铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法技术

本发明专利技术公开了一种铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，包括如下步骤：将铌粗精矿、造渣剂、还原剂按100:(0

【技术实现步骤摘要】
铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法


[0001]本专利技术属于铌资源利用领域，具体涉及以低品位铌粗精矿生产高品位铌精矿的冶金方法。

技术介绍

[0002]铌是一种重要的战略金属，广泛应用于钢铁、航空航天、电子信息等领域，是国民经济和国防建设重要的战略资源。自2005年起，我国已成为世界最大的铌消费国，但我国的铌需求却极度依赖进口，对外依存度超过97％。然而，实际上我国铌资源并不短缺，其中包头白云鄂博铁-铌-稀土(Fe-Nb-REE)多金属矿作为我国最大的铌资源基地，其已探明Nb2O5储量达214万吨，远景储量估计超660万吨。因此，实现多金属矿中铌资源的经济利用对缓解我国铌的供需矛盾具有十分重要的意义。
[0003]铁-铌-稀土多金属矿含铌矿物种类多、多达20种，且成分复杂，低含铌矿物(铌铁金红石、易解石)占比高，高含铌矿物(铌钙矿、烧绿石)含量少，而且其嵌布粒度细，大部分小于20μm，并与其它矿物密切共生。这导致常规的选矿工艺只能获得低品位的铌精矿，其Nb2O5品位难以超过10％，远低于铌铁生产用高品位(Nb2O550％～60％)铌精矿的要求。这种中/低品位铌精矿采用一步冶炼产出的铌铁合金铌含量远低于国家中级铌铁标准要求；而采用“两步法”冶炼，铌铁合金的铌含量虽有明显提高，但仍低于国家标准要(Nb＞50％)。
[0004]经过多年的探索，人们认识到铌精矿中铌的品位与铌铁品质密切相关，高品位铌精矿是生产合格高级铌铁的重要保证。为此，由铌粗精矿生产高品位铌精矿已成为近年来人们研究的重点，涉及的具体方法可分为如下两类：
[0005](1)磁化焙烧/还原焙烧-磁选脱铁富铌的工艺，其原理在于：通过磁化焙烧或还原焙烧将难选铁矿物转化为易于磁选分离的矿物，经磁选除铁即可提高磁选尾矿中的铌品位。如中国专利CN104498737A公开了一种高温焙烧-弱磁选富集铌的方法，对含TFe 43.5％、Nb2O55.75％的铌粗精矿进行选择性还原，通过铁氧化物的还原破坏原有矿物中铌铁金红石的矿物结构，再将还原矿球磨后弱磁选，得到金属铁粉和含TFe 7.8％、Nb2O512.76％的富铌料(也可称为铌精矿)。但是，这类工艺生产的富铌料Nb2O5品位仍然较低，不足15％，依然无法满足高级铌铁生产的需要。此外，这种方法获得的铌精矿产品Nb2O5品位与原料中的铌品位密切正相关，对于低品位铌粗精矿(Nb2O51.77％-2.76％)经处理后只能提高到仅5.01％-6.91％。
[0006](2)还原熔分-渣相缓冷结晶-细磨-浮选工艺。该工艺一方面通过还原熔分优先脱除几乎全部的铁，进而实现渣相中铌品位的初步富集；另一方面，通过炉渣缓冷结晶获得颗粒较大易于浮选分离的铌矿物，浮选再进一步提升铌品位。如公开号为CN106987673B的中国专利公开了一种以钛铌铁精矿矿粉为原料，碳质还原剂、CaCO3、添加剂、粘结剂为原料，经过配料、混匀、造块、还原熔分等工序实现铌铁分离，制得生铁和Nb2O5含量为5～12％的富铌渣，富铌渣通过渣相调质和缓冷结晶，实现铌矿物的聚集长大，其尺寸可达20～50μm，再通过细磨浮选得到Nb2O5含量为15～40％的富铌渣精矿。与磁化焙烧/还原焙烧-磁选脱铁富
铌的工艺相比，这种方法获得的铌浮选精矿铌品位可以明显提高，但是，产出的富铌渣精矿(也可称作铌精矿)铌品位仍达不到高级铌铁的生产标准，其原因在于，仅通过炉渣缓冷结晶方式并不能实现渣中铌向单一高品位铌矿相集中转化。相关文献表明：缓慢结晶后的炉渣含铌矿相仍有多种，包括易解石、铌铁矿、铌钙矿和黄绿石等多种，分散共存的铌矿相则难以通过浮选进行高效富集，进而无法获得高级铌铁用铌精矿。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的技术难题，提出一种铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法。
[0008]本专利技术提出的技术方案为一种铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，包括如下步骤：
[0009](1)将铌粗精矿、造渣剂、还原剂按100:(0-50):(2-25)的质量比进行混合配料；所述造渣剂不为0；
[0010](2)将步骤(1)所得的配料投入到熔炼炉内熔炼，熔炼产出含铁合金、炉渣和烟气；控制熔炼温度≥1350℃，熔炼时间≥10min；通过控制步骤(1)中的配料组成及炉内氧势，并监控步骤(2)中熔炼产出物的组分、铁的回收率来调整炉内氧势及CaO/SiO2质量比至合适的范围；所述含铁合金中Fe的回收率控制在10％～55％，所述炉渣的CaO/SiO2质量比控制在0.3～0.7；
[0011](3)将步骤(2)产出炉渣排入到渣包中，冷却结晶；
[0012](4)将步骤(3)获得的炉渣破碎后细磨，获得渣粉；
[0013](5)将步骤(4)获得的渣粉采用选矿工艺处理，获得高品位铌精矿。
[0014]上述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，优选的，所述铌粗精矿中Nb2O5含量1～10％，TiO2含量0.5～12％，REO含量1～8％，总Fe含量5～60％，CaO含量≤30％，MgO含量≤20％，SiO2含量≤50％，Al2O3含量≤10％；所述铌粗精矿中含铌矿物包括铌铁矿、铌铁金红石、易解石、铌钙矿中的一种或多种。
[0015]上述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，优选的，所述还原剂包括固体还原剂和/或气体还原剂；所述固体还原剂包括半焦、粉煤、焦碳、石油焦、木炭、无烟煤、烟煤、煤中的一种或几种；所述气体还原剂包括天然气、水煤气、一氧化碳、氢气中的一种或几种。为了避免固体还原剂引入过多的杂质元素，进一步优选的，所述固体还原剂中C的含量≥75％。
[0016]上述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，为了获得合适的炉渣组成，优选的，所述造渣剂包括石英石、河沙、白云石、石灰石、硅石中的一种或几种。
[0017]上述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，为了降低熔炼烟尘产量，优选的，所述步骤(1)中的配料经造球制粒和/或烧结制块处理后，再投入到所述熔炼炉内熔炼。
[0018]上述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，优选的，所述熔炼炉包括竖炉、鼓风炉、平炉、电炉、转炉、侧吹炉、底吹炉、顶吹炉、反射炉中的一种或几种。所述炉型，除电炉外，其它炉型熔炼使用时优选通入空气、纯氧或者富氧空气。
[0019]上述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，为了实现多种矿相共存的铌向烧绿石型铌矿集中转化，我们发现其关键在控制于步骤(2)熔炼阶段合适的炉渣组成和炉内氧势。由于炉内氧势难以直接测量，通过控制步骤(1)中的配料组成即入炉氧化性物质(可被还原
剂还原的物质，如铌精矿中的铁氧化物等、鼓入炉内的氧气)和还原性物质(主要为还原剂)的比例，使得步骤(2)中熔炼产出的含铁合金中Fe的回收率来调整炉内氧势至合适的范围。更具体的，所述熔炼产出的含铁合金中Fe的回收率控制在10～55％。进一步的，通过控制步骤(1)中造渣剂在配料中的组成(即配料中的CaO和SiO2质量)，并监控步骤(2)中熔炼产出的炉渣的CaO/SiO2质量比以调整炉渣体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将铌粗精矿、造渣剂、还原剂按100:(0-50):(2-25)的质量比进行混合配料；所述造渣剂不为0；(2)将步骤(1)所得的配料投入到熔炼炉内熔炼，熔炼产出含铁合金、炉渣和烟气；控制熔炼温度≥1350℃，熔炼时间≥10min；通过控制步骤(1)中的配料组成及炉内氧势，并监控步骤(2)中熔炼产出物的组分、铁的回收率来调整炉内氧势及CaO/SiO2质量比至合适的范围；所述含铁合金中Fe的回收率控制在10％～55％，所述炉渣的CaO/SiO2质量比控制在0.3～0.7；(3)将步骤(2)产出炉渣排入到渣包中，冷却结晶；(4)将步骤(3)获得的炉渣破碎后细磨，获得渣粉；(5)将步骤(4)获得的渣粉采用选矿工艺处理，获得高品位铌精矿。2.根据权利要求1所述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，其特征在于，所述铌粗精矿中Nb2O5含量1～10％，TiO2含量0.5～12％，REO含量1～8％，总Fe含量5～60％，CaO含量≤30％，MgO含量≤20％，SiO2含量≤50％，Al2O3含量≤10％；所述铌粗精矿中含铌矿物包括铌铁矿、铌铁金红石、易解石、铌钙矿中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，其特征在于，所述还原剂包括固体还原剂和/或气体还原剂；所述固体还原剂包括半焦、粉煤、焦炭、石油焦、木炭、无烟煤、烟煤、煤中的一种或几种；所述气体还原剂包括天然气、水煤气、一氧化碳、氢气中的一种或几种；所述固体还原剂中C的含量≥75％。4.根据权利要求1所述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，其特征在于，所述造渣剂包括石英石、河沙、白云石、石灰石、硅石中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的铌粗精矿生产高品位铌精矿的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的配料经造球制粒和/或烧结制块处理后，再投入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雯，肖松文，任国兴，李家林，彭泽友，周瑜林，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：