一种钢渣的选别方法与流程

本发明涉及铁精矿选别领域，具体是一种钢渣的分选方法。

背景技术：

我国铁矿选矿厂目前生产的铁精矿品位一般在58％～68％之间，经过烧结或制成球团之后进入高炉。根据目前市场状况预测，为非高炉炼铁提供高品位铁精矿(大于69.00％)将是有条件的铁精矿生产企业未来重点发展方向之一。高品位铁精矿根据不同用途，也称为超级铁精矿、高纯铁精矿、优质铁精矿等，是指含铁量高，脉石含量低的铁精矿。它既是选矿的深加工产品，又是一种很有发展潜力的新型功能材料。目前高品位铁精矿主要分为两类:其一指铁品位高于69.00％，二氧化硅及其它杂质含量小于3.00％的磁铁矿精矿，可以用于非高炉炼铁(直接还原铁或熔融炼铁等)；其二是指铁品位高于71.50％，二氧化硅及其它杂质(酸不溶物)含量小于0.20％～3.00％的磁铁矿精矿，主要用于粉末冶金、磁性材料等领域。

表1高品位磁铁矿精矿的质量标准

四氧化三铁(ferroferricoxide)，化学式fe3o4。俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。目前国际国内氧化铁合成主要工艺大致可以分为干法和湿法两类。干法又分为气相法和固相法，其中气相法常以羰基铁(fe(co)5)或二茂铁(fecp2)等为原料，采用火焰热分解、气相沉积、低温等离子化学沉积法(pcvd)或激光热分解等原理，通过焙烧法、热分解法、鲁式法(ruthner)等方法来制备，由于干法制过程中，不可避免的废气污染和工艺过程难以控制、质量难以保证等缺点，该类方法已逐渐被本行业所摒弃；湿法又名液相法，是目前实验室和工业界广泛采用的制备粉体材料的主要方法，其主要包括溶胶-凝胶法、空气氧化法、水解法、沉淀法等；此外还有水热法、催化法、包核法等工艺改进法。主要优点是组分容易控制、设备简单、生产成本低；不足之处是杂质多，难以获得高性能的粒子粉体，生成的粒子易于形成聚凝体的假颗粒，难以分散。

近十年来，随着细磨、弱磁选、强磁选、重选、加温浮选、反浮选等选矿技术被应用在氧化铁矿选矿领域，氧化铁矿得以大规模开发利用。但是，由于混合铁矿中的磁铁矿与氧化铁矿磁性差异非常大，又相互紧密共生嵌布，分选难度更是艰难，加工成本也非常高。我国大量的混合型铁矿，品位低，嵌布粒度细，要使磁铁矿和氧化铁矿完全解离实现矿物的有效分选。中国专利cn104190522b公开了一种混合铁矿的磁重筛选矿工艺，包括以下工艺步骤：一段磨矿作业-一段分级作业-一段弱磁选作业-一段强磁选作业-重选作业-高频筛作业-二段磨矿选别作业。该专利仅能从含铁量为15～20％的粗铁矿中做进一步的选矿，其铁精矿产品品味为63～66％，无法达到高品铁精矿的标准。中国专利cn104888943b公开了一种获得高品位铁精矿的磁选方法，该方法采用磁选与研磨磁选两种方式结合进行铁矿石选别。磁选方式的部件为磁体、隔板和尾矿接收器，后两者构建选别空间，该方式有效利用“磁团聚”进行选别；研磨磁选方式是指研磨待选铁矿粉体之后再磁选，该方式有效利用“摩擦”进行分离。该发明对于铁品位为27.90％、粒度75μm以下占75％的低品位铁矿，选别后的铁品位为68.45％，铁回收率为66.09％；对于铁品位为45.52％、粒度71μm以下占89％的高品位铁矿，选别后铁品位为69.89％，铁回收率为90.97％，该发明仍无法达到超高纯磁铁精矿的要求。

在现有技术中，对超高纯磁铁精矿磁悬分离技术存在以下问题：1、现阶段进停留在实验室规模的小批量制备，而且依然需要使用一定量的化学试剂；2、采用的原料是：轧制钢材时剝落下来的含铁量≥90的氧化铁皮；3、该技术使用的原料杂质少成本高(现价约2000∽2500元/吨)，只能用于制备高端市场消耗量极小的超高纯磁铁精矿纳米球和超高纯磁铁精矿纳米粉。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种钢渣的选别方法，通过物理的方法制备超高纯磁铁精矿，并对钢渣进行回收利用制备得到多种铁质产品，提高了钢渣的利用率，进一步解决了超高纯磁铁精矿制备产生的环境污染问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种钢渣的选别方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将钢渣进行一段球磨至钢渣粒度80～100目后进行第一次磁选，得到一次磁选精矿和尾矿，备用；

步骤二：将一次磁选精矿进行脱磁处理，并将脱磁后的一次磁选精矿进行二段球磨至粒度180～200目，将球磨后的精矿进行第二次磁选，得到二次磁选精矿和尾矿，备用；

步骤三：将二次磁选精矿进行脱磁处理，然后将脱磁后的精矿进行三段球磨和多次的磁选和重选处理，得到超高纯磁铁精矿和高品位铁精矿；

钢渣中的主要元素成份为：铁及含铁氧化物、硅酸盐杂质；含铁氧化物包括fe2o3和fe3o4，首先，本发明利用硅酸盐杂质属于非磁性物和密度低于铁元素的特点，采用磁选+重选的方法，将钢渣中的铁元素同硅酸盐杂质有效地分离出来；然后，依据fe2o3磁性低于fe3o4和fe的特点，采用永磁筒式磁选机磁选的方法，将钢渣中的fe2o3同fe3o4和金属铁(小钢杂)有效地分离出来；最后，依据fe3o4密度低于金属铁(小钢粒)密度的特点，采用分层选矿机重选的方法，将钢渣中的fe3o4同金属铁有效地分离出来，从而选别出超高纯磁铁精矿。

由于80～100目的矿料粒径相对较粗，其依然含有较多的杂质，一次磁选得到的铁矿石的品位还是较低，不能满足客户需求，为此需要进行再次分选，然而，杂质和铁精矿是伴生在一起，若不对铁矿石进行进一步的细磨，再次进行磁选时，铁矿石中伴生的杂质依然较多，铁矿石的品位并不会发生明显改变，故再次进行磁选的意义不大。在本发明中，为了解决该问题，对一次磁选得到的精矿进行再次球磨，以得到更细的矿料，同时，为了尽可能多地将铁精矿分选出来，将得到的更细的矿料进行二次磁选，且二次磁选的磁场强度小于一次磁选的磁场强度，以避免将品位更低的铁矿石混入品位高的铁矿石中，经过二次磁选得到的精矿的品位明显升高，但依然不能满足客户的高要求，相应地，即使再进行一次磁选，铁矿石的品位依然不会得到明显升高，依然无法满足客户的高要求。

其中，第二次磁选磁场强度小于第一次磁选磁场强度。

进一步的，所述第一次磁选的磁场强度为800～900gs，第二次磁选的磁场强度为400～450gs。

进一步的，所述步骤三，还包括以下步骤：

(1)、将脱磁后的二次磁选精矿进行三段球磨至磨矿粒度325～400目，将球磨后的精矿进行第一次重选，重选底流得到的精矿为一次重选精矿，重选溢流得到高品位铁精矿；

(2)、将一次重选精矿进行第三次磁选，将磁选得到的精矿进行脱磁处理，再进行第四次磁选，将第四次磁选得到的精矿进行脱磁处理，得到四次磁选精矿；

(3)、将四次磁选精矿进行第二次重选，将重选底流得到的二次重选精矿进行第三次重选；第三次重选溢流得到的精矿为超高纯磁铁精矿，重选底流得到高品位铁精矿；

其中，第三次磁选磁场强度小于第二次磁选磁场强度，第四次磁选磁场强度小于第三次磁选磁场强度。

进一步的，所述第三次磁选的磁场强度为300～350gs，第四次磁选磁场强度为240～280gs。

进一步的，还包括以下步骤：将第三次重选溢流得到的精矿干燥处理得到超高纯磁铁精矿，重选底流得到高品位铁精矿。

进一步的，将所述步骤(1)中一次重选溢流和步骤(3)中的二次重选溢流与三次重选底流合并得到的精矿，干燥处理得到成品高品位铁精矿。

一种从钢渣分选水泥铁质校正剂的方法，其特征在于，将所述步骤一和步骤二得到的尾矿为水泥铁质校正剂，将其干燥得到成品水泥铁质校正剂。

进一步的，所述钢渣含铁量≥51％。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明主要用于钢渣选别超高纯磁铁精矿，属于纯物理选矿方法，在生产过程中不使用化学药剂，有利于环境的保护；同时，本发明生产用水可实现循环利用，钢渣得到全部利用，进而达到了零排放。故本发明的选矿方法绿色环保，解决了工矿企业的环保压力，在生产成本上，是传统化学法生产超高纯磁铁精矿粉成本的35％(未包括化学法废渣、废水、废气的后期处理成本)，具有显著的经济效益和市场推广价值。

2、本发明采用永磁筒式磁选机+分层选矿机组成的磁重联合工艺流程在对钢渣选别超高纯磁铁精矿时，超高纯磁铁精矿中含fe3o4纯度为98.67～99.78％，其选别出超高纯磁铁精矿产率约为20％，高品位铁精矿含铁67.7～68.7％，产率约为40％，水泥铁质校正剂含铁20～23％，产率约为40％。

3、本发明可以实现钢渣的完全再利用，其分选产物分别可以作为水泥铁质校正剂、高品位铁精矿和超高纯磁铁精矿，可以实现钢渣利用的最大化。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是钢渣选别方法流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以原产于江苏省沙钢钢渣为例，其平均含铁量≥51％。

实施例1

如图1所示，提供了一种钢渣分选水泥铁质校正剂的方法，包括以下步骤：

步骤一：将钢渣进行一段球磨至钢渣粒度过100目后进行第一次磁选，得到一次磁选精矿和尾矿，备用；先将原料进入一段球磨机中进行第一次球磨，第一次球磨后的磨料进入高堰式螺旋分级机分级，高堰式螺旋分级机分级出的不合格粒径(＞100目)的钢渣返回一段球磨机中继续球磨，多次循环直至分级后的矿料粒度小于100目，将分级过后粒度小于100目的矿料进行第一次磁选，一次磁选磁场强度为850±50gs，磁选得到的尾矿可作为水泥铁质校正剂使用。

实施例2

一种钢渣选别方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将钢渣进行一段球磨至钢渣粒度过80目后进行第一次磁选，得到一次磁选精矿和尾矿，备用；先将原料进入一段球磨机中进行第一次球磨，第一次球磨后的磨料进入高堰式螺旋分级机分级，高堰式螺旋分级机分级出的不合格粒径(＞80目)的钢渣进入一段球磨机中继续球磨，多次循环直至分级后的矿料粒度小于80目，将分级过后粒度小于80目的矿料进行第一次磁选，一次磁选磁场强度为850±50gs，磁选得到一次磁选精矿和尾矿，尾矿可作为水泥铁质校正剂使用。

步骤二：磁选出的一次磁选精矿进入脱磁器脱磁，脱磁后的精矿进入二段球磨机中进行第二次球磨，第二次球磨后的磨料通过浸没式螺旋分级机分级，分级后得到的溢流进入水力旋流器中进行再次分级，水力旋流器溢流进入高频筛进行筛分，高频筛筛下物矿料粒度小于180目，水力旋流器底流及高频筛筛上物返回二段球磨机中继续球磨，多次循环直至分级后的矿料粒度小于180目进行第二次磁选，二次磁选得到二次磁选精矿和尾矿，尾矿可作为水泥铁质校正剂使用。

实施例3

本实施例提供了一种钢渣的分选方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将钢渣进行一段球磨至钢渣粒度过90目后进行第一次磁选，得到一次磁选精矿和尾矿，备用；先将原料进入一段球磨机中进行第一次球磨，第一次球磨后的磨料进入高堰式螺旋分级机分级，高堰式螺旋分级机分级出的不合格粒径(＞90目)的钢渣进入一段球磨机中继续球磨，多次循环直至分级后的矿料粒度小于90目，将分级过后粒度小于90目的矿料进行第一次磁选，磁选磁场强度为850±50gs，磁选得到一次磁选精矿(含铁量62～64％)和尾矿，尾矿可作为水泥铁质校正剂使用。

步骤二：磁选出的一次磁选精矿进入脱磁器脱磁，脱磁后的精矿进入二段球磨机中进行第二次球磨，第二次球磨后的磨料通过浸没式螺旋分级机分级，分级后得到的溢流进入水力旋流器中进行再次分级，水力旋流器溢流进入高频筛进行筛分，高频筛筛下物矿料粒度小于200目，水力旋流器底流及高频筛筛上物返回二段球磨机中继续球磨，多次循环直至分级后的矿料粒度小于200目进行第二次磁选，二次磁选得到二次磁选精矿和尾矿，二次磁选得到的二次磁选精矿(含铁量在69-70％)和尾矿，尾矿可作为水泥铁质校正剂使用。

所述步骤三，还包括以下步骤：

(1)、将脱磁后的二次磁选精矿进行三段球磨，将球磨后的精矿进入高频筛筛分，高频筛筛下物矿料粒度小于325目，将其筛上物再进行球磨，如此反复，多次循环直至筛分后的矿料粒度小于325目，将球磨后的精矿进行第一次重选，重选底流得到的精矿为一次重选精矿，重选溢流得到高品位铁精矿；

(2)、将一次重选精矿进行第三次磁选，三次磁选磁场强度为325±25gs，将第三次磁选得到的精矿进行脱磁处理，再进行第四次磁选，第四次磁选磁场强度为260±20gs，将第四次磁选得到的精矿进行脱磁处理，得到四次磁选精矿，第三次磁选和第四次磁选得到的尾矿为高品位铁精矿；

(3)、将四次磁选精矿进行第二次重选，将二次重选底流得到的精矿进行第三次重选；第三次重选溢流得到的精矿为超高纯磁铁精矿，第二次重选溢流与第三次重选底流合并得到高品位铁精矿；

由于钢渣中含有的feo、金属fe和fe3o4的磁性好，通过磁选不断的提纯，去除金属铁和三氧化二铁以及其他杂质，但仅依靠磁选技术难以有效地将其同fe3o4分离，造成生产出的产品的中所含fe3o4的纯度难以超过96％。对此，本发明利用了feo(相对密度5.73)和fe(相对密度7.84)与fe3o4(相对密度5.18)的相对密度差(0.55～2.26)，通过两次重选分别将feo和金属fe从fe3o4分选出来，通过两次重选和磁选的产物及为超高纯磁铁精矿(含fe3o4纯度为98.67～99.78％)。

由于超高纯磁铁精矿的磁性好，其磁选精矿既便经脱磁器脱磁后，依然能够产生严重地磁团聚，而磁团聚造成钢渣中的微细粒级的杂质被吸附或包裹在磁团聚中，造成超高纯磁铁精矿或含钙的悬浮物超标，或含铅含量超标；本实施例制备得到的超高纯磁铁精矿进一步减少了钙、铅等杂质的含量。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。