專利名稱：用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有色冶煉技術領域，涉及一種磁鐵礦的生產方法，具體涉及一種用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，能將有色冶煉渣如鎳冶煉渣、銅冶煉渣等鐵橄欖石礦渣生產加工為磁鐵礦。
背景技術：
進入21世紀，隨著我國鋼鐵冶金行業(yè)冶煉產能的大幅度提升，對鐵礦石的需求量越來越大，鐵礦石開采已不能滿足需求，每年還需要大量進口鐵礦石，2010年中國進口鐵礦石約6. 2億噸，超過全國全部鐵礦石用量的一半，中國也是國際上鐵礦石進口最多、鐵資源進口最多的國家。隨著鐵礦采選技術的發(fā)展，現在我國對含鐵15%以上的鐵礦進行開采，甚至有些在開采過程中遺棄的含鐵較高的廢石、尾礦也被二次利用。 而在有色金屬冶金過程中，含量最高、處理量最大的雜質是鐵，并且大部分進入有色金屬冶金渣中。以銅為例，在火法煉銅生產中，每生產I噸銅就產出約2 3噸含鐵40%左右的銅渣，這遠高于我國鐵礦石可采品位(TFe>27%)。以2009年為例，我國銅產量是470萬噸，排放的銅渣應該是1000 1500萬噸，其中鐵含量在400 600萬噸。還有鎳冶煉渣，含鐵也在40%左右，堆存量也已有3000余萬噸，含鐵量1200萬余噸。建國60年來，有色金屬冶金渣累計達到千億噸，應該是具有利用價值的人造礦山。這種人造礦山實質上是一種人造的鐵橄欖石礦渣，與自然形成的鐵礦具有非常大的差別，一般情況下很難還原。目前，鐵橄欖石礦渣的利用主要是高溫液態(tài)含鐵爐渣的利用。其工藝過程是將高溫液態(tài)含鐵爐渣加入反應爐中，采用噴吹技術，向高溫爐渣中吹入還原劑和造渣材料，使爐渣中的鐵被還原出來。但此工藝耗能高、投資大、投資回收期長；而且其中的噴吹、供熱等關鍵性技術問題至今還未解決。

發(fā)明內容
為了克服上述現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的就是針對目前鐵橄欖石礦渣的堆存現狀和利用工藝，提供一種用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，將鐵橄欖石礦渣中的鐵轉變?yōu)槟苓M行選礦工藝的磁鐵礦，作為鋼鐵企業(yè)煉鐵的原料。為實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是一種用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，將鐵橄欖石礦渣中的鐵橄欖石轉化為能夠用于煉鐵的磁鐵礦，為鋼鐵企業(yè)提供原料，該生產方法具體按以下步驟進行
步驟I:將鐵橄欖石礦渣磨成粉料；
步驟2 :將步驟I中的粉料在600°C 1000°C的溫度下焙燒O. 5小時 I. 5小時，焙燒過程中按每千克粉料通入O. OOlm3 O. 03m3工業(yè)氧氣的比例，通入工業(yè)氧氣，制得焙砂，即磁鐵礦。所述步驟I粉料中粒徑O. 048 mm O. 18mm的細粉占90%以上。所述粉料在焙燒窯中的充填系數為O. 04 O. 08。
本發(fā)明生產方法采用氧化磁化焙燒工藝，將鐵橄欖石礦渣轉變?yōu)榇盆F礦，通過磁選富集其中的鐵，為鋼鐵企業(yè)提供煉鐵原料，解決了國內鐵礦石匱乏的境況；同時為有色冶煉渣(實質為鐵橄欖石渣)的經濟利用提供了一種有效、實用的方法，在有色冶煉與鋼鐵冶煉之間架起了一座橋梁，尤其是對已大量堆存的有色冶煉渣的經濟利用，是一種投資小，經濟、環(huán)保效益顯著的方法。


圖I是鎳閃速爐渣的XRD譜圖。圖2是本發(fā)明方法的工藝流程圖。圖3是氧化氣氛下氧化2Fe0 *Si02，生成Fe3O4的自由焓曲線與生成Fe2O3的自由焓曲線關系圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。在有色金屬冶金過程中，含量最高、處理量最大的雜質是鐵，并且大部分鐵進入了有色金屬冶金渣中。如鎳冶煉渣，含鐵40%左右，其XRD譜圖，如圖I所示，從圖中可以看出，XRD譜線中區(qū)部位有較高的背景值，形成“鼓包”峰，這是含有大量玻璃相物質的典型衍射峰。說明鎳冶煉渣中的主要晶相是鐵橄欖石，不含有游離的氧化鐵或金屬鐵。目前鎳冶煉渣的堆存量也已有3000余萬噸，含鐵量1200萬余噸，是具有利用價值的人造礦山。為了利用鐵橄欖石礦渣中的鐵，本發(fā)明提供了一種工藝流程圖如圖2所示的用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，將鐵橄欖石礦渣中的鐵橄欖石轉化為能夠用于煉鐵的磁鐵礦，為鋼鐵企業(yè)提供原料，具有經濟、環(huán)保的特點，該生產方法具體按以下步驟進行
步驟I :將鐵橄欖石礦渣磨成粉料，該粉料中粒徑O. 048 O. 18mm的細粉占90%以上；步驟2 :將步驟I中的粉料通過加料器均勻地加入升溫后的焙燒窯，粉料在焙燒窯中的充填系數為O. 04 O. 08，在600°C 1000°C的溫度下焙燒O. 5 I. 5小時，焙燒過程中按每千克粉料通入O. 001 O. 03m3工業(yè)氧氣的比例，將工業(yè)氧氣通入焙燒窯，使鐵橄欖石礦渣中的鐵氧化為四氧化三鐵，制得磁性鐵含量達到30%以上的焙砂，即磁鐵礦；氧化焙燒過程中產生的含塵煙氣通過收塵系統(tǒng)送入煙 ，然后排出。鐵橄欖石礦渣中的鐵主要以硅酸鹽(2Fe0 · SiO2)形態(tài)存在，也有少量的以磁性鐵(Fe3O4)和硫化亞鐵(FeS)形態(tài)存在。根據鐵橄欖石礦渣的物相組成，在氧化氣氛下2Fe0 · SiO2會有如下反應
3X2Fe0 · Si02+02 (g) =2 Fe304+3 SiO2 (I)
Δ G0 = -481. 39 + 0. 1627T (KJ) (673 1473K)
2X2Fe0 · Si02+02 (g) =2 Fe203+2 SiO2 (2)
AG0 = -481. 95 + 0. 2075T (KJ) (673 1473K)
氧化氣氛下2Fe0 · SiO2氧化，生成Fe3O4的自由焓曲線與生成Fe2O3的自由焓曲線關系圖如圖3所示，圖3顯示，在一定溫度下，控制適當的氧化氣氛，可以使鐵橄欖石礦渣變成磁鐵礦。本發(fā)明方法將鐵橄欖石礦渣磨細后進行焙燒，磨細的鐵橄欖石礦渣與氧接觸發(fā)生反應，破壞了鐵橄欖石的結構，使其中的二氧化硅游離出來，并將氧化亞鐵氧化成四氧化三鐵。氧化反應過程中氧氣用量的計算
如根據公式 3X2Fe0 · Si02+02 (g) =2Fe304+3Si02按以上反應,每窯次處理鎳冶煉洛Ikg計,需要理論氧量為
32X 1X0. 3919/ (6X55. 85) = O. 036kg
O.036X22. 4/32 = O. 025 m3
取富余系數I. 2，則實際通氧量0. 0497X1.2 = 0.03 m3 實施例I 將2kg鎳冶煉渣磨細至O. 074mm O. 15mm細粉占90%以上的粉料。所用鎳冶煉渣主要成份見表I。表I 鎳冶煉渣主要成份單位Wt %
權利要求
1.ー種用鐵橄欖石礦洛生產磁鐵礦的方法，將鐵橄欖石礦洛中的鐵橄欖石轉化為能夠用于煉鐵的磁鐵礦，為鋼鐵企業(yè)提供原料，其特征在干，該生產方法具體按以下步驟進行 步驟I:將鐵橄欖石礦渣磨成粉料； 步驟2 :將步驟I中的粉料在600°C 1000°C的溫度下焙燒0. 5小時 I. 5小時，制得焙砂，即磁鐵礦。
2.根據權利要求I所述的用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，其特征在于，所述步驟I粉料中粒徑0. 048 mm 0. 18mm的細粉占90%以上。
3.根據權利要求I所述的用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，其特征在于，所述粉料在焙燒窯中的充填系數為0. 04 0. 08。
4.根據權利要求I所述的用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，其特征在于，所述步驟2焙燒過程中，按每千克粉料通入0. OOlm3 0. 03m3エ業(yè)氧氣的比例，通入エ業(yè)氧氣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用鐵橄欖石礦渣生產磁鐵礦的方法，將鐵橄欖石礦渣中的鐵橄欖石轉化為能夠用于煉鐵的磁鐵礦，為鋼鐵企業(yè)提供原料將鐵橄欖石礦渣磨成粉料；在600℃～1000℃的溫度下焙燒0.5小時～1.5小時，焙燒過程中通入工業(yè)氧氣，制得焙砂，即磁鐵礦。本生產方法能將鐵橄欖石礦渣轉變?yōu)榇盆F礦，為鋼鐵企業(yè)提供煉鐵原料，解決了國內鐵礦石匱乏的境況；同時為有色冶煉渣的經濟利用提供了一種有效、實用的方法，在有色冶煉與鋼鐵冶煉之間架起了一座橋梁，尤其是對已大量堆存的有色冶煉渣的經濟利用，是一種投資小，經濟、環(huán)保效益顯著的方法。
文檔編號C22B1/02GK102732716SQ20121019818
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權日2012年6月15日
發(fā)明者孫俏麗, 張喜慶, 樊昱, 王樹清, 王玉芳, 王輝, 胡建新, 蘆越剛, 趙畢文, 鄭江華 申請人:金川集團有限公司