[发明专利]一种提高海滨砂矿还原产物金属化率和精矿铁品位的方法

说明书

本发明公开了一种提高海滨砂矿还原产物金属化率和精矿铁品位的方法，属于冶金资源综合利用领域。本发明方法包括以下步骤：采用回转管炉对海滨砂矿进行预氧化；将预氧化后的海滨砂矿与生物质充分混合；将混合料进行还原焙烧；焙烧产物经磨矿‑磁选后得到直接还原铁粉。本发明提高了生物质还原海滨砂矿产物的金属化率及精矿铁品位，工艺简单，生产成本低，环境友好，对于缓解国内铁矿石紧张及实现海滨砂矿的综合利用具有重要意义，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于冶金资源综合利用领域，具体涉及一种提高含铁海滨砂矿还原产物金属化率和精矿铁品位的方法。

背景技术

近年来，随着陆地矿产资源的逐步枯竭，海滨砂矿作为仅次于海洋石油和天然气的第三大海洋矿产资源逐渐成为世界各国资源领域研究的热点。海滨砂矿源于火山喷发，经过海水或空气的冷却，在海滨地带经波浪、海流、河流、和潮汐等作用而形成的一种次生富集砂铁矿。其主要矿物元素组成是铁、钒和钛，由钛铁矿和钛铁晶石共生组成，是一种复杂的钒钛磁铁矿，脉石为石英及海滨砂矿颗粒表面局部熔出的铝尖晶石。海滨砂矿资源主要分布在新西兰，印度尼西亚，菲律宾等国家，储量达上千亿吨，具有铁、钒、钛多金属共生，低成本、易开采等特点，可作为我国铁矿石资源和钒钛资源的重要补充和来源，极具开发利用价值。但海滨砂矿矿相复杂、结构致密稳定且具有较高的固态还原难度，极大的限制了该资源的开发利用。

直接还原-磨选法是在固态条件下对海滨砂矿进行金属化还原，其中的铁氧化物被还原为金属铁，而钛、钒仍保持氧化物的形态，然后将还原产物细磨至一定粒度进行磁选分离铁、钒和钛的过程。该方法具有工艺流程短，可在常温条件下实现铁、钛分离，避免了高炉、电炉冶炼中存在的粘滞渣、泡沫渣等问题，且所得钛渣活性好、便于后续分离提取，因而逐渐成为钒钛磁铁矿资源综合利用研究的热点。但海滨砂矿固态还原难度大、生物质作为还原剂后劲不足，导致磨选过程中铁、钛分离效果不佳、富钒钛渣杂质含量高、钒钛回收率低等问题。

发明内容

针对海滨砂矿固态还原难度大的特点导致其生物质直接还原海滨砂矿产物金属化率及铁品位较低的技术问题，本发明的目的在于，提供一种提高含铁海滨砂矿还原产物金属化率和精矿铁品位的方法，旨在缓解国内铁矿石紧张及实现海滨砂矿的综合利用。

本发明提供的提高含铁海滨砂矿还原产物金属化率和精矿铁品位的方法，为后续铁与钒、钛等有价元素磨选分离奠定技术基础。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种提高含铁海滨砂矿还原产物金属化率和精矿铁品位的方法，包括以下步骤：

(1)海滨砂矿的预氧化：海滨砂矿在空气氛围下进行高温氧化；

(2)原料的准备：将生物质与步骤(1)预氧化的海滨砂矿充分混匀；

(3)还原焙烧：步骤(2)得到的混合料进行高温焙烧，得到还原产物；为防止氧化该步骤优选在还原气氛下进行高温还原焙烧。

(4)磨选分离：将步骤(3)得到的还原产物碾碎至粒度小于1mm的粉末，经磨矿-磁选分离得到还原铁粉和尾矿。可以从尾矿中回收有价元素，例如钒和钛等元素。

本发明中，所述的海滨砂矿中TFe品位35％～60％，TiO₂品位8％～13％，V₂O₅品位0.2～ 0.8％，有害杂质为S、P且含量较低，脉石元素主要有Si、Al、Mg和Ca。所述的生物质来源于大自然中的松木质、杂木质及各类乔木质等，其固定碳含量10～20％，挥发分含量60～70％，水分含量6～10％，灰分含量4～10％。

作为优选，步骤(1)中所述的高温氧化的温度为800～1100℃、时间为10～60min。

作为优选，步骤(1)海滨砂矿的预氧化在回转管炉中进行，采用空气压缩机向炉内鼓入空气进行高温氧化。更为优选的，采用空气压缩机向炉内鼓入空气的流量为0.5～2L/min。