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用微波还原弱磁性铁矿物制取铁精矿的方法

本项目针对现行碳热还原工艺存在的不足，提供一种实用用微波还原弱磁性铁矿物制取铁精矿的方法，它无需用碳作为还原剂和热源，因而没有碳的消耗和由此产生的CO2对环境的污染，生产成本低，特别适于铁品位为15～45%的难选低品位红铁矿和含铁工业废料中弱磁性铁矿物的磁化改性，再用弱磁选机磁选获得高品质铁精矿。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：利用微波具有通过物体内部原子和分子发生高速振动的方式，选择性加热能够吸收微波的矿物之特点，以微波场中升温极快的铁粉或铁泥代替碳作为还原剂，铁粉或铁泥同时也是促进剂，通过微波磁化还原焙烧，使难选低品位红铁矿和含铁工业废料中的弱磁性铁矿物还原为磁铁矿，再用弱磁选机磁选获得高品质合格铁精矿。与传统的碳热还原技术相比，本发明的有益效果在于：（1）用废铁粉或铁泥作还原剂，用弱磁选可将其作为铁精矿回收，可变废为宝，没有还原剂的消耗、过程清洁、成本大幅度降低；而且由于铁粉或铁泥在微波场中升温极快，对高温还原反应具有促进作用。（2）由于微波仅选择性加热铁矿物，导致铁矿物和脉石矿物热膨胀系数不同，在晶格间应力的作用下，铁矿物更容易在晶界断裂单体解离，有利于后续的磁选回收富集。（3）微波焙烧不仅可降低磁化还原反应的活化能，而且因其可选择性地加热铁矿物，不需要象碳热还原那样将整个物料加热至600～800℃的高温，还原反应效率高，可显著降低过程所需的能耗。实验表明：将同样二份1kg的红铁矿粉，一份用焦炭作还原剂，在4kw的马弗炉中还原焙烧，另一份用废铁粉作还原剂，在频率2450MHz、功率1.3kw的微波炉中还原焙烧6分钟，还原剂加入量均为处理物料的20%，后者在6分钟内可将98%的弱磁性铁矿物还原为强磁性的磁铁矿,而前者50分钟内弱磁性铁矿物的还原率不到60%，本发明所处理的弱磁性铁矿物物料含铁品位为15～45%，得到的铁精矿其铁品位大于60%，回收率大于80%。（4）突破传统工艺处理贫、细、杂难选红铁矿和含铁工业废料成本高、效率低的瓶颈，使目前传统工艺难以处理的大量铁矿资源得到回收和利用。

武汉工程大学 2021-04-11