[发明专利]低品位褐铁矿湿法制备精铁粉工艺及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种低品位褐铁矿湿法制备精铁粉工艺及其系统，属黑色金属资源的综合利用领域。 

背景技术

褐铁矿为无定形铁的氧化物和氢氧化物，以针铁矿(-FeO(OH))、水针铁矿(-FeO(OH)·nH₂O)为主，以胶状、肾状、钟乳状产出，呈非晶质或隐晶质，常发育于赤铁矿-针铁矿裂隙和晶洞中。由于褐铁矿具有化学成分不固定、含铁量低、水分含量变化大、碎磨过程中容易泥化等特殊特点，属于极难选铁矿石，而且我国已探明的褐铁矿达到12.3亿吨，国内拥有大量的褐铁矿铁矿资源，由于不能有效利用而不得不依赖于大量的进口铁矿石。 

近年来研究开发的褐铁矿选矿技术主要包括：洗矿及洗矿重选、浮选、强磁选等单一流程和选择性絮凝浮选、强磁选—浮选、还原焙烧—磁选等联合流程。由于受到褐铁矿自然性质的制约，采用物理选矿方法，难以获得较高的铁品位，其开发的价值受到了极大的限制。低品位的褐铁矿经一定条件下的还原焙烧后，可以有效地提高其磁性，而且还使矿石疏松而易于冶炼。但是，还原焙烧对设备的结构及控制要求极高，工业化难度很大，全国各地均有工业化装置由于经济效益不佳，无法运行的情况。随着我国对钢铁需求量的不断增加，国内褐铁矿利用率又很低，合理开发利用复杂难选铁矿石资源，寻求高效且绿色环保的选矿技术日益重要。 

褐铁矿资源在我国分布极广，尤其是我国的西部，包括青海、新疆等地，拥有丰富的褐铁矿资源，但是其品位低于40%的褐铁矿一般进行抛弃，无法利用。但在西部，尤其是新疆，利用国外高品质铁矿又面临运输成本过高的困境无法克服。 

湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。现代的湿法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼，有的金属其全部冶炼工艺属于湿法冶金，但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺，最后还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。由于钢铁行业技术的成熟和稳定，同时也是由于钢铁行业产品附加值低及湿法处理过程其他阴阳离子形成废弃物无法处理等原因造成湿法冶金很难在铁矿处理上发挥作用。 

铁元素无论是二价还是三价，形成的氯化物或硫酸盐在很低的温度下就可以分解成氧化铁和HCl或二氧化硫，借助盐酸、硫酸循环，就可以形成一个清洁的铁矿处理工艺：对铁矿进行酸浸，酸浸后的溶液直接进行水解，产生高品质的氧化铁，含量非常容易达到65%以上，甚至更高，可以作为钢铁行业炼铁最高品质的，如果市场容量大，还可以作为铁红的原料。上述工艺过程实现了湿法冶金中酸的循环，加上我国西部新疆哈密、鄯善等地区极其丰富的煤炭资源优势，上述工艺过程就会具有极强的竞争优势。 

发明内容

本发明目的是在于提供了一种低品位褐铁矿湿法制备精铁粉工艺及其系统，利用HCl作为介质，进行循环再生，连续酸浸技术、高温水解煅烧技术、预浓缩技术，三级冷凝技术等，高效回收HCl的同时，还保证了酸浸所需的HCl的浓度。水解煅烧后的产品氧化铁中铁的含量很容易达到65%以上，回收的盐酸浓度为28-32%。整个系统不引入其他介质，无副产品产生，为一个铁矿资源综合利用的清洁新工艺。 

本发明的另一目的是提供制备精铁粉的系统。 

本发明一方面提供了一种低品位褐铁矿湿法制备精铁粉工艺，该工艺包括以下步骤： 

a．首先将褐铁矿球磨至100目，作为酸浸的原料；

b．将步骤a制备的褐铁矿粉末在转子计量秤中计量；将步骤g回收的31%左右的盐酸及步骤a制备的粉末进入酸浸系统进行酸浸；

c．将步骤b得到液体产物进行板框过滤，滤饼进行下一步的化浆洗涤，滤液进入预浓缩器； 

d．进入预浓缩器的溶液与水解后的高温烟气接触，溶液被浓缩；

e．将步骤d获得的溶液进入水解系统高温水解，其中高温水解所需的能源来自煤气发生炉产生的煤气；

f．将步骤e产生的粉末及旋风除尘回收的物料进行收集，作为精铁粉产品，气体进入预浓缩器，溶液被浓缩进行步骤d的操作；

g．将步骤f产生的烟气进行一级、二级、三级冷凝，冷凝后的液体混合进入吸收塔中吸收，气体进入吸收塔中进行盐酸吸收，盐酸浓度最终达到31%。

h．吸收塔之后的气体最后被补充水在尾气洗涤塔吸收，吸收后的溶液进入步骤c后的洗涤槽中化浆洗涤，然后用板框过滤后的滤液回到吸收塔吸收HCl。