一种高含铁稀土原矿的选矿工艺

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一种高含铁稀土原矿的选矿工艺\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种高含铁稀土原矿的选矿工艺特别是一种含有Fe2O3＞30％的稀土原矿的处理选矿工艺\n背景技术\n[0002] 一般为节省冶炼成本，必须对稀土原矿先进行选矿富集，获得高品位稀土精矿，再进行冶炼。选矿方法包括：重选、浮选、磁选等，这些分离方法都属于物理选矿方法，但是，对于属于浸润型的稀土矿，如澳大利亚Mt.Weld的独居石型稀土矿，稀土矿物和其他矿物紧密镶嵌，用一般的物理选矿方法难以富集，有人采用重选、浮选、磁选等选矿方法处理该矿，可获得品位为50％REO的稀土矿，但稀土收率只有40％-50％，造成极大的资源浪费。因此，有必要提供一种新型的化学选矿工艺。\n发明内容\n[0003] 本发明目的是提供一种处理高含铁稀土原矿的选矿工艺，该二工艺是利用化学选矿方法可在保证收率的前题下，获得高品位的稀土精矿。\n[0004] 为达到上述目的本发明采用以下技术方案：这种高含铁稀土原矿的选矿工艺包括以下步骤：\n[0005] (1)稀土原矿破碎、磨矿；\n[0006] (2)配矿：添加含SiO2或CaO的矿物，加入含碳的固体还原剂；\n[0007] (3)团矿：添加粘结剂进行球团或压团；\n[0008] (4)还原熔炼；\n[0009] (5)渣铁分离；在还原熔炼后期，保持温度，利用渣铁水比重的差异，使富稀土渣浮在表层，出渣，实现渣铁分离；\n[0010] (6)冷却后，对富含稀土的渣进行粉碎，磁选。\n[0011] 所述原矿中配以含碳的固体还原剂，加量为C/[Fe2O3+P2O5](摩尔比)为2-10；所述通过添加含SiO2或CaO的矿物，使渣的碱度SiO2/[Al2O3+CaO+REO]为0.2-5；根据各地稀土原矿的不同采用烧结、球团和压团方法，获得人造块矿，采用水玻璃、沥青、酸性纸浆废液、糖浆等为粘接剂，进行球团或压团；所述配以含碳的固体还原剂为石油焦、无烟煤、焦炭、石墨、木炭；所述还原熔炼温度控制在1300-1900℃；还原熔炼采用高炉或电炉进行处理。；渣铁分离在还原熔炼进行后，使渣和铁水保持温度为1300-1900℃；渣铁分离在还原熔炼进行后，渣和铁水冷却后，把渣破碎，采用磁选后，进一步选除铁珠，得到品位较高的成品稀土渣。\n[0012] 本工艺的基本原理是：在一定的反应温度下利用碳还原法冶炼原矿，原矿中的铁矿物被还原为金属铁，原矿中的磷元素也被还原进入铁中，而稀土氧化物、氧化钙、氧化硅、氧化铝和部分氧化锰进入渣相中，形成富含稀土的稀土精矿。\n[0013] 对有关氧化物的化学反应自由能计算如下：】\n[0014] \n[0015] 从上述数据可以看出，当熔炼温度在1300℃以上，矿物中的铁和磷被还原，进入铁水中，其余的氧化物留在渣中。\n[0016] 本发明中的粉碎、磨矿系采用常规破碎设备，如颚式破碎机等将大块原矿破碎后，再采用湿法或干法球磨把原矿磨到小于120目；\n[0017] 配矿：按C/[Fe2O3+P2O5](摩尔比)为2-10，加入固体还原剂，如石油焦、无烟煤、焦炭、石墨、木炭等含碳固体物，同时按碱度SiO2/[Al2O3+CaO+REO]为0.2-5添加CaO或SiO2矿物进行调整，添加上述物质后，搅拌或球磨均匀；\n[0018] 团矿：对上述配矿产物需进行团矿，使之成为人造块矿，改善炉料的透气性，这是因为矿物粒度较细，不能直接入炉冶炼，因此必须进行冶炼前的加工处理，以满足冶炼工业的要求，可根据各地稀土原矿的不同采用烧结、球团和压团方法，获得人造块矿，例如可以采用水玻璃、沥青、酸性纸浆废液、糖浆等为粘接剂，进行球团或压团；\n[0019] 熔炼采用高炉、电炉进行还原熔炼，熔炼温度控制在：1400-1900℃之间，该温度可以保证铁等元素的还原，同时保证稀土、钙、硅氧化物进入炉渣中，使炉渣处于过热状态，具有良好的流动性，能够与还原产物顺利分离，避免渣中夹带较多的铁珠，降低精矿品位，同时避免铁中含渣，降低选矿收率。分出富稀土渣后，对富稀土渣进行破碎后、磁选，以把其中的铁珠进一步选除，提高稀土渣品位。\n附图说明\n[0020] 图1为本发明的工艺流程框图\n[0021] 图1中1为稀土原矿经破碎磨矿工序，2为配矿工序，加入含SiO2或CaO的矿物，为了提高精矿品位，应尽可能少地添加其他矿物，添加含碳固体还原剂，如石油焦、无烟煤、焦炭、石墨、木炭等含碳物质，添加上述物质后，搅拌或球磨均匀。3为团矿，上述配矿产物需进行团矿，使之成为人造块矿，改善炉料的透气性。4.采用高炉、电炉进行还原熔炼，熔炼温度控制在：1400-1900℃之间。5为渣铁分离工序，再对富稀土渣进行破碎6，随后，可以进行磁选7，以把其中的铁珠进一步选除，提高稀土渣品位。\n[0022] 实施例1：\n[0023] 采用澳大利亚Mt.Weld稀土原矿为原料，该矿的组成分析如下：REO＞14％CaO \n4.8％ P2O58.23％ Al2O33.45％ MnO2 5％SiO23.2％ Fe2O343.50％.首先将矿干燥后，加入冶金焦，按碳料比为1∶1配矿，采用球磨后，加水调和，滚成直径5-10mm球状物，120℃烘干，把该球状物加入石墨坩堝中，把坩堝放入真空高频电炉中，加电，熔炼，通过高温温控仪控制炉温在1500℃熔炼30分钟，冷却，取出坩堝，坩堝底部是金属相，上部是黄色的渣相，二者之间分界清晰，容易分离，对渣相中稀土总量进行分析，计算回收率，得到如下结果：稀土收率大于90％，稀土品位REO～50％。这一品位稀土精矿可直接用于稀土提取冶金和分离。\n[0024] 本发明的优点是：工艺简便，可得到高品位的稀土渣，且稀土的收率较高。该方法适于处理高含铁、难于用物理选矿方法处理的稀土矿物，该方法特别适于处理澳大利亚Mt.Weld独居石型稀土矿。