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用微波還原弱磁性鐵礦物制取鐵精礦的方法

本項目針對現行碳熱還原工藝存在的不足，提供一種實用用微波還原弱磁性鐵礦物制取鐵精礦的方法，它無需用碳作為還原劑和熱源，因而沒有碳的消耗和由此產生的CO2對環境的污染，生產成本低，特別適于鐵品位為15～45%的難選低品位紅鐵礦和含鐵工業廢料中弱磁性鐵礦物的磁化改性，再用弱磁選機磁選獲得高品質鐵精礦。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：利用微波具有通過物體內部原子和分子發生高速振動的方式，選擇性加熱能夠吸收微波的礦物之特點，以微波場中升溫極快的鐵粉或鐵泥代替碳作為還原劑，鐵粉或鐵泥同時也是促進劑，通過微波磁化還原焙燒，使難選低品位紅鐵礦和含鐵工業廢料中的弱磁性鐵礦物還原為磁鐵礦，再用弱磁選機磁選獲得高品質合格鐵精礦。與傳統的碳熱還原技術相比，本發明的有益效果在于：（1）用廢鐵粉或鐵泥作還原劑，用弱磁選可將其作為鐵精礦回收，可變廢為寶，沒有還原劑的消耗、過程清潔、成本大幅度降低；而且由于鐵粉或鐵泥在微波場中升溫極快，對高溫還原反應具有促進作用。（2）由于微波僅選擇性加熱鐵礦物，導致鐵礦物和脈石礦物熱膨脹系數不同，在晶格間應力的作用下，鐵礦物更容易在晶界斷裂單體解離，有利于后續的磁選回收富集。（3）微波焙燒不僅可降低磁化還原反應的活化能，而且因其可選擇性地加熱鐵礦物，不需要象碳熱還原那樣將整個物料加熱至600～800℃的高溫，還原反應效率高，可顯著降低過程所需的能耗。實驗表明：將同樣二份1kg的紅鐵礦粉，一份用焦炭作還原劑，在4kw的馬弗爐中還原焙燒，另一份用廢鐵粉作還原劑，在頻率2450MHz、功率1.3kw的微波爐中還原焙燒6分鐘，還原劑加入量均為處理物料的20%，后者在6分鐘內可將98%的弱磁性鐵礦物還原為強磁性的磁鐵礦,而前者50分鐘內弱磁性鐵礦物的還原率不到60%，本發明所處理的弱磁性鐵礦物物料含鐵品位為15～45%，得到的鐵精礦其鐵品位大于60%，回收率大于80%。（4）突破傳統工藝處理貧、細、雜難選紅鐵礦和含鐵工業廢料成本高、效率低的瓶頸，使目前傳統工藝難以處理的大量鐵礦資源得到回收和利用。

武漢工程大學 2021-04-11

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