获得的分级溢流进行二段弱磁选粗选，获得二段弱磁选粗选精矿，排出二段弱磁选粗选尾矿；对二段弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入二段弱磁选精选，获得二段弱磁选精选精矿，排出二段弱磁选精选尾矿；

所述的二段弱磁选粗选、二段弱磁选精选皆采用永磁筒式磁选机；二段弱磁选粗选的磁场强度为150.00～165.00ka/m，二段弱磁选精选的磁场强度为101.00～130.00ka/m；

通过协同调节(1)、(2)、(3)、(4)、(5)步骤的工艺条件，控制二段弱磁选精选精矿的tfe>71.2％、sio2含量≤0.7％；

(6)二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将步骤(5)获得的二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在32％～40％；

(7)反浮选作业：将步骤(6)获得的浓缩底流给反浮选作业，反浮选作业采用一次粗选、两次精选开路流程，反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶0.9～4∶1.1经加热改性处理制成；药剂制度为：粗选捕收剂用量55g/t～65g/t，精选ⅰ捕收剂用量23g/t～32g/t，精选ⅱ捕收剂用量15g/t～22g/t；反浮选作业最终获得浮选槽底tfe>72.0％、sio2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿，浮选泡沫为tfe70.7％高纯铁精矿；

进一步地，步骤(7)反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加90～100℃热水加热处理改性制成。

与现有技术相比，本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法具有如下优点：

(1)采用球磨和立式搅拌磨组合磨矿灵活可变，球磨磨矿粒度接近大多数商品级铁精矿磨矿粒度，工艺改造时可酌情考虑是否需要增加球磨设备，立式搅拌磨磨矿粒度均匀，易于控制，同时占地面积小，高效节能。

(2)二段磁选精选前后分别脱磁处理，避免磁团聚对磁选、浮选过程的影响，有利于提高分选指标。

(3)浮选药剂制度简单，捕收剂采用十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加热处理改性制成，原材料来源广泛、用量小、选择性好，而且对环境十分友好。

(4)选矿工艺流程简单，稳定可靠，适用性强。根据商品级磁铁精矿入选品位和分选难易程度，可获得超纯铁精矿中tfe品位高达72.10％～72.19％，sio2含量0.18％～0.20％，酸不溶物0.15％～0.17％。同时，还可以获得tfe品位70.86％～71.12％的高纯铁精矿。

附图说明

图1为本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法的原则工艺流程图；

图2为本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法的数质量流程图。

具体实施方式

为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法做进一步详细说明。

国内某商品级磁铁精矿tfe品位为66.83％，主要杂质sio2、al2o3、cao、mgo含量分别为6.18％、0.68％、0.28％、0.22％，其它杂质元素含量较低。

由图1所示的本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法的原则工艺流程图并结合图2看出，本发明一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法采用以下工艺步骤：

(1)一段磨矿－分级作业：将该商品级磁铁矿精矿给入球磨机磨矿－螺旋分级机分级作业，螺旋分级机溢流粒度为-0.076mm占95％，球磨机磨矿体积浓度控制为28％；

(2)一段弱磁选作业：将步骤(1)获得的螺旋分级机溢流经过弱磁选，获得tfe品位68.95％的一段弱磁选精矿，排出tfe品位12.44％的一段弱磁选尾矿；所述的弱磁选采用永磁筒式磁选机，磁场强度为159.24ka/m；

(3)一段弱磁选精矿浓缩脱水作业：对获得的一段弱磁选精矿进行浓缩脱水，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在58％；

(4)二段磨矿—分级作业：将步骤(3)获得的浓缩底流给入二段磨矿—分级作业，二段磨矿采用立式搅拌磨机，分级采用旋流器，旋流器分级溢流粒度控制在-0.038mm占90％，立式搅拌磨机磨矿体积浓度控制在31％；

(5)二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选作业：将步骤(4)获得的分级溢流进行二段弱磁选粗选，获得tfe品位71.14％的二段弱磁选粗选精矿，排出tfe品位12.92％二段弱磁选粗选尾矿；对二段弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入二段弱磁选精选，获得tfe品位71.41％的二段弱磁选精选精矿，排出tfe品位28.81％的二段弱磁选精选尾矿；该二段弱磁选精选尾矿可以作为选矿厂的铁矿石原料，也可以直接并入到总尾矿。

所述的二段弱磁选粗选、二段弱磁选精选皆采用永磁筒式磁选机；二段弱磁选粗选的磁场强度为159.24ka/m，二段弱磁选精选的磁场强度为127.39ka/m；

(6)二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将步骤(5)获得的二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在36.5％；

(7)反浮选作业：将步骤(6)获得的浓缩底流给反浮选作业，反浮选作业采用一次粗选、两次精选开路流程，反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1经加热改性处理制成；药剂制度为：粗选捕收剂用量60g/t，精选ⅰ捕收剂用量30g/t，精选ⅱ捕收剂用量20g/t；反浮选作业最终获得浮选槽底tfe>72.10％、sio2含量0.17％的超纯铁精矿，浮选泡沫为tfe70.86％高纯铁精矿。

研究表明，本发明捕收剂采用十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加热处理改性制成，使用效果显著。如果仅仅采用十二胺作为捕收剂，仅能够获得tfe71.5％～71.8％、sio2含量0.22％～0.25％、酸不溶物0.20％～0.23％的准超纯铁精矿，无法获得tfe>72.0％、sio2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿。

技术特征：

1.一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法，以tfe在66.5％～68.5％、sio2含量4.0％～6.8％的商品级磁铁矿精矿为原料，其特征在于采用以下工艺：

(1)一段磨矿－分级作业：将商品级磁铁矿精矿给入球磨机磨矿－螺旋分级机分级作业，螺旋分级机溢流粒度为-0.076mm占90％～95％，球磨机磨矿体积浓度控制在25％～30％；

(2)一段弱磁选作业：将步骤(1)获得的螺旋分级机溢流经过弱磁选，获得一段弱磁选精矿，排出一段弱磁选尾矿；所述的弱磁选采用永磁筒式磁选机，磁场强度为135.00～165.00ka/m；

(3)一段弱磁选精矿浓缩脱水作业：对步骤(2)获得的一段弱磁选精矿进行浓缩脱水，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在55％～65％；

(4)二段磨矿—分级作业：将步骤(3)获得的浓缩底流给入二段磨矿—分级作业，二段磨矿采用立式搅拌磨机，分级采用旋流器，旋流器分级溢流粒度控制在-0.038mm占88％～95％，立式搅拌磨机磨矿体积浓度控制在26％～35％；

(5)二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选作业：将步骤(4)获得的分级溢流进行二段弱磁选粗选，获得二段弱磁选粗选精矿，排出二段弱磁选粗选尾矿；对二段弱磁选粗选精矿进行脱磁后，给入二段弱磁选精选，获得二段弱磁选精选精矿，排出二段弱磁选精选尾矿；

所述的二段弱磁选粗选、二段弱磁选精选皆采用永磁筒式磁选机；二段弱磁选粗选的磁场强度为150.00～165.00ka/m，二段弱磁选精选的磁场强度为101.00～130.00ka/m；

通过协同调节(1)、(2)、(3)、(4)、(5)步骤的工艺条件，控制二段弱磁选精选精矿的tfe>71.2％、sio2含量≤0.7％；

(6)二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将步骤(5)获得的二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩，浓缩底流矿浆的质量浓度控制在32％～40％；

(7)反浮选作业：将步骤(6)获得的浓缩底流给反浮选作业，反浮选作业采用一次粗选、两次精选开路流程，反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶0.9～4∶1.1经加热改性处理制成；药剂制度为：粗选捕收剂用量55g/t～65g/t，精选ⅰ捕收剂用量23g/t～32g/t，精选ⅱ捕收剂用量15g/t～22g/t；反浮选作业最终获得浮选槽底tfe>72.0％、sio2含量≤0.20％、酸不溶物≤0.17％的超纯铁精矿，浮选泡沫为tfe70.7％高纯铁精矿。

2.如权利要求1所述的一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法，其特征在于：步骤(7)反浮选作业采用的捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1混合加90～100℃热水加热处理改性制成。

技术总结

本发明公开了一种商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法，分别采用一段磨矿－分级－一段弱磁选、一段弱磁选精矿浓缩脱水、二段磨矿—分级、二段弱磁选粗选－脱磁－二段弱磁选精选、二段弱磁选精选精矿脱磁－浓缩作业：将二段弱磁选精选精矿进行脱磁处理，再进行浓缩、反浮选作业，最终获得超纯铁精矿中TFe品位72.10％～72.19％，SiO2含量0.18％～0.20％，酸不溶物0.15％～0.17％。同时，还可以获得TFe品位70.86％～71.12％的高纯铁精矿。本发明反浮选作业捕收剂为十二胺与冰乙酸溶液按照质量比4∶1经加热改性处理。本发明方法适用性强、高效节能。浮选药剂制度简单，来源广泛、用量小、选择性较好，而且对环境十分友好等优异性能。

技术研发人员：王海亮;沈进杰;高春庆;骆洪振;侯更合;杨任新

受保护的技术使用者：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司;中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司

技术研发日：2020.09.09

技术公布日：2020.11.10

声明：

“商品级磁铁矿精矿深加工制备超纯铁精矿的方法与流程” 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。

我是此专利(论文)的发明人(作者)