[发明专利]一种铁矿石磁化焙烧方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于铁矿石选矿领域，特别涉及一种铁矿石磁化焙烧方法及其装置。

背景技术

采用磁化焙烧方法，能够将低品位弱磁性铁矿石变成具备磁性的矿物，从而可以利用磁选技术分离其中的杂质，生产高品位的铁精矿，用于钢铁冶炼。磁化焙烧原理包括还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化-还原焙烧、还原-氧化焙烧等。根据铁矿石的种类不同，可以选择基于上述不同原理的焙烧方式来选矿。根据铁矿石的处理粒度不同，常用的磁化焙烧炉窑包括：竖炉、回转窑、沸腾炉等，竖炉主要用于处理块矿（入炉粒度15～75mm），回转窑主要用于处理入炉粒度25mm以下的矿石，沸腾炉主要用于处理粒度3mm以下的矿石。

现有的磁化焙烧技术思路和工艺基于这样的观点：铁矿石磁化焙烧效果为：竖炉<回转窑<沸腾炉，即大块矿石不如细颗粒铁矿石的磁化焙烧矿的效果好。

无论是利用竖炉、回转窑还是沸腾炉，都是通过物理化学反应，改变铁矿石中铁元素的存在形态，使其具备磁性。但工业生产实践表明，这些方法都存在磁化率低、磁化不均匀、能耗高、投资大等问题，因而不具备经济性，无法大规模推广应用。竖炉磁化焙烧虽然具备闭路焙烧、解决焙烧矿严重磁团聚和滤饼水分高等问题，但是仍然存在竖炉焙烧能耗大，产品技术经济指标不高，生产成本高的问题，表现在：（1）由于竖炉焙烧处理的矿石粒度比较大，其比表面积比较小，因而和还原剂的接触表面就减少，还原过程缓慢；（2）在实际生产中，由于矿块表层还原度高于内部，经常出现矿块表面和内部还原不均匀的现象，矿块粒度愈大，还原不均匀现象愈严重；（3）磁化率低。

发明内容

本发明突破传统磁化焙烧技术思路和工艺，提供了一种工艺简单、磁化充分均匀、能耗低、投资少、适合较大粒度铁矿石的磁化焙烧方法，同时还提供了一种基于上述方法的装置。该装置结构简单，操作方便，能够对低品位弱磁性铁矿石进行适度焙烧和充分均匀磁化。

本发明的技术方案如下：

本发明的铁矿石磁化焙烧方法,是将低品位弱磁性铁矿石和燃料置于磁场强度为25000-45000高斯(Gs)的磁化空间中，于400-1100℃及在相应的气氛中进行磁化焙烧，铁矿石的平均粒度在50-500mm之间，进一步铁矿石与燃料的重量份配比为10-100:1-20。

本发明的磁化空间，为能够给铁矿石提供相应的磁场、提供相应的温度、提供相应的气氛的物理空间，比如各种磁化焙烧炉的炉膛。

本发明的焙烧是指用燃料将铁矿石加热到一定温度后，铁矿石与燃料及其产生的气体发生一系列物理化学反应，转化为磁铁矿（Fe₃O₄）或磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃），本发明的焙烧包括还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化-还原焙烧、还原-氧化焙烧。

作为本发明的铁矿石磁化焙烧方法主旨一部分，优选的铁矿石和燃料按如下方式加入所述磁化空间中：往所述磁化空间中加入所述铁矿石，同时加入燃料，燃料自然散布在所述铁矿石之间的缝隙中，铁矿石与燃料的重量份配比为20-75:3-15。

作为本发明的铁矿石磁化焙烧方法主旨一部分，优选的磁化焙烧的温度为500-800℃，磁化焙烧的时间为3-6小时。

作为本发明的铁矿石磁化焙烧方法主旨一部分，优选的磁场强度为30000-40000高斯(Gs)。

本发明的铁矿石磁化焙烧方法,优选的铁矿石平均粒度在100-350mm之间。

适合用于本发明的磁化焙烧方法的铁矿石包括赤铁矿、褐铁矿、铁锰矿石、黄铁矿、碳酸矿和多铁矿物铁矿石，所述碳酸矿包括菱铁矿、菱镁铁矿、菱铁镁矿、镁菱铁矿。

本发明的磁化焙烧方法，优选的燃料包括褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭及上述煤炭的组合。

能够提供本发明磁化空间的铁矿石磁化焙烧炉，该磁化焙烧炉的炉体包括炉壁和炉底，由炉壁围成的空腔为炉膛，内衬耐火层固定在所述炉壁的内壁，其中，炉体包括由炉壁顶沿围成的进料口和位于炉壁侧面下部的出料口；炉体还包括与炉壁固定连接的磁化墙体，磁化墙体内埋铸有磁化装置。

进一步的改进，磁化装置包括电磁铁或永磁铁。

该磁化焙烧炉的运行过程为：首先将铁矿石和燃料混合，经进料口加入到炉膛内；然后引燃燃料，燃料对铁矿石进行焙烧，同时磁化装置对铁矿石进行磁化；最后得到适度焙烧和充分磁化的矿石。