[发明专利]钠盐改性硼铁矿及其在难处理含铁资源还原分选中的应用

说明书

技术领域

本发明公开了一种钠盐改性硼铁矿及其在难处理含铁资源还原分选中的应用。属于钢铁冶金技术领域。 

背景技术

我国约60%的硼资源赋存于硼铁矿中(含B₂O₃约7%，全Fe约30%)，硼铁矿因其共/伴生矿物多、结构复杂等原因，用常规的选矿方法分离困难，尚未形成工业规模的开发利用。 

硼铁矿的加工利用关键在于铁、硼的分离，处理工艺主要有湿法分离、火法冶炼两类工艺。湿法分离方法是将硼铁矿直接用酸/碱处理获得硼酸或硼砂，浸出渣再经磁选获得铁精矿，使硼铁分离。虽然，该工艺可以实现资源的综合利用，但是由于硼铁矿活性低，需要进行高温活化预处理，且后期湿法浸出需要的酸/碱量消耗高（0.4吨/1吨原矿），生产成本高，同时还带来酸腐蚀设备、污染环境等问题。火法分离工艺的主要研究方向主要是针对高炉法，硼铁矿先经选矿抛除原矿中的部分SiO₂、Al₂O₃，再通过烧结造块后入高炉冶炼，产品为含硼生铁和富硼渣。该工艺的优点是工艺流程短，设备简单，但是工业试验研究表明，高炉冶炼硼铁矿生产含硼约1.0%的含硼生铁时，高炉产能下降、焦比高（约1150kg/t）、高炉炉衬侵蚀严重、产品含硫高，更重 要的是富硼渣的B₂O₃活性低，不能满足碳碱法硼砂生产的要求，若通过缓冷提高B₂O₃活性，实现工业化生产在技术上和经济上都是困难的，至今未能实现长期稳定工业化生产。 

对于鲕状赤铁矿、红土镍矿和赤泥等难处理含铁资源，由于其有价元素含量低，矿物嵌布粒度细、结构复杂等特点，采用常规选矿、冶炼工艺难以得到高效利用。近年来，直接还原-分选工艺因工艺简单、流程短、运行成本低等优势，在复杂铁矿资源的处理中得到了广泛的应用。但由于后续物理分选流程对金属铁晶粒的尺寸有较高要求，因而在直接还原过程中必须实现金属铁晶粒的聚集、长大，否则将导致分选效果差、有价金属回收率低、产品质量不高等问题；若单纯依赖升高还原温度来实现金属铁晶粒的长大则势必会增加物料熔融与反应器黏连的风险，对生产顺行极为不利。因此，在难处理含铁资源加工领域，有效降低还原温度是直接还原-分选工艺推广应用的关键所在。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种钠盐改性硼铁矿及其在难处理含铁资源还原分选中的应用，实现劣质硼铁矿的工业化增值加工利用；同时改善鲕状赤铁矿、红土镍矿和赤泥等难处理含铁资源还原分选时金属铁与脉石矿物的分离效果。 

本发明提供的钠盐改性硼铁矿是采用下述方案实现的：将硼铁矿磨细至-0.074mm占40%～60%，然后与硫酸钠及碳酸钠混匀、造块、干燥后得到硼铁矿团块，将所述硼铁矿团块还原焙烧后，得到钠盐改性硼铁矿；所述硫酸钠及碳酸钠的添加量占硼铁矿粉质量的百分比为：硫酸钠5%～40%，碳酸钠 1～35%。 

本发明钠盐改性硼铁矿中，所述还原焙烧温度为800～950℃，还原焙烧时间20～30min。 

本发明钠盐改性硼铁矿在难处理含铁资源还原分选中的应用，是将钠盐改性硼铁矿磨矿至至-0.074mm质量百分比占70%以上后，添加至难处理含铁资源中混匀、造块、烘干，然后以非焦煤为还原剂还原焙烧，还原产物经破碎、磨矿后，采用湿式弱磁选方法分选，获得金属铁粉或镍铁合金粉；所述难处理含铁资源为鲕状赤铁矿、红土镍矿或赤泥；所述钠盐改性硼铁矿的添加量占难处理含铁资源质量百分比为10%～40%。 

本发明钠盐改性硼铁矿在难选冶含铁资源还原分选中的应用中，所述还原焙烧温度为1000℃～1100℃，还原焙烧时间30～75min，还原产物磨矿至-200目质量含量占90%以上。