本發(fā)明涉及一種錫鐵尾礦焙燒添加劑，特別涉及一種強化磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒添加劑，及該焙燒添加劑用于強化磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒分離錫鐵的方法，屬于礦物加工和有色冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含錫磁鐵礦是我國一種典型的難處理復(fù)雜資源，廣泛分布在內(nèi)蒙古黃崗、廣東大頂、云南麻栗坡、浙江銅山等地區(qū)，總儲量超過2億噸，其中錫、鐵等有價元素有極高的綜合利用價值。但是，因錫、鐵礦物嵌布粒度細，與脈石礦物共生、伴生情況復(fù)雜，常規(guī)的磨礦-磁選-重選-浮選為主的聯(lián)合選礦流程處理此類資源錫鐵分離效果差，錫石綜合回收率低于30％，獲得磁鐵精礦中錫含量超過0.1％，需進一步脫錫處理之后才能作為高爐煉鐵爐料。
錫，鎢，銻，稀土被并稱為我國的四大戰(zhàn)略資源，我國的錫礦資源儲量據(jù)世界第一位，但多為埋藏深、分布重疊的矽卡巖型脈錫礦床，錫石與硅、鈣等脈石礦物以及多種金屬礦物共生、伴生緊密，因而采礦、選礦以及冶煉的難度和成本高。美國地址調(diào)查局數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)錫礦儲量已從2000年的350萬噸銳減到2016年的110萬噸。由于長期開采和近幾年地質(zhì)工作的削弱，加之前些年小規(guī)模企業(yè)的無序開采，采用的選礦技術(shù)水平普遍不高，導(dǎo)致多數(shù)錫礦山后備資源不足，因而對我國錫資源的優(yōu)勢地位造成了潛在的威脅，嚴重影響了國內(nèi)錫工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。以目前我國錫資源的利用程度、產(chǎn)量與消耗的情況來看，錫礦資源保障年限不足10年。
與此同時，經(jīng)過長年選礦工藝處理，國內(nèi)各大選礦廠累計的含錫尾礦總量達到5億噸以上，并且還在以每年1000萬噸以上的速度增加。含錫尾礦錫的平均品位在0.1％-0.5％，折合后金屬錫的總量達到70萬噸以上。據(jù)報道，僅云南云錫公司的含錫尾礦就達到2.4億噸，其錫品位為0.18％左右，平均鐵品位高于30％。
根據(jù)錫鐵礦中含鐵礦物的不同，可將其分為赤、褐鐵礦型和磁鐵礦型，受成礦過程礦漿氧化還原狀態(tài)、電化學(xué)電位等條件影響，磁鐵礦和錫石從礦漿中的析出時間高度重合，錫元素本身是親鐵元素，因此，在磁鐵礦型的錫鐵礦中，常見錫、鐵礦物緊密嵌布，同時部分錫以晶格取代錫形式進入磁鐵礦晶格中，導(dǎo)致此類型錫鐵礦在選礦工程中極難處理，錫鐵分離效果差。而分離出的鐵精礦中因錫含量超標(biāo)，不能作為高爐煉鐵原料，大大限制了此類資源的利用。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)磁鐵礦型錫鐵尾礦儲量超過1億噸，目前尚無研究對此類型資源進行綜合回收利用。因此開發(fā)新型高效環(huán)保的處理磁鐵礦型錫鐵尾礦資源的工藝方法，可以有效的緩解優(yōu)質(zhì)鐵礦資源以及錫資源供應(yīng)緊張的局面。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中，磁鐵礦型錫鐵礦存在處理工藝復(fù)雜，難以實現(xiàn)錫鐵分離，難以利用等缺陷，本發(fā)明的一個目的是在于提供一種用于強化磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒，使鐵轉(zhuǎn)化成磁性鐵礦，而錫以非磁性尾礦固定，以實現(xiàn)錫鐵高效分離的添加劑。
本發(fā)明的另一個目的是在于提供一種利用添加劑對磁鐵礦型錫鐵尾礦進行鈣化焙燒實現(xiàn)錫鐵分離的方法，該方法操作簡單、生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好，滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種用于強化磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒的添加劑，該添加劑包括以下重量份組分：生石灰40份～60份；白云石7份～19份；碳酸鹽型含鐵尾礦20份～40份；腐植酸鈉1～10份。
本發(fā)明的添加劑主要包括生石灰、白云石、碳酸鹽型鐵尾礦和腐植酸鈉組分。天然錫石和含錫磁鐵礦(尖晶石型)結(jié)構(gòu)和表明物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫常壓之下很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。而在腐植酸鈉和弱還原氣氛的協(xié)同作用下，錫石和含錫磁鐵礦表面上的吸附氧和晶格氧先后與co反應(yīng)，進而產(chǎn)生氧缺陷，氧缺陷的形成，會提高物質(zhì)表明反應(yīng)活性，大大降低錫石和含錫磁鐵礦與其他物質(zhì)反應(yīng)活化能；同時大量研究表明，生石灰、石灰石以及碳酸鹽型鐵尾礦在焙燒過程中分解出高活性的氧化鈣和氧化鎂組分，以上組分不僅容易與細粒級的錫石反應(yīng)生成錫酸鈣、錫酸鎂等物質(zhì)，還可以置換出含錫磁鐵礦中以晶格取代形式存在的sn4+；最終通過以上添加劑的協(xié)同作用，促進磁鐵礦型錫鐵尾礦中的錫向錫酸鈣和錫酸鎂定向轉(zhuǎn)化，而錫酸鈣和錫酸鎂是非磁性物，在磨礦-磁選過程中會在非磁性物中富集，從而強化磁鐵礦型錫鐵尾礦中錫鐵分離。
優(yōu)選的方案，用于強化磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒的添加劑由以下重量份組分組成：生石灰45份～57份；白云石10份～14份；碳酸鹽型含鐵尾礦23份～35份；腐植酸鈉2～7份。
本發(fā)明還提供了將所述添加劑用于強化磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒分離錫鐵的方法，該方法是將磁鐵礦型錫鐵尾礦與添加劑混合造塊、干燥；干燥團塊置于還原氣氛中進行鈣化焙燒，焙燒礦經(jīng)過磨細、磁選分離，得到磁鐵精礦和富錫尾礦。
優(yōu)選的方案，所述添加劑質(zhì)量占磁鐵礦型錫鐵尾礦質(zhì)量的10～25％；較優(yōu)選的方案，所述添加劑質(zhì)量占磁鐵礦型錫鐵尾礦質(zhì)量的12～22％。
優(yōu)選的方案，所述鈣化焙燒的條件為：焙燒溫度為700～900℃，更有選為750～870℃；還原氣氛為一氧化碳和二氧化碳的混合氣氛；所述混合氣氛中一氧化碳的體積百分含量為3～16％，更優(yōu)選為5～12％。
優(yōu)選的方案，鈣化焙燒時間為60～120min。
優(yōu)選的方案，焙燒礦磨細至0.074mm以下粒徑質(zhì)量百分比例占80％以上。
優(yōu)選的方案，所述磁場分離通過磁場強度800～1200gs的磁選機實現(xiàn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案中通過磁選分離得到的磁鐵精礦錫含量低于0.08％，而錫幾乎全部富集在尾礦中。
本發(fā)明的技術(shù)方案中，在添加劑和弱還原氣氛共同作用下，一方面促進了錫石和晶格錫與鈣、鎂物質(zhì)的反應(yīng)；另一方面弱還原氣氛僅起到活化錫石和含錫磁鐵礦晶格的作用，抑制了錫、鐵氧化物的過還原(sno2+2co＝sn+2co2；fe3o4+co＝3feo+co2)，將磁鐵礦穩(wěn)定在fe3o4階段，最后通過磨礦-磁選，強化分離錫、鐵礦物。
相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果：
1)本發(fā)明的技術(shù)方案提供的復(fù)合添加劑中各組分之間具有明顯的協(xié)同作用，能有效破壞尾礦中錫石與磁鐵礦嵌布關(guān)系以及磁鐵礦中晶格錫的存在形式，將錫全部轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的錫酸鹽，固定在尾礦中，可以實現(xiàn)錫鐵分離；
2)本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用復(fù)合添加劑結(jié)合弱還原氣氛及低溫條件下進行鈣化焙燒，可明顯強化焙燒效果，將鐵全部轉(zhuǎn)化成磁性鐵礦，而錫轉(zhuǎn)化成非磁性的錫酸鹽化合物，通過磁選分離，可以得到鐵品味高于60％，且含錫量少于0.08％的精鐵礦，可以直接作為高爐煉鐵原料或直接還原生產(chǎn)鐵的原料，同時錫富集在渣相中，獲得品味在0.6％以上的錫尾礦。
3)本發(fā)明的磁鐵礦型錫鐵尾礦鈣化焙燒方法操作簡單、能耗低、成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
以下實施例旨在進一步說明本發(fā)明內(nèi)容，而不是限制本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
對比例1：
無鈣化焙燒、無添加劑：
以錫品位為0.32％，鐵品位為34.52％的磁鐵礦型錫鐵尾礦為原料，在磁場強度為800gs條件下磁選。得到鐵品位60.54％的鐵精礦(錫品位0.39％)，鐵回收率83.34％，尾礦錫品位0.30％。錫鐵分離效果差，磁選獲得鐵精礦含錫品位高于0.08％，不能直接作為高爐爐料進入高爐。
對比例2：
控制氣氛焙燒，無添加劑：
以錫品位為0.32％，鐵品位為34.52％的含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后進行造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，在900℃的焙燒溫度下，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為16％，磁化焙燒時間120min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1000gs條件下磁選。得到鐵品位60.23％的鐵精礦(錫品位0.38％)，鐵回收率84.14％，尾礦錫品位0.31％。錫鐵分離效果差，磁選獲得鐵精礦含錫品位高于0.08％，不能直接作為高爐爐料進入高爐。
對比例3：
控制氣氛焙燒：
以錫品位為0.32％，鐵品位為34.52％的含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的10％配加添加劑(比例為白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝20％:60％:20％)進行造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，在900℃的焙燒溫度下，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為10％，磁化焙燒時間60min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1000gs條件下磁選。得到鐵品位61.22％的鐵精礦(錫品位0.18％)，鐵回收率82.10％，尾礦錫品位0.41％。錫鐵分離效果差，磁選獲得鐵精礦含錫品位高于0.08％，不能直接作為高爐爐料進入高爐。
對比例4：
控制氣氛焙燒：
以錫品位為0.32％，鐵品位為34.52％的含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的10％配加添加劑(比例為白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝30％:40％:30％)，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，在800℃的焙燒溫度下，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為12％，磁化焙燒時間80min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1000gs條件下磁選。得到鐵品位59.34％的鐵精礦(錫品位0.20％)，鐵回收率86.21％，尾礦錫品位0.43％。錫鐵分離效果差，磁選獲得鐵精礦含錫品位高于0.08％，不能直接作為高爐爐料進入高爐。
實施例1：
以錫品位為0.32％，鐵品位為34.52％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的25％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝60％:10％:20％:10％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為16％，磁化焙燒溫度700℃，焙燒時間120min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為800gs條件下磁選。得到鐵品位62.56％的鐵精礦(錫品位0.05％)，鐵回收率83.21％，得到富錫物料錫品位0.62％。
實施例2：
以錫品位為0.32％，鐵品位為34.52％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的10％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝40％:10％:40％:10％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為3％，磁化焙燒溫度900℃，磁化焙燒時間60min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1200gs條件下磁選。得到鐵品位61.31％的鐵精礦(錫品位0.06％)，鐵回收率80.29％，得到富錫物料錫品位0.60％。
實施例3：
以錫品位為0.45％，鐵品位為45.12％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的12％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝40％:19％:40％:1％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為5％，磁化焙燒溫度700℃，磁化焙燒時間90min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1000gs條件下磁選。得到鐵品位65.33％的鐵精礦(錫品位0.07％)，鐵回收率85.72％，得到富錫物料錫品位0.72％。
實施例4：
以錫品位為0.45％，鐵品位為45.12％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的22％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝40％:19％:40％:1％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為12％，焙燒溫度900℃，磁化焙燒時間80min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1200gs條件下磁選。得到鐵品位66.02％的鐵精礦(錫品位0.06％)，鐵回收率86.34％，得到富錫物料錫品位0.73％。
實施例5：
以錫品位為0.45％，鐵品位為45.12％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的12％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝45％:14％:34％:7％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為5％，磁化焙燒溫度750℃，磁化焙燒時間95min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1100gs條件下磁選。得到鐵品位64.43％的鐵精礦(錫品位0.04％)，鐵回收率87.30％，得到富錫物料錫品位0.75％。
實施例6：
以錫品位為0.45％，鐵品位為45.12％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的22％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝57％:7％:34％:2％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為12％，磁化焙燒溫度870℃，磁化焙燒時間115min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1100gs條件下磁選。得到鐵品位63.87％的鐵精礦(錫品位0.04％)，鐵回收率81.39％，得到富錫物料錫品位0.78％。
實施例7：
以錫品位為0.27％，鐵品位為32.88％的磁鐵礦型含錫鐵尾礦為原料，將錫鐵尾礦原料脫水干燥至一定水分后，按照質(zhì)量分數(shù)的15％配加添加劑(比例為生石灰：白云石：碳酸鹽型含鐵尾礦：腐植酸鈉＝57％:13％:23％:7％)，將物料混合均勻后，添加適宜水分造塊，最后進行脫水干燥；將干燥后的團塊放入焙燒爐中，通入co的體積濃度[co/(co+co2)]為11％，磁化焙燒溫度800℃，磁化焙燒時間105min，焙燒結(jié)束后，將團塊用水冷卻，磨細至80％小于0.074mm，在磁場強度為1100gs條件下磁選。得到鐵品位63.81％的鐵精礦(錫品位0.03％)，鐵回收率85.20％，得到富錫物料錫品位0.56％。