【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁矿选矿，具体涉及一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺。
技术介绍
1、传统铁矿选矿工艺主要包括破碎、磨矿、磁选和浮选等步骤，但在处理赤铁矿等复杂矿石时存在明显不足，具体表现为精矿品位较低(总铁tfe含量通常在45％-48％且sio2含量高于12％)、铁回收率偏低(仅62％-78％)、工艺流程复杂、生产效率低以及成本偏高，导致资源利用率难以有效提升。近年来，氢基矿相转化技术成为解决赤铁矿等复杂难选铁矿资源利用问题的研究热点。该技术以氢气为还原剂，通过低温还原将弱磁性铁矿物(如赤铁矿)转化为强磁性铁矿物(如磁铁矿)，从而显著提高磁选效率。这一技术不仅能降低能耗，还能实现粉尘、二氧化硫和氮氧化物的超低排放，符合绿色矿业的发展方向。此外，氢基矿相转化技术与清洁能源产业紧密结合，其大规模推广还可促进区域绿氢产业的发展。
2、然而，氢基矿相转化技术在实际应用中仍面临诸多挑战，例如不同粒级矿物还原效率差异较大，容易出现粗粒矿物欠还原和微细粒矿物过还原的问题，影响后续磁选的分离效果。此外，硅铝脉石矿物的嵌布复杂性使得后续浮选脱除杂质的效率仍有待提升。因此，进一步优化氢基矿相转化工艺，结合高效磁浮联合分离技术，实现复杂铁矿资源的精准调控和高效开发，对解决当前选矿瓶颈具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有铁矿选矿技术存在的问题，本专利技术提供了一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺。专利技术主要包含磨矿分级、氢基矿相转化、保护气冷却、磁选和反浮选五段工序，
2、本专利技术提供的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，包括以下步骤：
3、步骤1磨矿分级：赤铁矿原矿进入锥形球磨和分级设备中，磨矿分级后得到焙烧原料。
4、步骤2氢基矿相转化：将步骤1所得焙烧原料放入悬浮焙烧炉中，进行氢基矿相转化悬浮焙烧，使焙烧原料中的赤铁矿fe2o3·nh2o先脱水为fe2o3，再转化为磁铁矿fe3o4，水铝石al2o3·nh2o转化为刚玉al2o3，得到矿相转化产物。
5、矿相转化方程如下：
6、fe2o3·nh2o→fe2o3+nh2o
7、3fe2o3+h2→2fe3o4+h2o
8、al2o3·nh2o→al2o3+h2o
9、步骤3保护气冷却：焙烧结束后通入保护气体，将矿相转化产物冷却后得到冷却产物；保护气体可避免矿相转化产物逆氧化。
10、步骤4弱磁选分离：对冷却产物进行弱磁选，得到磁选精矿和磁选尾矿，实现脉石矿物的初步分离。
11、步骤5反浮选分离：对磁选精矿进行反浮选从而获得铁精矿。
12、进一步的，步骤1中，磨矿分级后矿料中粒径12μm～74μm含量占比为55％-75％，该矿料对应的矿浆浓度为30％～40％，矿浆烘干后即为焙烧原料。
13、进一步的，步骤2中，先将焙烧原料在100℃-200℃空气气氛下预热，脱除全部结晶水与吸附水，再通入氮气和还原气体氢气作为焙烧气体进行悬浮焙烧，悬浮焙烧温度为500℃～700℃，悬浮焙烧氢气气体浓度为15％～25％，每吨焙烧原料对应常温常压下焙烧气体流量为1000m3/h-1400m3/h，悬浮焙烧时间为20min-40min。
14、进一步的，步骤3中，冷却环境为氮气，冷却时间为10min-30min，冷却产品温度≤100℃。
15、进一步的，步骤4中，弱磁选的磁场强度为800oe～3000oe。
16、进一步的，步骤5中，对磁选精矿进行反浮选是指将磁选精矿制成反浮选矿浆进入反浮选作业，该反浮选作业包括一段粗选、一段精选、三段或四段扫选作业；向反浮选矿浆中加入组合捕收剂、抑制剂、ph调整剂并进入粗选作业，粗选作业结束后得到粗选精矿浆和粗选尾矿浆；粗选尾矿浆进入扫选作业，扫选作业结束后分离出脉石矿物；粗选精矿浆加入组合捕收剂和ph调整剂进入精选作业，使硅铝脉石矿物充分吸附捕收剂实现反浮选，精选作业结束后得到铁精矿。
17、进一步的，步骤5中，反浮选作业所述ph调整剂包括石灰和碳酸钠，所述组合捕收剂为十二胺和十六烷基三甲基氯化铵按质量比1:1～4:1混合，所述抑制剂包括淀粉；
18、进一步的，步骤5中，进入粗选作业时反浮选矿浆浓度为35wt％～70wt％，每吨反浮选矿浆对应加入物料如下：抑制剂用量100g～400g，组合捕收剂用量100g～400g，石灰200g～800g、碳酸钠100g～500g使ph＝8.8～9.2；
19、进一步的，步骤5中，进入精选作业时向粗选精矿浆中加入石灰调节酸碱度至ph＝8～10(不加碳酸钠)，每吨粗选精矿浆补加组合捕收剂20g～200g。
20、进一步的，步骤5中，得到的铁精矿品位高于60％，铁回收率高于90％。
21、本专利技术的赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选制备铁精矿联合工艺与传统技术相比，其有益效果在于：
22、1、本专利技术通过精确控制磨矿粒度，采用磨矿-分级联合工艺，使赤铁矿和水铝石充分解离，实现了更窄的粒度级别分选，避免了矿石过磨导致的次生泥化问题，提高了分选效率与矿物出料质量。
23、2、本专利技术通过氢基矿相转化的悬浮焙烧技术，实现了赤铁矿的稳定还原反应。流态化焙烧工艺具备良好的传质与传热性能，能够显著提高反应效率，同时兼顾绿色环保目标，减少了传统焙烧工艺的污染排放。
24、3、本专利技术在焙烧完成后通入氮气进行冷却，有效防止焙烧产物中的磁铁矿因氧化气氛而逆氧化，从而提高了还原产品的磁选品质，确保工艺的稳定性和高效性。
25、4、本专利技术通过“氢基矿相转化-磁选-反浮选”的多步骤分离流程，先将赤铁矿转化为强磁性的磁铁矿，并通过弱磁选去除大部分脉石矿物，再利用反浮选工艺进一步脱除硅铝杂质，得到高纯度铁精矿。该方法不仅降低了药剂与能耗使用，还提升了分离精度，实现了经济性和环保性能的双优化。
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1.一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，包括以下内容：
2.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤1中，磨矿分级后矿料中粒径12μm～74μm含量占比为55％-75％，该矿料对应的矿浆浓度为30％～40％，矿浆烘干后即为焙烧原料。
3.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤2中，先将焙烧原料在100℃-200℃空气气氛下预热，脱除全部结晶水与吸附水，再通入氮气和还原气体氢气作为焙烧气体进行悬浮焙烧，悬浮焙烧温度为500℃～700℃，悬浮焙烧氢气气体浓度为15％～25％，每吨焙烧原料对应常温常压下焙烧气体流量为1000m3/h-1400m3/h，悬浮焙烧时间为20min-40min。
4.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤3中，冷却环境为氮气，冷却时间为10min-30min，冷却产品温度≤100℃。
5.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在
6.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤5中，对磁选精矿进行反浮选是指将磁选精矿制成反浮选矿浆进入反浮选作业，该反浮选作业包括一段粗选、一段精选、三段或四段扫选作业；向反浮选矿浆中加入组合捕收剂、抑制剂、pH调整剂并进入粗选作业，粗选作业结束后得到粗选精矿浆和粗选尾矿浆；粗选尾矿浆进入扫选作业，扫选作业结束后分离出脉石矿物；粗选精矿浆加入捕收剂和pH调整剂进入精选作业，使硅铝脉石矿物充分吸附捕收剂实现反浮选，精选作业结束后得到铁精矿。
7.根据权利要求6所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤5中，反浮选作业所述pH调整剂包括石灰和碳酸钠，所述组合捕收剂为十二胺和十六烷基三甲基氯化铵按质量比1:1～4:1混合，所述抑制剂包括淀粉。
8.根据权利要求6所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤5中，进入粗选作业时反浮选矿浆浓度为35wt％～70wt％，每吨反浮选矿浆对应加入物料如下：抑制剂用量100g～400g，组合捕收剂用量100g～400g，石灰200g～800g、碳酸钠100g～500g使pH＝8.8～9.2。
9.根据权利要求6所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤5中，进入精选作业时向粗选精矿浆中加入石灰调节酸碱度至pH＝8～10，每吨粗选精矿浆补加组合捕收剂20g～200g。
10.根据权利要求6所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤5中，得到的铁精矿品位高于60％，铁回收率高于90％。
...【技术特征摘要】
1.一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，包括以下内容：
2.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤1中，磨矿分级后矿料中粒径12μm～74μm含量占比为55％-75％，该矿料对应的矿浆浓度为30％～40％，矿浆烘干后即为焙烧原料。
3.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤2中，先将焙烧原料在100℃-200℃空气气氛下预热，脱除全部结晶水与吸附水，再通入氮气和还原气体氢气作为焙烧气体进行悬浮焙烧，悬浮焙烧温度为500℃～700℃，悬浮焙烧氢气气体浓度为15％～25％，每吨焙烧原料对应常温常压下焙烧气体流量为1000m3/h-1400m3/h，悬浮焙烧时间为20min-40min。
4.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤3中，冷却环境为氮气，冷却时间为10min-30min，冷却产品温度≤100℃。
5.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤4中，弱磁选的磁场强度为800oe～3000oe。
6.根据权利要求1所述的一种赤铁矿氢基矿相转化-磁选-反浮选联合工艺，其特征在于，步骤5中，对磁选精矿进行反浮选是指将磁选精矿制成反浮选矿浆进入反浮选作业，该反浮选作业包括一段粗选...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁帅，朱峰，白哲，韩跃新，李艳军，高鹏，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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