[发明专利]一种超级铁精矿及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，涉及一种超级铁精矿的制备方法，尤其涉及一种由低品位铁矿石经过选矿得到的铁精矿粉制备超级铁精矿的方法，主要应用于生产磁性材料、化工、环保、保鲜、医药、催化剂等领域。

背景技术

超级铁精矿是指总铁含量TFe超过70％，SiO₂含量小于2％的铁精矿，主要应用于生产直接还原铁、生产海绵铁球团直接轧制钢材、制取粉末冶金用铁粉、生产磁性材料、合成氨催化剂等。在不同的应用领域还可作为日趋紧张的轧钢铁鳞和价格昂贵的氧化铁红应用。由于其结构的特殊性具有比铁鳞和氧化铁红更好的应用效果，而且其应用范围可以超出铁鳞和氧化铁红之外。

生产超级铁精矿一般是以铁矿石选矿得到的铁精矿为原料进行的，只有极富的矿石(如巴西的赤铁矿含SiO仅0.5％左右)可直接提取超级铁精矿。根据精矿中脉石矿物的种类、嵌布粒度及其与铁矿物的共生关系主要有浮选、磁选、电选、细筛和重选等方法。

国外对超级铁精矿的研究开发始于20世纪60年代，前苏联、加拿大、美国、挪威等国先后进行了研究工作，并实现了一定规模的生产，生产出的超级铁精矿铁品位达到72％，二氧化硅含量小于0.5％。由于超级铁精矿含铁量接近于纯矿物的理论值，利用常规的选矿法直接生产有一定的难度。中国大约在20世纪60年代就开始研发和应用超级铁精矿生产磁性材料，随着超级铁精矿应用领域的不断拓宽，中国对超级铁精矿的需求增大，生产超级铁精矿的厂家也不断增加，规模也不断扩大，生产能力由最初的两三千吨发展到几万吨。中国的南芬铁矿、齐大山铁矿、歪头山铁矿等已先后成功地生产出超级铁精矿。

近年来，随着超级铁精矿应用领域的拓宽，对超级铁精矿总铁含量要求更高，对二氧化硅含量的限制更为苛刻。不同的应用领域对超级铁精矿的质量要求不同。对于用于直接还原生产海绵铁和直接还原型材，要求Fe3O4的含量达到98％，SiO₂含量不超过1％；对于生产永磁材料、化工、环保、保鲜等领域，要求Fe₃O₄的含量达到99.5％，SiO₂含量不超过0.5％；对于应用于软磁材料和医药行业，则要求Fe₃O₄的含量达到99.9％，SiO2含量不超过0.03％。采用一般的选矿工艺仅可以提供适用于直接还原生产海绵铁和型材应用的超级铁精矿，而对于应用于其他领域的超级铁精矿需要采用特殊的方法进行生产。

发明内容

本发明的目的提供一种由低品位铁矿石经过选矿得到的铁精矿制备超级铁精矿的方法。

本发明制备超级铁精矿的方法，包括以下工艺步骤：

①弱磁选：将TFe≥64％的铁精矿通过一次磨细至颗粒不大于325目，颗粒占90％以上；再在磁选柱中进行2～3次弱磁选，得精矿1。磁选柱的磁场强度为8～100kA/m，上升水流速度为0.5～10cm/s。磁选柱选出的精矿1，品位达到69％以上。

弱磁选的尾矿经沉降、浓缩后并入原铁精矿中矿继续磨细。

②一次化学浸出：将磁选柱选出精矿1在水热加压条件下，采用烧碱溶液进行化学浸出除硅。化学浸出液为烧碱、磷酸三钠及三乙醇胺的混合水溶液，且化学浸出液中烧碱的质量浓度为10～60％，磷酸三钠的质量浓度为0.5～10％，三乙醇胺的质量浓度为0.2～4％；浸出过程的液固比为1：1～10：1，温度为200～300℃，压力为0.4～10MPa，浸出时间为1～8小时。浸出完成后，经沉降、过滤、水洗涤至pH≤9，得精矿2。

滤液循环回浸出过程重复使用，并根据分离过程中母液的损失量补加原浸取液，使浸出液中烧碱的浓度保持在10～60％。直至浸出液中的氢氧化钠浓度不足10％，排出存放或用盐酸或硫酸酸化回收白炭黑。洗水可用于配制浸取液。

③二次化学浸出：将一次浸出得到的精矿2再用质量浓度为5～38.2％的氢氟酸在密封的内衬聚四氟乙烯的反应罐中进行常温浸取除硅。浸取过程液固比为1：1～1：6，浸取时间为0.5～4小时。浸取完毕后进行固液分离，固体经水洗至近中性，干燥得到超级铁精矿。

二次化学浸出的浸出液也可以是在一次浸出完毕后分离出的母液中直接加入质量浓度为5～38.2％的氢氟酸，而且维持浸取过程中的液固比为1：3。

浸取完毕后固液分离的液体返回循环使用；洗水用石灰乳中和后排放；用1％的氢氧化钠稀溶液吸收浸取过程排出的气体，回收氟硅酸钠。