施加磁场处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法技术

本发明专利技术涉及一种施加磁场处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法。该法包括步骤：S101：将含铁粉料与固体还原剂混合，之后加入粘结剂，得到混合料；S102：将混合料制成球团后干燥；S103：将S102的产物于磁场还原炉中还原，还原温度为850～1000℃，磁场强度为0.2～1.2T，还原时间为30～90min；之后渣铁分离得到直接还原铁产品。本发明专利技术提供的回收方法，能够显著缩短还原时间，加快反应进程，有效用于处理钢铁流程中的尾矿、渣料、含铁炉尘等固体废弃物和低品位多金属共伴生矿产资源同时具有工艺流程简单、金属回收率高、能耗低以及运行成本低等优点，便于大规模生产，具有良好的应用前景。

Magnetic field treatment of low grade polymetallic associated iron ore and solid waste in iron and steel process

The invention relates to a method for treating low-grade polymetallic associated iron ore and solid waste in iron and steel process by applying magnetic field. The method includes steps: S101: mixing iron powder with solid reducing agent and then adding binder to get the mixture; S102: the mixture is made into pellets and dried; S103: the product of S102 is reduced in a magnetic field reduction furnace, the reduction temperature is 850~1000, the magnetic field strength is 0.2 to 1.2T, and the reduction time is 30 to 90min; The direct reduction iron product was obtained by the separation of the rear slag iron. The recovery method provided by the invention can significantly shorten the reduction time and accelerate the reaction process. It is effective for the treatment of solid waste, such as tailings, slag, iron containing furnace dust, and low grade polymetallic co associated mineral resources in the iron and steel process, and has the advantages of simple process flow, high recovery of metal recovery, low energy consumption and low operating cost. These advantages are convenient for mass production and have good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
施加磁场处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法
本专利技术涉及冶金废弃物综合回收利用
，具体涉及一种施加磁场处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法。
技术介绍
现如今，我国铁矿石资源多为多金属复合共伴生的贫矿，选冶分离效果差，利用率低。我国要解决铁矿资源短缺问题，迫切需要通过依靠技术进步来实现国内现有铁矿石资源的有效利用，尤其是加大对低品位、复合共生铁矿资源的综合开发利用。同时，随着中国钢铁产业迅速发展，钢铁流程中的尾矿、渣料、含铁炉尘等选冶固体废弃物也逐年增加，该类固体废弃物成分复杂、粒度细小、品味极低、利用较为困难。如何真正做到合理、高效、综合地利用这些含铁的固体废弃物，是钢铁冶金流程急需解决的问题。近年来，针对低品位多金属复合共伴生矿产资源的开发利用和含铁固体废弃物的有效利用，人们进行了广泛研究，开发的方法主要有直接还原、湿法萃取、固化或玻化法以及选冶处理等。但是，上述处理方法均在不同程度上存在着工艺流程复杂、能耗高、金属回收率低、运行成本高、具有二次污染等缺点。鉴于此，寻求一种新型的能够将上述低品位多金属复合共伴生矿产资源和冶金废弃物高效回收的方法是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术旨在提供一种施加磁场处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法。本专利技术提供的处理方法，能够显著缩短还原时间，加快反应进程，有效用于处理钢铁流程中的尾矿、渣料、含铁炉尘等固体废弃物和低品位多金属共伴生矿产资源；同时，具有工艺流程简单、金属回收率高、能耗低以及运行成本低等优点，便于大规模生产，具有良好的应用前景。为此，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，包括以下步骤：S101：将含铁粉料与固体还原剂混合均匀，之后加入粘结剂，得到混合料；S102：将混合料制成球团，之后干燥；S103：将S102得到的产物于磁场还原炉中进行还原，之后采用磁选或者熔分等分离方式获得金属铁和富集渣。优选地，S101中，固体还原剂为焦炭粉和/或煤粉；且固体还原剂中固定碳与含铁粉料中铁氧化物的氧的原子比，C/O为0.6～1.5。优选地，S101中，粘结剂选用水玻璃和/或膨润土，且粘结剂的加入量为混合料总质量的5％～10％。优选地，S102中，球团的直径为10～20mm，干燥的条件为：温度为105±5℃，时间为12～24h。优选地，S102中，将混合料采用造球机或压球机制成球团。优选地，S103中，还原的条件具体为：温度为850～1000℃，时间为30～90min，磁场强度为0.2～1.2T。优选地，S103中，磁场为稳恒磁场。优选地，含铁粉料包括低品位多金属共伴生矿产资源、钢铁流程中的尾矿、渣料、含铁炉尘中的一种或几种；且含铁粉料的粒度小于200目。第二方面，采用本专利技术提供的方法回收得到的还原铁产品。本专利技术提供的上述技术方案具有以下优点：(1)采用本专利技术的方法，可以降低还原温度，实现选择性还原。通过本专利技术方法，利用磁场对化学反应的影响和组织形貌的控制，可以实现在较低温度下的选择性还原，从而用于高效处理钢铁流程中的尾矿、渣料、含铁炉尘等固体废弃物和低品位多金属共伴生矿产资源，而且品味越低，磁场作用效果越明显。(2)采用本专利技术的方法，可以缩短还原时间。通过本专利技术方法，在磁场作用下，还原物料具有疏松多孔的结构，加快了反应速率，缩短了还原时间。(3)采用本专利技术的方法，可以提高金属化率。通过本专利技术方法，如还原温度950℃，在磁场作用下，能获得金属化率85％以上的产品；相比于未施加磁场，产品的金属化率提高了4倍有余；进而有效克服了直接还原处理废弃物存在的金属回收率低，能耗高的问题。(4)本专利技术提供的处理方法，能够显著缩短还原时间，加快反应进程，有效用于处理钢铁流程中的尾矿、渣料、含铁炉尘等固体废弃物和低品位多金属共伴生矿产资源；同时，具有工艺流程简单、金属回收率高、能耗低以及运行成本低等优点，于大规模生产，具有良好的应用前景。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术施加磁场处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的工艺流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本专利技术的技术方案，因此只作为实例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量实验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。本专利技术提供一种处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，如图1所示，包括以下步骤：S101：原料配比将含铁粉料与固体还原剂混合均匀，之后加入粘结剂，得到混合料；其中，固体还原剂为焦炭粉和/或煤粉；且固体还原剂中固定碳与含铁粉料中铁氧化物的氧的原子比，C/O为0.6～1.5；含铁粉料包括低品位多金属共伴生矿产资源、钢铁流程中的尾矿和渣料、含铁炉尘中的一种或几种；且含铁粉料的粒度小于200目；粘结剂选用水玻璃和/或膨润土，且粘结剂的加入量为混合料总质量的5％～10％。S102：球团制备将上述混合料采用造球机或压球机制备球团，球团直径为10～20mm；将压制好的球团经干燥后备用，干燥条件为105±5℃下保温12～24h。S103：固相还原将2～3层含碳球团平铺于料盘中，置于磁场还原炉中，升温至850～1000℃进行还原，还原时间为30～90min，磁场强度0.2～1.2T；还原结束后，渣铁分离得到直接还原铁产品，实现“变废为宝”；其中，磁场为稳恒磁场。下面结合具体实施方式进行说明：下述实施例一和对比例一、实施例二和对比例二中，以粒度在200目以下的低品位的白云鄂博铁矿粉为铁矿粉，以200～300目之间的焦炭粉为还原剂。其中，白云鄂博铁矿粉的具体化学成分如表1所示，焦炭粉的具体化学成分如表2所示。表1白云鄂博矿的化学成分和质量含量列表/％表2焦炭的化学成分和质量含量列表/％成分固定碳灰分挥发份硫含量/％84.685.519.810.4实施例一本实施例提供一种处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，包括以下步骤：S101：原料配比依据表1和表2，将低品位矿粉配加焦碳粉充分混和均匀，确定焦碳粉中的固定碳与铁矿粉中铁氧化物的氧的原子比，即C/O为1.1；待混合均匀后配加粘结剂，粘结剂选用水玻璃，加入量为混合料总质量的8％。S102：球团制备将上述混合料采用压球机制成直径为10～15mm的含碳球团；将含碳球团干燥后备用，干燥条件为110℃下保温24h。S103：固相还原将3层含碳球团平铺于料盘中，置于磁场管式还原炉内进行还原，还原温度为950℃，磁场强度在1.0±0.02T，还原时间为40min；待还原结束后，渣铁分离得到直接还原铁产品。本实施例渣铁分离后得到金属化率为86.81％的直接还原铁产品。对比例一本对比例提供一种处理低品位多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，包括以下步骤：S101：原料配比依据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：将含铁粉料与固体还原剂混合均匀，之后加入粘结剂，得到混合料；S102：将所述混合料制成球团，之后干燥；S103：将所述S102得到的产物于磁场还原炉中进行还原，之后渣铁分离得到直接还原铁产品。

【技术特征摘要】
1.一种处理多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：将含铁粉料与固体还原剂混合均匀，之后加入粘结剂，得到混合料；S102：将所述混合料制成球团，之后干燥；S103：将所述S102得到的产物于磁场还原炉中进行还原，之后渣铁分离得到直接还原铁产品。2.根据权利要求1所述的处理多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，其特征在于：所述S101中，所述固体还原剂为焦炭粉和/或煤粉；且所述固体还原剂中固定碳与所述含铁粉料中铁氧化物的氧的原子比，C/O为0.6～1.5。3.根据权利要求1所述的处理多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，其特征在于：所述S101中，所述粘结剂选用水玻璃和/或膨润土，且所述粘结剂的加入量为所述混合料总质量的5％～10％。4.根据权利要求1所述的处理多金属共伴生铁矿及钢铁流程中固体废弃物的方法，其特征在于：所述S102中，所述球团的直径为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永丽，赵增武，李保卫，韩福铁，徐掌印，文明，郭文涛，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15