專利名稱：一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法
技術領域：
一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，涉及一種含錳含磷赤鐵礦綜合回收含錳含磷赤鐵礦中的鐵和猛的方法。
背景技術：
目前，由于我國鋼鐵產(chǎn)品的產(chǎn)能持續(xù)上漲，對鐵合金需求也劇增，但隨之而來的能源、資源、排放壓力巨大，隨著國際社會對環(huán)保的日益重視，錳礦、鐵礦等資源的短缺，人們不斷尋找低品位錳礦、含錳鐵礦、含磷鮞狀赤鐵礦等貧礦的綜合利用方法。國內(nèi)外含錳赤鐵礦儲量大，但由于該礦物含錳、含磷、鐵品位低，易采難選，且錳、鐵、磷不易分離等原因至今未被合理利用。此類礦中鐵主要以Fe2O3的形式存在，含F(xiàn)e 30 46%, MnO 5 10%，P2O5 0.3 1.5%, Al2O3 3 10%，SiO2 10 20% 等。此類礦石品位低，難冶煉，機械選礦法不能將此類礦中的鐵錳分離和富集，以致這類礦石既不能煉鐵，也不能作為錳系鐵合金的原料，一直被視為垃圾礦丟棄，研究如何經(jīng)濟、合理地利用低品位含錳赤鐵礦，對緩解我國錳、鐵礦資源緊缺的矛盾、確保錳鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義?，F(xiàn)有技術處理含錳低品位鐵礦或貧錳礦主要采用:磁化焙燒一磁選法、富錳渣法。磁化焙燒一磁選法:將含錳鐵礦配入還原劑低溫磁化焙燒,焙砂磨細至礦物單體解離后進行弱磁選鐵，弱磁尾礦再利用強磁提高錳的品位，可得到鐵品位 50%、回收率 60%的鐵精礦及錳品位5 20%的尾礦，該方法處理鐵精礦品位低，回收率低，尾礦含鐵高、含Mn低。富錳渣法:以高爐為主要設備，控制適當?shù)臓t溫，使Fe、P盡量還原，而Mn盡量少還原，把Mn富集在渣中，獲得高錳渣。較為先進的是高爐二步法用貧錳礦冶煉錳鐵新工藝，該工藝的第一步是在高爐中對貧錳礦選擇性還原，得到富錳渣，第二步是在另一座高爐中，以富錳渣搭配部分高堿度氧化鎂燒結礦，生產(chǎn)碳素錳鐵，但該方法對錳含量要求高，只限于處理含錳23 30%的錳鐵礦。專利CN88104767.8的處理工藝為高爐二步法的改進，能處理含錳10 28%，含鐵20%以上，Mn/Fe=0.2 2.0的貧錳礦，其第一階段以回轉(zhuǎn)爐為還原設備，采用煤作還原劑，得到固態(tài)的Fe和Mn，第二階段利用熔煉爐對第一階段的固態(tài)產(chǎn)物進行熔分，得到富錳渣和鐵水，然而此類方法都無法處理含MnO 5 10%的含錳赤鐵礦，且能耗聞，成本聞。近年美國對錳鐵礦石的分選做了大量的研究，結果表明:處理含錳鐵礦石宜采用化學浸出處理，主要包括:氨基甲酸銨萃取法、硫酸鹽法，還原焙燒一浸出法，還原焙燒一硫酸浸出法，細菌浸出法和氯化法等。但尚未研究出一種適于大規(guī)模生產(chǎn)的，具有一定經(jīng)濟效益的處理工藝
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述技術存在的不足，提供一種能高效分離錳鐵，獲得低磷優(yōu)質(zhì)鐵水和精制硫酸錳，產(chǎn)品質(zhì)量好，鐵錳回收率高，成本低，環(huán)境污染小，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的能綜合回收含錳含磷赤鐵礦的處理方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于其處理過程的步驟依次包括:
(1)將含錳含磷赤鐵礦原礦破碎后與粉煤混勻，制成粒料；
(2)將粒料進行還原焙燒；
(3)進行高溫水淬球磨；
(4)進行磁選分離得到精礦鐵粉和尾礦；
(5)將尾礦進行硫酸浸出、過濾，濾液凈化除雜；
(6)凈化后液濃縮結晶制備硫Ife猛。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(I)的將含錳含磷赤鐵礦原礦破碎過程的破碎粒度為小于3mm超過85%，與占原礦重量15% 30%的粉煤混勻后，制成的粒礦直徑為10 30mm。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于所述的粉煤為煙煤、無煙煤、褐煤中的一種或多種。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(2)的將粒料進行還原焙燒過程，還原焙燒設備采用回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、多膛爐中的一種，熱源為煤氣或煤，助燃氣體為空氣，高溫區(qū)溫度為900 1050°C ，高溫區(qū)停留時間為0.5 3h，控制出爐煙氣C0/C02為 3.5 4.5。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(3)的將高溫焙砂進行水淬球磨過程，是將焙砂經(jīng)密封冷卻筒冷卻至400 750°C后，進行水淬急冷、球磨，球磨后礦粒度為小于0.074mm占85% 95%。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(4)的磁選分離過程，是將步驟(3)的球磨礦漿進行磁選，進礦礦漿固體質(zhì)量濃度控制在15% 25%，磁場強度控制在800 1500奧斯特，得到精礦鐵粉和尾礦。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，步驟(4)得到的鐵粉熔分，添加0.1 2%的造渣劑，所述的造渣劑為CaO、CaCO3中的一種或兩種；溫度控制1550 1650°C，時間
0.5 3h，可制得低磷優(yōu)質(zhì)鐵水。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(5)的將尾礦進行硫酸浸出過程采用的硫酸溶液的濃度為0.8 1.5mol/L，液固比為2 5:1，浸出溫度50 90°C，浸出時間I 4h，浸出終點pH值控制I 1.5。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(5)的濾液凈化除雜過程是將濾液調(diào)整pH值至2.5 5.0，經(jīng)過濾、洗滌得到凈化后硫酸錳溶液。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(5)的濾液凈化除雜過程是將濾液中加入CaO、CaCO3、石灰石中的一種或多種調(diào)整pH。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于所述的步驟(6)是將步驟
(5)得到的硫酸錳溶液濃縮結晶，離心過濾后所得硫酸錳晶粒干燥，制得精制硫酸錳；所述的濃縮結晶過程采用三效蒸發(fā)器、搪瓷釜或離心機。本發(fā)明的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，原礦破碎后配入粉煤制粒，粒料金屬化還原焙燒一磁選，可將精礦熔分制備含磷小于0.01%的優(yōu)質(zhì)鐵水，尾礦稀硫酸浸出一除雜一濃縮結晶制備精制硫酸錳。與傳統(tǒng)的處理貧錳礦、含錳鐵礦的方法相比，該方法適用性廣，對錳含量無特殊要求；原礦無需細磨，直接破碎至小于3mm即可，金屬化焙燒過程無需焦炭與煉焦煤，焙砂球磨磁選后Fe、Mn、P分離效果好，所得精礦鐵粉電爐熔分產(chǎn)出含磷小于0.01%的低磷鐵水，可作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料；磁選尾礦錳富集效果好，采用常規(guī)浸出劑硫酸浸出，除雜、濃縮結晶后制得精制硫酸錳產(chǎn)品；工藝過程所用設備成熟，自動化程度高，易于控制，環(huán)境污染小，產(chǎn)品產(chǎn)值高。本發(fā)明的方法處理含錳含磷赤鐵礦，金屬化焙燒一磁選過程，鐵選出率90 95%，磷脫除率 88 95%，精礦鐵粉中:Fe 85 95%，P 0.05 0.15%, Mn 0.5 1.0%, Al2O3〈2%，Si02<4% ;熔分制備優(yōu)質(zhì)鐵水過程:鐵回收率大于98%，磷脫除率95 99%，鐵水中P
0.005% ;制備精制硫酸錳過程:錳回收率大于85%，產(chǎn)品精制硫酸錳中硫酸錳(MnSO4 H2O)含量大于98%。


圖1本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實施例方式—種含猛含磷赤鐵礦的處理方法，以含猛含磷赤鐵礦為原料，破碎后配入還原劑，混勻制粒，粒料金屬化還原焙燒一磁選，精礦熔分制備優(yōu)質(zhì)鐵水，尾礦硫酸浸出一凈化一濃縮結晶制備精制硫酸錳。該方法主要包括如下步驟:
1、含錳含磷赤鐵礦原礦破碎，碎礦粒度小于3mm超過85%，碎料配入15 30%的粉煤，混勻后制粒，粒料直徑為10 30mm。

2、將步驟I粒礦金屬化還原焙燒，控制溫度950 1050°C，還原時間0.5 3h，爐內(nèi)煙氣C0/C02為3.5 4.5。3、將步驟2得到的高溫焙砂經(jīng)密封筒緩冷至400 750°C后水淬急冷，水淬焙砂球磨，粒度為小于0.074mm占85 95%。4、將步驟3得到的球磨礦漿進行磁選，礦漿質(zhì)量濃度控制在15 25%，磁場強度控制在500 2000奧斯特，得到精礦礦漿和尾礦礦漿，經(jīng)濃密過濾得到鐵粉和尾礦。5、將步驟4得到的鐵粉熔分，溫度1550 1600°C，時間0.5 3h，得到含磷小于
0.01%的優(yōu)質(zhì)鐵水。6、將步驟4得到的尾礦用稀硫酸浸出，硫酸濃度為0.8 1.5mol/L,液固比為2 5:1,浸出溫度50 90°C，浸出時間I 4h，浸出終點pH值控制I 1.5，浸出完后過濾，濾液用CaOXaCO3、石灰石中的一種或多種調(diào)節(jié)pH值至2.5 5.0除雜，過濾洗滌得到高純硫酸錳溶液。7、步驟6得到的高純硫酸錳溶液濃縮結晶，制得精制硫酸錳。實施例1
含錳含磷赤鐵礦原礦(Fe 40%,MnO 5%, P2O5 1%，Al2O3 5%, SiO2 20%)破碎至小于3mm占88%，配入22%的煙煤，混勻后制粒(粒度30mm)，粒料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)1000°C恒溫焙燒2h，煙氣C0/C02為4 ;焙砂緩冷至500°C水淬急冷，水淬焙砂球磨，磨礦粒度小于0.074mm占87% ；控制礦漿質(zhì)量濃度20%，磁場強度1000奧斯特磁選得到類海綿鐵粉(Fe 90%, P 0.1%, Al2O31.5%，SiO2 3.2%)和富錳尾礦(Mn 8%，F(xiàn)e 6%);類海綿鐵粉1550°C熔分2h，得到優(yōu)質(zhì)鐵水(P 0.005%，Mn 0.3%);富錳尾礦采用lmol/L稀硫酸浸出，液固比4:1，浸出溫度80°C，浸出時間3h，浸出終點pH值1.2，過濾后濾液用CaO調(diào)節(jié)pH值至3除雜，過濾后高純硫酸錳溶液經(jīng)濃縮結晶得到精制硫酸錳。實施例2
含錳含磷赤鐵礦原礦(Fe 35%, MnO 10%, P2O5 1%，Al2O3 9%，SiO2 20%)破碎至小于3mm占90%，配入20%的煙煤，混勻后制粒(粒度25mm)，粒料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)980°C恒溫焙燒3h，煙氣C0/C02為3.9 ;焙砂緩冷至550°C水淬急冷，水淬焙砂球磨，磨礦粒度小于0.074mm占93%;控制礦漿質(zhì)量濃度20%，磁場強度1000奧斯特磁選得到類海綿鐵粉(Fe 91%，P 0.08%,Al2O3 1.6%，SiO2 3.3%)和富錳尾礦(Mn 9%，F(xiàn)e 7%);類海綿鐵粉1580°C熔分1.5h，得到優(yōu)質(zhì)鐵水(P 0.005%, Mn 0.2%);富錳尾礦采用1.2mol/L稀硫酸浸出，液固比3:1，浸出溫度900C，浸出時間4h，浸出終點pH值1.0，過濾后濾液用CaCO3調(diào)節(jié)pH值至3.5除雜，過濾后高純硫酸錳溶液經(jīng)濃縮 結晶得到精制硫酸錳。
權利要求
1.一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于其處理過程的步驟依次包括: (1)將含錳含磷赤鐵礦原礦破碎后與粉煤混勻，制成粒料； (2)將粒料進行還原焙燒； (3)進行高溫水淬球磨； (4)進行磁選分離得到精礦鐵粉和尾礦； (5)將尾礦進行硫酸浸出、過濾，濾液凈化除雜； (5)凈化后液濃縮結晶制備硫酸猛。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(I)的將含錳含磷赤鐵礦原礦破碎過程的破碎粒度為小于3mm超過85%，與占原礦重量15% 30%的粉煤混勻后，制成的粒礦直徑為10 30mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于所述的粉煤為煙煤、無煙煤、褐煤中的一種或多種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(2)的將粒料進行還原焙燒過程，還原焙燒設備采用回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、多膛爐中的一種，熱源為煤氣或煤，助燃氣體為空氣，高溫區(qū)溫度為900 1050°C，高溫區(qū)停留時間為0.5 3h，控制出爐煙氣C0/C02為3.5 4.5。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(3)的將高溫焙砂進行水淬球磨過程，是將焙砂經(jīng)密封冷卻筒冷卻至400 750°C后，進行水淬急冷、球磨,球磨后礦粒度為小 于0.074mm占85% 95%。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(4)的磁選分離過程，是將步驟(3)的球磨礦漿進行磁選，進礦礦漿固體質(zhì)量濃度控制在15% 25%，磁場強度控制在800 1500奧斯特，得到精礦鐵粉和尾礦。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(5)的將尾礦進行硫酸浸出過程采用的硫酸溶液的濃度為0.8 1.5mol/L,液固比為2 5:1,浸出溫度50 90°C，浸出時間I 4h，浸出終點pH值控制I 1.5。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(5)的濾液凈化除雜過程是將濾液調(diào)整PH值至2.5 5.0，經(jīng)過濾、洗滌得到凈化后硫酸錳溶液。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于步驟(5)的濾液凈化除雜過程是將濾液中加入CaO、CaCO3、石灰石中的一種或多種調(diào)整pH。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，其特征在于所述的步驟(6)是將步驟(5)得到的硫酸錳溶液濃縮結晶，離心過濾后所得硫酸錳晶粒干燥，制得精制硫Ife猛。
全文摘要
一種含錳含磷赤鐵礦的處理方法，涉及一種含錳含磷赤鐵礦綜合回收含錳含磷赤鐵礦中的鐵和錳的方法。其特征在于其處理過程的步驟依次包括將含錳含磷赤鐵礦原礦破碎后與粉煤混勻，制成粒料；將粒料進行還原焙燒；將高溫水淬球磨；進行磁選分離得到精礦鐵粉和尾礦；將尾礦進行硫酸浸出、過濾，濾液凈化除雜；凈化后液濃縮結晶制備硫酸錳。本發(fā)明的方法，適用性廣，原礦無需細磨，金屬化焙燒過程無需焦炭與煉焦煤，焙砂球磨磁選后Fe、Mn、P分離效果好；磁選尾礦錳富集效果好，采用常規(guī)浸出劑硫酸浸出，除雜、濃縮結晶后制得精制硫酸錳產(chǎn)品；工藝過程所用設備成熟，自動化程度高，易于控制，環(huán)境污染小，產(chǎn)品產(chǎn)值高。
文檔編號C21B11/10GK103088208SQ20131001568
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權日2013年1月16日
發(fā)明者王成彥, 尹飛, 揭曉武, 何發(fā)鈺, 陳永強, 阮書鋒, 楊卜, 楊永強, 居中軍, 李強, 王軍, 張永祿, 邢鵬, 郜偉, 柳楊, 王振文 申請人:北京礦冶研究總院