專利名稱：鐵礦石焙燒工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵礦石的焙燒工藝方法，尤其是赤(褐)鐵礦-菱鐵礦混合型鐵礦石的焙燒工藝方法。

背景技術(shù)：
在重慶市綦江縣境內(nèi)，儲藏著一種赤(褐)鐵礦-菱鐵礦混合型鐵礦石(本文稱之為綦江鐵礦石)，曾經(jīng)供給重慶鋼鐵(集體)有限公司使用。綦江鐵礦石屬酸性高硅低硫含磷鐵礦石，礦石自然類型為赤(褐)鐵礦-菱鐵礦混合型礦石；以其礦石中鐵的賦存狀態(tài)復(fù)雜，多種礦物共生，礦嵌布粒度極為細(xì)少難以單體解離和鐵精礦脫水難等特點而聞名于世。為開發(fā)利用這部份資源，重鋼曾于六十年代初至七十年代末，累計投入試驗經(jīng)費100余萬元，先后委托數(shù)家冶金礦山研究院，開展磁、重、浮選礦試驗研究，并相繼在綦江鐵礦建設(shè)投廠平硐重介質(zhì)選礦廠和麻柳灘天然氣焙燒磁選廠，但皆因礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難磨難選難脫水而被迫停廠、停用。綦江鐵礦石性質(zhì)主要為一、礦物組成復(fù)雜，多種礦物共生。礦石新鮮面在肉眼下多顯灰黑色～深黑色，具有致密塊狀構(gòu)造，部分呈條帶狀、豆?fàn)睢⒔堑[狀、稀疏浸染狀或斑雜狀構(gòu)造。經(jīng)鏡下觀察、X射線衍射分析和掃描電鏡分析，礦石中鐵礦物種類較多，除菱鐵礦以外，其次是赤鐵礦，另有少量磁鐵礦、半假象赤鐵礦和褐鐵礦。金屬硫化物含量極低，僅見黃鐵礦零星分布。脈石礦物以石英為主，其次是葉綠泥石、鮞綠泥石、伊利石和磷灰石。其它微量礦物包括方解石、白云石、斜長石、黑云母、白云母、鋯石、金紅石和綠簾石。二、嵌布粒度極為細(xì)少，難以單體解離。二、1、赤鐵礦和褐鐵礦赤鐵礦和褐鐵礦分布較廣泛，產(chǎn)出形式較為復(fù)雜，概括起來大致可分為兩種形式。①呈豆?fàn)罴象w出現(xiàn)，內(nèi)部裂隙常見，少數(shù)集合體具有生物結(jié)構(gòu)。部分集合體中因泥質(zhì)成分含量較高，沿邊緣可見褐鐵礦交代，粒度0.3～1.0mm不等。②呈不規(guī)則狀或細(xì)脈狀沿石英碎屑粒間充填，構(gòu)成極為復(fù)雜的交生關(guān)系，同時亦可作為膠結(jié)物沿豆?fàn)畲盆F礦或豆?fàn)畛噼F礦集合體粒間分布。粒度變化較大，粗者可至0.3mm，細(xì)小者僅0.01mm左右，一般0.02～0.2mm。上述兩種產(chǎn)出形式的赤鐵礦中，數(shù)量上以第一種為主，二者礦物含量比大致為65∶35。分屬不同成因的產(chǎn)物，前者由豆?fàn)畲盆F礦經(jīng)假象赤鐵礦化形成的，其嵌布特征較為簡單。后者則與熱液交代或風(fēng)化淋濾作用有關(guān)。由于與脈石礦物交生關(guān)系復(fù)雜，后一種形式的赤鐵礦即使細(xì)磨亦很難獲得充分解離。二、2、菱鐵礦菱鐵礦常呈自形、半自形粒狀。顏色變化較大，以黃褐色為主，其次為紅褐色、黃綠色和黑褐色。分為原生和次生兩種，前者常呈微細(xì)粒和中細(xì)粒產(chǎn)出。其中微細(xì)粒菱鐵礦主要以基質(zhì)的形式出現(xiàn)，結(jié)晶粒度一般0.005～0.04mm，集合體粒度粗者大于1.0mm，細(xì)小者小于0.05mm，一般0.1～0.5mm，在微細(xì)粒菱鐵礦粒間常廣泛分布棱角狀或次棱角狀的石英碎屑，其中石英碎屑粒度粗細(xì)不均勻，細(xì)小者小于0.01mm，一般0.02～0.05mm，個別粗者大于0.3mm。局部石英礦屑較為富集，甚至向鐵質(zhì)砂巖過渡，此時菱鐵礦多以膠結(jié)物的形式存在，或呈星散狀不均勻嵌布。次生菱鐵礦通常結(jié)晶程度較高，粒度較粗，多呈不規(guī)則團(tuán)塊狀或細(xì)脈狀沿礦石孔洞及裂隙充填交代微細(xì)?；蛑屑?xì)粒菱鐵礦。部分微細(xì)粒菱鐵礦呈球粒狀或鮞狀集合體出現(xiàn)，鮞核常由細(xì)小的鱗片狀綠泥石和微細(xì)粒石英碎屑組成，即使細(xì)磨亦很難將其解離。二、3、脈石礦物主要是石英，其次為綠泥石、伊利石和磷灰石。其中石英分布廣泛，常呈碎屑狀包裹于部分豆?fàn)畲盆F礦和赤鐵礦中，部分則呈碎屑狀與菱鐵礦交生，粒度大小不一，細(xì)小者小于0.01mm，一般0.02～0.1mm，個別可至0.3mm左右。綠泥石常為細(xì)鱗片狀，集合體為不規(guī)則狀，多沿菱鐵礦粒間充填或作為鮞核包裹在菱鐵礦內(nèi)部，局部較為富集而成為菱鐵礦的嵌布基底，集合體粒度變化較大，小者小于0.02mm，一般0.05～0.5mm，部分可至1.0mm左右。磷灰石分布廣泛，常呈細(xì)小的粒狀見于菱鐵礦粒間分布，粒度大多在0.002～0.05mm之間，極少見粒度更粗者，分布特點一是粒度細(xì)?。欢桥c菱鐵礦的關(guān)系極為密切，即使采用細(xì)磨工藝亦很難使其解離。三、濾餅含水高，鐵精礦脫水難。綦江鐵礦麻柳灘天然氣焙燒磁選廠在七十年代試生產(chǎn)期間，采用永磁真空外濾式過濾機，鐵精礦濾餅水份平均為18％，最高達(dá)21.30％，由于鐵精礦濾餅水份高，生產(chǎn)難以正常進(jìn)行。曾邀請冶金部脫水專家來礦組織技術(shù)攻關(guān)，但由于鐵精礦存在著孔隙水和磁團(tuán)聚包裹水，且極易形成結(jié)垢堵塞過濾布毛細(xì)孔等原因而未果。
綦江鐵礦石因以上特點，采用現(xiàn)有技術(shù)無法焙燒處理，長期得不到開采和使用，使寶貴的自然資源閑置，不能將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。同時，重慶鋼鐵(集體)有限公司又需要大量的鐵礦石，每年需要花費很大數(shù)額的金錢購買外地鐵礦石，再花費大筆的運費將外地鐵礦石運回廠區(qū)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)無法對綦江鐵礦石焙燒處理，綦江鐵礦石長期得不到開采和使用的不足，提供一種焙燒處理方法，能有效對赤(褐)鐵礦-菱鐵礦混合型鐵礦石進(jìn)行焙燒處理，提供鋼鐵廠使用的合格的、優(yōu)質(zhì)焙燒礦。
本發(fā)明的焙燒處理方法一種鐵礦石焙燒工藝方法，步驟為(1)、檢測、調(diào)整鐵礦石中菱鐵礦FeCO3與赤鐵礦Fe2O3的重量比，若鐵礦石中菱鐵礦FeCO3含量低，則加入菱鐵礦FeCO3，使菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于或等于0.725；(2)、將鐵礦石或鐵礦石與菱鐵礦的混合礦石破碎，過篩，選取粒度在10-75mm的礦石；(3)、在720℃至900℃下焙燒，焙燒負(fù)壓大于100mm水柱。
菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于1。
本發(fā)明的鐵礦石焙燒工藝方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下特點 1、菱鐵礦磁化焙燒無需外加還原劑，在中性氣氛條件下便可實現(xiàn)，并放出還原性氣體CO作為赤鐵礦磁化焙燒的還原劑。不需要外加還原劑，在中性氣氛下，就能實現(xiàn)菱鐵礦與赤鐵礦磁化焙燒；省略外加還原劑的工序，節(jié)省了還原劑，如煤粉等的用量，降低了焙燒成本。
2、能很好地利用赤(褐)鐵礦-菱鐵礦混合型鐵礦石的，從技術(shù)上、理論上為開發(fā)綦江鐵礦石提供了依據(jù)。
3、焙燒效果好，提供質(zhì)量穩(wěn)定、符合煉鐵需要的焙燒礦。



下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明 圖1原礦在中性密閉氣氛(氮氣環(huán)境)中的差熱-熱重(TGA-DTA)曲線。
圖2礦石焙燒試驗流程 圖3 綦江式鐵礦石焙燒工業(yè)試驗流程
具體實施例方式 本發(fā)明的焙燒處理方法是一種鐵礦石焙燒工藝方法，其特征在于包括如下步驟(1)、檢測、調(diào)整鐵礦石中菱鐵礦FeCO3與赤鐵礦Fe2O3的重量比，若鐵礦石中菱鐵礦FeCO3含量低，則加入菱鐵礦FeCO3，使菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于或等于0.725；(2)、將鐵礦石或鐵礦石與菱鐵礦的混合礦石破碎，過篩，選取粒度在10-75mm的礦石；(3)、在720℃至900℃下焙燒，焙燒負(fù)壓大于100mm水柱； 菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于1。
本發(fā)明的技術(shù)依據(jù)，①差熱分析 如圖1所示，為差熱-熱重儀Netzsch測得原礦在中性密閉氣氛(氮氣環(huán)境)中的差熱-熱重(TGA-DTA)曲線。
結(jié)果表明隨著溫度的升高，曲線ABC段表示褐鐵礦吸熱、脫水分解，重量開始減輕，其化學(xué)方程式如下所示 2Fe2O3·3H2O＝2Fe2O3+3H2O-Q1 曲線DEF段表示菱鐵礦吸熱分解，生成FeO，F(xiàn)eO性質(zhì)相當(dāng)活潑，不穩(wěn)定，被自身分解產(chǎn)生的CO2快速氧化生成強磁性礦物Fe3O4，析出CO、CO2混合氣體，礦石失重，F(xiàn)eO氧化放出大量的熱，反應(yīng)方程式如下所示 FeCO3＝FeO+CO2-Q2 3FeO+CO2＝Fe3O4+CO+Q3 總反應(yīng)方程式3FeCO3＝Fe3O4+CO+2CO2-Q4 曲線FGH段表示赤鐵礦被CO還原生成強磁性礦物-Fe3O4，化學(xué)反應(yīng)方程式如下 3Fe2O3+CO＝2Fe3O4+CO2-Q5 二者總反應(yīng)方程式FeCO3+Fe2O3＝Fe3O4+CO2-Q6 ②反應(yīng)機理 由工藝礦物學(xué)研究可知該礦樣為赤鐵礦-菱鐵礦混合型礦石。在中性氣氛(不外加還原劑，比如煤粉)條件下，菱鐵礦磁化焙燒化學(xué)反應(yīng)方程式為FeCO3→FeO+CO2 3FeO+CO2→Fe3O4+CO 其總反應(yīng)式為 3FeCO3→Fe3O4+2CO2+CO 而赤鐵礦磁化焙燒化學(xué)反應(yīng)方程式為 3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2 二者總反應(yīng)方程式為FeCO3+Fe2O3→Fe3O4+CO2 由以上反應(yīng)式可知赤鐵礦磁化焙燒必須要有還原劑，而菱鐵礦磁化焙燒無需外加還原劑，在中性氣氛條件下便可實現(xiàn)，并放出還原性氣體CO作為赤鐵礦磁化焙燒的還原劑。從理論上分析，菱鐵礦與赤鐵礦的物質(zhì)重量的比值大于或等于1，即重量比值只要達(dá)到0.725及以上，該礦石便可實現(xiàn)中性磁化焙燒的順利進(jìn)行，而實際礦石菱鐵礦與赤鐵礦重量比值為1.27，大于0.725。
圖2為礦石焙燒試驗流程。
實施例1，調(diào)整菱鐵礦與赤鐵礦重量比，按照菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于1的比例混合，實際比值為1.1左右；稱取-2mm礦石1.2kg，裝入金屬容器，待電阻爐溫度升到設(shè)定溫度時放入焙燒爐膛內(nèi)，當(dāng)爐溫升到設(shè)定溫度后，再記錄焙燒時間，進(jìn)行磁化焙燒，到設(shè)定時間后，取出容器并迅速用水封冷卻，焙燒礦經(jīng)冷卻后，再按50％的濃度進(jìn)行磨礦(細(xì)度-0.043mm98.54％)，分樣，取約20g小樣做磁選管試驗，檢驗焙燒礦中強磁性鐵礦物的含量，以檢測焙燒礦的質(zhì)量。
得到試驗指標(biāo)如下 試驗指標(biāo)表(％)表1 試驗結(jié)論該礦石采用該焙燒工藝方法是切實可行的。在中性氣氛條件下，控制焙燒溫度838℃，焙燒時間90min，水冷出爐，即可獲得比較優(yōu)質(zhì)的焙燒礦。
實施例2，(1)、在綦江鐵礦平硐礦區(qū)和白石潭礦區(qū)井下按2∶1的比例，分別采取平硐礦樣600噸，石潭礦樣300噸共900噸。菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大約在1.05至1.25之間。經(jīng)混勻破碎、篩分至75-15mm和15-0mm兩個粒級，75-15mm入爐焙燒，入爐礦鐵品位41.08％，燒失21.83％，礦樣具有較好的代表性。菱鐵礦與赤鐵礦混合破碎篩分，加工至0-15mm和15-75mm兩個粒級，15-75mm粒級入焙燒爐，鐵礦石在爐內(nèi)預(yù)熱帶經(jīng)預(yù)熱后靠自重下落進(jìn)入加熱帶，在加熱帶(780℃)完成分解反應(yīng)后進(jìn)入底部冷卻帶，由排礦輥、搬出機排出爐外給入產(chǎn)品運輸皮帶機，0-15mm粒級粉礦從振動篩下經(jīng)溜槽排出。
(2)、試驗爐型及操作條件 試驗爐型為綦江鐵礦自行研究設(shè)計的綦江式焙燒爐，其試驗操作條件為燃燒室溫度1070℃，加熱帶溫度806℃，預(yù)熱帶溫度425℃，焙燒負(fù)壓大于100mm水柱(焙燒爐的燃燒室內(nèi)因抽風(fēng)而產(chǎn)生的負(fù)壓)。
(3)、試驗時間 試驗時間共5天，其中調(diào)整焙燒爐操作條件2天，連續(xù)穩(wěn)定試驗3天。
(4)、取樣分析制度 為保證試驗過程中的礦樣代表性，取樣間隔時間為1小時取樣一次，每班取樣8次合并為一個化驗分析樣品。
(5)、試驗流程 將白石潭礦區(qū)所采集試樣運至平硐焙燒車間，按平硐礦區(qū)試樣∶白石潭礦區(qū)井試樣＝2∶1的比例，經(jīng)檢測其菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于1；用人工給料的方法給入破碎篩分系統(tǒng)，達(dá)合格粒級入爐焙燒，試驗流程見圖3所示，參見圖3。
(6)、試驗結(jié)果 ①臺時處理量和焙燒礦產(chǎn)量 臺時處理量7.65噸/臺.時，焙燒礦產(chǎn)量5.98噸/臺.時。
②煤耗連續(xù)穩(wěn)定試驗期間耗煙煤16噸，產(chǎn)焙燒礦430.11噸，煤耗37Kg/噸焙燒礦。
③電耗連續(xù)穩(wěn)定試驗期間耗電3720Kw.h，產(chǎn)焙燒礦430.11噸，電耗8.65Kw.h/噸焙燒礦。
④試驗指標(biāo)入爐礦品位41.08％，燒失21.83％，焙燒礦品位51.42％。焙燒礦在磁場強度1200奧斯特，磨礦細(xì)度-200目的條件下，經(jīng)磁選管選別，鐵精礦品位56.44％，精礦產(chǎn)率51.80％，金屬回收率56.86％。
從上述實施例可知 (1)、試驗室小型試驗和工業(yè)試驗均表明綦江式鐵礦石采用焙燒工藝是切實可行的。在中性氣氛條件下，控制焙燒溫度820℃，經(jīng)水冷后排出爐外，即可獲得比較優(yōu)質(zhì)的焙燒礦。
(2)、試驗室試驗指標(biāo)為入爐礦品位40.39％，燒失18.96％，焙燒礦品位51.75％。
(3)、工業(yè)性試驗指標(biāo)為入爐礦品位41.08％，燒失21.83％，焙燒礦品位51.42％。
(4)、根據(jù)綦江式鐵礦石中鐵的賦存狀態(tài)復(fù)雜，多種礦物共生，礦嵌布粒度極為細(xì)少難以單體解離和鐵精礦脫水難等特點，采用焙燒工藝獲得鐵品位＞50％的焙燒礦，供重鋼集團(tuán)股份公司煉鐵廠，在技術(shù)上是可行的，是處理綦江式難選鐵礦石的一種行之有效的方法。
菱鐵礦與赤鐵礦的混合礦石破碎、過篩等，都有具體的工藝參數(shù)，不同類型、大小的焙燒爐的工藝參數(shù)有差異。對鐵礦石破碎、過篩等作為現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳述。
權(quán)利要求
1.一種鐵礦石焙燒工藝方法，其特征在于包括如下步驟(1)、檢測、調(diào)整鐵礦石中菱鐵礦FeCO3與赤鐵礦Fe2O3的重量比，若鐵礦石中菱鐵礦FeCO3含量低，則加入菱鐵礦FeCO3，使菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于或等于0.725；(2)、將鐵礦石或鐵礦石與菱鐵礦的混合礦石破碎，過篩，選取粒度在10-75mm的礦石；(3)、在720℃至900℃下焙燒，焙燒負(fù)壓大于100mm水柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦石焙燒工藝方法，其特征在于菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵礦石焙燒工藝方法，步驟為(1)檢測、調(diào)整鐵礦石中菱鐵礦FeCO3與赤鐵礦Fe2O3的重量比，若鐵礦石中菱鐵礦FeCO3含量低，則加入菱鐵礦FeCO3，使菱鐵礦與赤鐵礦重量比值大于或等于0.725；(2)將鐵礦石或鐵礦石與菱鐵礦的混合礦石破碎，過篩，選取粒度在10-75mm的礦石；(3)在720℃至900℃下焙燒，焙燒負(fù)壓大于100mm水柱。本發(fā)明的鐵礦石焙燒工藝方法，菱鐵礦磁化焙燒無需外加還原劑，在中性氣氛條件下便可實現(xiàn)，并放出還原性氣體CO作為赤鐵礦磁化焙燒的還原劑；省略外加還原劑的工序，節(jié)省了還原劑，如煤粉等的用量，降低了焙燒成本。能很好地利用較難處理的赤(褐)鐵礦—菱鐵礦混合型鐵礦石的，從技術(shù)上、理論上為開發(fā)綦江鐵礦石提供了依據(jù)。
文檔編號C22B1/14GK101104881SQ20071009242
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者舒西剛, 賴維遠(yuǎn), 健 康, 彬 鄧, 魏紅瓊 申請人:重慶鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司