本發(fā)明屬于再生資源領(lǐng)域，涉及一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法。

背景技術(shù)：

鐵酸鈣和鐵酸鎂生產(chǎn)工序復雜，對原料品質(zhì)的要求高，在化學工業(yè)和電子工業(yè)中有眾多應用。與此同時，我國鋼渣堆存量和產(chǎn)量都十分巨大，但綜合利用率僅為17％左右。不僅影響鋼鐵生產(chǎn)，還容易造成周邊環(huán)境污染。鐵酸鈣和鐵酸鎂是鋼渣中ro相的重要組成部分，屬于惰性組分。從鋼渣中精細分離鐵酸鈣和鐵酸鎂具有現(xiàn)實的應用價值。

中國發(fā)明專利cn107721211a公開了一種鋼渣中ro相的高效分離回收方法，其中包括以下步驟：步驟1)鋼渣破碎；步驟2)電荷加載；步驟3)ro相分選；步驟4)分離回收；本發(fā)明以鋼渣為處理對象，首先對鋼渣進行破碎篩分，粒徑小于100目，然后使鋼渣微粉通過電荷加載裝置，使細粉顆粒帶上同性電荷，從而產(chǎn)生相斥靜電斥力，實現(xiàn)超分散處理，再鼓風使細粉顆粒在懸浮狀態(tài)下通過電磁分選器，ro相被分選去除，剩余物料回收利用。

中國發(fā)明專利cn106755650a公開了鋼渣生產(chǎn)高活性鋼渣粉和惰性礦物產(chǎn)品的工藝。該工藝包括干法粉磨、氣力分選、干法磁選、濕法粉磨、濕法磁選、脫水六個步驟。干法粉磨是將回收渣鐵后的尾渣粉磨制成鋼渣粉，實現(xiàn)惰性礦物解離；氣力分選是用超細選粉機將鋼渣粉以粒度分級來實現(xiàn)惰性礦物在粗粉中富集，細粉即為高活性鋼渣粉產(chǎn)品；干法磁選是利用惰性礦物磁性將粗粉提純?yōu)榇志V，粗尾渣返回到干法粉磨；粗精礦經(jīng)濕法粉磨制成細礦漿；由濕法磁選分選細料漿為濕惰性礦物和濕水泥鐵質(zhì)原料；兩種濕料分別經(jīng)脫水制成惰性礦物產(chǎn)品和水泥鐵質(zhì)原料，水返回到濕法粉磨；該發(fā)明將鋼渣加工成高活性鋼渣粉和高鐵品位的惰性礦物產(chǎn)品以及水泥鐵質(zhì)原料。

中國發(fā)明專利cn104888948a公開了一種流態(tài)化鋼渣微粉專用ro相磁選機，它包括流態(tài)化部分和磁選部分，所述流態(tài)化部分包括流態(tài)化槽、進料斗、出料口、氣泵、進氣口、抽氣口和除塵器。磁選部分包括回轉(zhuǎn)磁盤、外殼體、磁系盤、立軸、軸套、傳動部和電機，所述立軸豎向設(shè)置，所述立軸下端延伸至分選腔內(nèi)，在立軸的下端固定一個靜止的磁系盤，在磁系盤上鑲嵌有磁塊形成磁系，軸套套置在立軸下段并通過齒輪傳動由電機驅(qū)動，其中軸套與立軸之間設(shè)有回轉(zhuǎn)組件，并設(shè)有不銹鋼材質(zhì)的外殼體。應用該發(fā)明后，ro相分選后鋼渣微粉中的惰性物含量可由原來的35％左右降低到15％，選別ro相后的鋼渣微粉活性指標大幅提高，可滿足建材市場對鋼渣微粉的質(zhì)量需求。

中國發(fā)明專利cn109554552a公開了一種爐渣ro相分選系統(tǒng)及工作方法。該發(fā)明儲料裝置下面配合設(shè)置有出料裝置；出料裝置下面配合設(shè)置有磁選裝置，磁選裝置下面分別配合設(shè)置有第一出口和第二出口，第一出口對應設(shè)置有第一攪拌裝置，第二出口配合設(shè)置有第一研磨裝置，第一研磨裝置下面設(shè)置有磁選裝置、磁選裝置下面設(shè)置有前側(cè)出口和后側(cè)出口，前側(cè)出口和后側(cè)出口的下面分別設(shè)置有壓濾裝置；壓濾裝置下面設(shè)置有收集裝置；第二攪拌裝置對應設(shè)置有輸出裝置：該發(fā)明能夠?qū)t渣中的ro相進行快速的分選，并在分選之前對爐渣進行煙氣處理，提高該分選系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也有利于對爐渣進行回收利用。

中國發(fā)明專利cn108031539a公布了一種熱悶、熱潑鋼渣加工金屬回收工藝，選用電磁吸盤、重落錘、液壓翻轉(zhuǎn)篩、液壓鄂式破碎機和棒磨機、新型寬帶磁選機、寬布料器等組成的鋼渣破碎、除鐵、預處理和鋼渣磁選、除鐵預粉磨兩個閉路循環(huán)工藝技術(shù)，實現(xiàn)對由熱潑和熱悶多種冷卻方式得到的鋼渣的金屬回收工藝。本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明可同時進行熱悶鋼渣、熱潑鋼渣的加工和金屬回收生產(chǎn)工藝，使生產(chǎn)線產(chǎn)量倍增達到100萬噸/年，尾渣的品質(zhì)滿足國產(chǎn)立磨機生產(chǎn)高價值的鋼渣微粉要求。

中國發(fā)明專利cn109365106a公開了一種不銹鋼鋼渣干式磁選裝置及工藝，屬于冶金和礦物工程技術(shù)領(lǐng)域，裝置包括原料倉、廢鋼收集裝置、破碎篩選裝置和磁選裝置包括磁選機組、篩分機構(gòu)和磨料機構(gòu)，破碎篩選裝置包括破碎機構(gòu)、分離機構(gòu)和打散機構(gòu)；工藝包括一次破碎篩分、二次破碎篩分及除鐵、物料打散、一次磁選篩分、二次磁選分離。該發(fā)明在不銹鋼鋼渣處理過程中，58～60％的不銹鋼鋼渣不需進行磨細，處理中不消耗水、不需要設(shè)置尾礦庫。

中國發(fā)明專利cn106694517b公開了一種鋼渣磁選粉提純協(xié)同制備鋼渣微粉的生產(chǎn)工藝，屬于鋼渣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。步驟為：將磁選粉倒入受料斗中，依次經(jīng)振動給料機、皮帶秤和斗式提升機進入烘干選粉工序；在選粉機中與熱風逆流換熱，然后進入粗破工序或后續(xù)粉磨工序；粗破后的物料進入打散分級工序，產(chǎn)生的粗料采用磁選機進行磁選；用蒸汽磨進行粉磨；粉磨工序后的細粉平均粒徑≤30微米，然后采用鋼渣微粉專用ro相磁選機進行磁選，最后收粉?？稍趯撛胚x粉中的金屬資源提純的同時，將其中的非金屬物質(zhì)進行處理，分離出高活性的鋼渣微粉和非活性的鋼渣微粉，利于后續(xù)分類利用。

可見，現(xiàn)有的鋼渣ro相分選工藝只能利用磁選分離ro相粗產(chǎn)品，不能進一步從ro相中分離出較高品質(zhì)的鐵酸鈣和鐵酸鎂產(chǎn)品。

中國發(fā)明專利cn108862402a公開了一種回收鋼渣中鐵資源的方法，包括有如下步驟：步驟一、對鋼渣進行熔融操作，采用可調(diào)控的氧化性氣體，噴吹至所述鋼渣的液面上，將鋼渣中feo進行氧化；步驟二、對反應后的鋼渣進行降溫操作，待溫度穩(wěn)定后進行保溫；步驟三、對保溫后的鋼渣冷卻。經(jīng)過上述步驟后，最終生成的mgfe2o4尖晶石相與fe3o4均為本發(fā)明中利用的鋼渣中主要的含鐵物相。通過本發(fā)明提供的處理步驟，(1)磁選后鋼渣中的鐵品位提高，可作為鐵礦資源用于鋼鐵生產(chǎn)；(2)相比于目前常用的鋼渣鐵資源回收處理方法，該方法提高了鋼渣中鐵的收得率；(3)降低了后處理的鋼渣量，起到了鋼渣固廢減量化的作用。

中國發(fā)明專利cn109225614a公開了一種增強鋼渣ro相磁性以及鋼渣中分離惰性礦物的方法。具體為將某一粒度范圍的內(nèi)的鋼渣粉在一定溫度和一定氣氛下進行磁化焙燒。焙燒后的鋼渣ro相質(zhì)量磁化率可提高3～10倍，大幅度增加了鋼渣ro相的磁力選別性。

可見，現(xiàn)有的鋼渣ro相化學處理-分選工藝只能通過物相轉(zhuǎn)化提高磁選分離效率，不能進一步生產(chǎn)和分離出較高品質(zhì)的鐵酸鈣和鐵酸鎂產(chǎn)品。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法。

一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：采用錘式、顎式破碎設(shè)備將鋼渣磁選尾礦破碎，選擇性解離出粗粒單質(zhì)鐵；之后在300gs～1500gs場強下磁選，分離出上述粗粒單質(zhì)鐵顆粒；再用輥式破碎設(shè)備將尾渣細碎，利用硬度差異選擇性解離出粗顆粒鐵酸鈣和鐵酸鎂；之后在500gs～3200gs場強下磁選，分離出鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品；最后以震動床渦電流分選機處理鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品、提升產(chǎn)品等級。

進一步地，原料為含鐵20％～30％的鋼渣磁選尾礦，而不是鋼渣原顆粒。

進一步地，磁選分離出含鐵量>63％的粗粒單質(zhì)鐵粒后，采用高壓輥磨機、輥式破碎機對脆性顆粒具有選擇性破碎效果的輥式破碎設(shè)備將磁選尾渣破碎至0.5mm～3.5mm。

進一步地，采用震動床渦電流分選機處理粗產(chǎn)品，提升鐵酸鈣和鐵酸鎂產(chǎn)品等級，最終產(chǎn)品雜質(zhì)礦物含量<2.5％。

進一步地，所述震動床渦電流分選設(shè)備的給料槽震動沖程為1.5mm～35mm、沖次60～900。

進一步地，提取鐵酸鈣和鐵酸鎂后殘余的尾渣用于生產(chǎn)膠凝材料。

與現(xiàn)有的ro相分離技術(shù)相比較，本發(fā)明以鋼渣特性為依據(jù)，采用選擇性解離方法分段破碎鋼渣，最終利用顆粒導電性和磁性差異借助渦電流分選技術(shù)提升鐵酸鈣和鐵酸鎂產(chǎn)品等級。在原料、分選原理、分選設(shè)備，分選方法和最終產(chǎn)品等方面都有創(chuàng)新，是一種新的、高效分離方法。

附圖說明

圖1從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的工藝流程。

具體實施方式

以下實例用于說明本發(fā)明的實施過程，但不用來限制本發(fā)明的使用方法和適用范圍。

實例1：

湖北省某鋼廠綜合鋼渣磁選尾礦，主要成分(多次測試范圍值)為：tfe26.22％～27.61％，cao37.10％～38.98％，mgo7.50％～8.22％，al2o34.23％～5.24％，sio211.59％～14.20％，so30.16％～0.27％。

使用過程：

(1)選擇性解離粗粒單質(zhì)鐵。取原料鋼渣磁選尾礦5kg，首先用顎式破碎機將原料鋼渣磁選尾礦破碎至9.8mm～11.2mm(多次測量平均值，下同)，選擇性解離出粗粒單質(zhì)鐵粒。

(2)分離粗顆粒單質(zhì)鐵。在795gs～810gs(多次測量平均值，下同)場強下采用干式粉體磁選機磁選，以磁選精礦的形式去除粗粒單質(zhì)鐵，后者含鐵69.01％～70.12％(多次測量平均值，下同)、用作煉鋼原料。

(3)選擇性解離鐵酸鈣和鐵酸鎂。利用輥式破碎設(shè)備將尾渣細碎至2.5mm～3mm、利用硬度差異選擇性解離出鐵酸鈣和鐵酸鎂。

(4)分離鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品。在990gs～1005gs場強下磁選，分離出鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品。分離后剩余的細粒單質(zhì)鐵含鐵71.22％～71.86％、合并入煉鋼原料。

(5)產(chǎn)品提純。以震動床渦電流分選機提純鐵酸鈣和鐵酸鎂。震動床渦電流分選機的給料槽沖程為3mm、沖次600，產(chǎn)品中雜質(zhì)礦物含量<2％。分離產(chǎn)生的尾渣用于生產(chǎn)膠凝材料。

實例2：

河北省某鋼廠綜合鋼渣磁選尾礦，主要成分為：tfe22.14％～22.37％，cao36.15％～37.03％，mgo8.77％～9.09％，al2o32.22％～2.38％，sio216.35％～16.41％，so30.21％～0.32％。

使用過程：

(1)選擇性解離粗粒單質(zhì)鐵。取原料鋼渣磁選尾礦20kg，首先用顎式破碎機將原料鋼渣磁選尾礦破碎至12.82mm～12.96mm，選擇性解離出粗粒單質(zhì)鐵粒。

(2)分離粗顆粒單質(zhì)鐵。在540gs～552gs場強下采用干式粉體磁選機磁選，以磁選精礦的形式去除粗粒單質(zhì)鐵，后者含鐵68.27％～68.76％、用作煉鋼原料。

(3)選擇性解離鐵酸鈣和鐵酸鎂。利用輥式破碎設(shè)備將尾渣細碎至2.45mm～2.68mm、利用硬度差異選擇性解離出鐵酸鈣和鐵酸鎂。

(4)分離鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品。在880gs～905gs場強下磁選，分離出鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品。分離后剩余的細粒單質(zhì)鐵含鐵73.26％～74.44％、合并入煉鋼原料。

(5)產(chǎn)品提純。以震動床渦電流分選機提純鐵酸鈣和鐵酸鎂。震動床渦電流分選機的給料槽沖程為5mm、沖次230，產(chǎn)品中雜質(zhì)礦物含量<1.63％。分離產(chǎn)生的尾渣用于生產(chǎn)膠凝材料。

實例3：

遼寧省某鋼廠綜合鋼渣磁選尾礦，主要成分為：tfe27.31％～27.93％，cao31.35％～31.08％，mgo9.77％～9.89％，al2o31.93％～2.16％，sio216.82％～16.97％，so30.30％～0.31％。

使用過程：

(1)選擇性解離粗粒單質(zhì)鐵。取原料鋼渣磁選尾礦10kg，首先用顎式破碎機將原料鋼渣磁選尾礦破碎至12.91mm～13.77mm，選擇性解離出粗粒單質(zhì)鐵粒。

(2)分離粗顆粒單質(zhì)鐵。在1139gs～1157gs場強下采用干式粉體磁選機磁選，以磁選精礦形式去除粗粒單質(zhì)鐵，后者含鐵70.05％～70.23％、用作煉鋼原料。

(3)選擇性解離鐵酸鈣和鐵酸鎂。利用輥式破碎設(shè)備將尾渣細碎至1.05mm～1.11mm、利用硬度差異選擇性解離出鐵酸鈣和鐵酸鎂。

(4)分離鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品。在990gs～1110gs場強下磁選，分離出鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品。分離后剩余的細粒單質(zhì)鐵含鐵72.11％～72.85％、合并入煉鋼原料。

(5)產(chǎn)品提純。以震動床渦電流分選機提純鐵酸鈣和鐵酸鎂。震動床渦電流分選機的給料槽沖程為2.5mm、沖次800，產(chǎn)品中雜質(zhì)礦物含量<2.41％。分離產(chǎn)生的尾渣用于生產(chǎn)膠凝材料。

技術(shù)特征：

1.一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：采用錘式、顎式破碎設(shè)備破碎鋼渣磁選尾礦，選擇性解離出粗粒單質(zhì)鐵；之后在300gs～1500gs場強下磁選，分離出上述粗粒單質(zhì)鐵顆粒；再用輥式破碎設(shè)備細碎尾渣，利用硬度差異選擇性解離出鐵酸鈣和鐵酸鎂；之后在500gs～3200gs場強下磁選，分離出鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品；最后以震動床渦電流分選機提純粗產(chǎn)品，提升鐵酸鈣和鐵酸鎂產(chǎn)品等級。

2.如權(quán)利要求1所述一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：原料為含鐵20％～30％的鋼渣磁選尾礦，而不是鋼渣原顆粒。

3.如權(quán)利要求1所述一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：磁選分離出含鐵量>63％的粗粒單質(zhì)鐵粒后，采用高壓輥磨機、輥式破碎機等對脆性顆粒具有選擇性破碎效果的輥式破碎設(shè)備將磁選尾渣進一步破碎至0.5mm～3.5mm。

4.如權(quán)利要求1所述一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：采用震動床渦電流分選機提純粗產(chǎn)品，提升鐵酸鈣和鐵酸鎂質(zhì)量等級，最終產(chǎn)品雜質(zhì)礦物含量<2.5％。

5.如權(quán)利要求4所述一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：涉及的震動床渦電流分選設(shè)備的給料槽震動沖程為1.5mm～35mm、沖次60～900。

6.如權(quán)利要求1所述一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法，其特征在于：提取鐵酸鈣和鐵酸鎂后殘余的尾渣用于生產(chǎn)膠凝材料。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于資源再生領(lǐng)域，具體涉及一種從鋼渣磁選尾礦中分離鐵酸鈣和鐵酸鎂的方法。本發(fā)明首先用選擇性破碎設(shè)備將含鐵20％～30％的鋼渣磁選尾礦破碎至10mm～13mm，選擇性解離出粗粒單質(zhì)鐵粒。之后在300Gs～1500Gs場強下磁選，粗粒單質(zhì)鐵以磁選精礦的形式被去除并用作煉鋼原料。再用輥式破碎設(shè)備將磁選尾渣細碎至0.5mm～3.5mm、利用硬度差異選擇性解離出鐵酸鈣和鐵酸鎂。之后在500Gs～3200Gs場強下磁選，分離出細粒單質(zhì)鐵合并入煉鋼原料，剩余的鐵酸鈣和鐵酸鎂粗產(chǎn)品以震動床渦電流分選機提純，生產(chǎn)出最終產(chǎn)品。合并上述過程中產(chǎn)生的無特定用途的尾渣用于生產(chǎn)膠凝材料，最終實現(xiàn)鋼渣的全組分資源化利用。

技術(shù)研發(fā)人員：胡文韜;倪文;郭九傳;劉欣偉

受保護的技術(shù)使用者：北京科技大學

技術(shù)研發(fā)日：2020.02.14

技術(shù)公布日：2020.06.16