專利名稱：一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
磁鐵礦是自然界中廣泛存在并且容易得到的物質(zhì)，除在鋼鐵冶金行業(yè)中作為生產(chǎn)鋼材的 主要原材料之外，因磁鐵礦具有強(qiáng)磁性和吸附特性，被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、環(huán)保等行業(yè)， 用作催化劑與觸媒材料、磁性復(fù)合材料、環(huán)保吸附材料、磁性載體等等。如去除廢水中重 金屬離子的方法可用化學(xué)沉淀、絡(luò)合、萃取、離子交換等，而化學(xué)吸附法具有許多優(yōu)點(diǎn)，它 可以選擇性并十分有效地去除廢水中低濃度重金屬離子，利用礦物去除廢水中重金屬離子具 有重要發(fā)展前景。
為了使磁鐵礦能夠具有較高的活性，并且能承擔(dān)較高的吸附、催化、載體的效果，研究 與開發(fā)具有較高比表面積和孔容的高活性磁鐵礦具有重要意義并具有重要的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，該方法得到的多孔活性磁鐵礦 具有高活性的特點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，其特征在 于它包括如下歩驟-
1) 選用含菱鐵礦石的鐵礦物為原料，先經(jīng)過多段破碎(2 3段破碎)，然后進(jìn)行磨礦 分級(jí)后，得到粒度為小于0.5 mm的含鐵粉料；
2) 采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為60 kA/m 200 kA/m的弱磁選機(jī)除去小于0. 5 mm含鐵粉料中的強(qiáng)磁 性礦物，得到的產(chǎn)物再由磁場(chǎng)強(qiáng)度為640 kA/m 960 kA/m的強(qiáng)磁選機(jī)除去非磁性物料，得 到菱鐵礦物料；
3) 將菱鐵礦物料，經(jīng)脫水干燥后，以煤氣或天然氣作燃料，控制還原焙燒爐中的還原 氣體的體積含量為0.01% 1.5%，經(jīng)過還原焙燒爐進(jìn)行流態(tài)化磁化還原焙燒，控制焙燒溫度 為650 °C 850 °C，焙燒反應(yīng)時(shí)間為10秒 100秒，出爐水淬冷卻，得到多孔活性磁鐵礦。
所述的還原氣體為CO、 H2、 CH4中的任意一種或任意二種以上(含二種)的混合，任意 二種以上混合時(shí)為任意配比。煤氣或天然氣，既可作加熱，也用來控制還原焙燒爐中的氣氛 條件，通過調(diào)節(jié)氣體的流量來實(shí)現(xiàn)的，只是保證煤氣或天然氣中CO(或者H2、 Cti，或者它們 的混合含量，只是因?yàn)橐话愠z測(cè)CO而己)的過量，其體積濃度達(dá)到0.01% 1.5%，即可。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明采用上述方法，得到的產(chǎn)品具有多孔特點(diǎn)，從而具有強(qiáng)吸附能力、高活性； 本發(fā)明原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低廉。
2、 流態(tài)化磁化還原焙燒使菱鐵礦(FeC0:,)完全轉(zhuǎn)化為多孔活性磁鐵礦(Fe:A),通過控
制焙燒氣氛，使菱鐵礦(FeC0:,)的分解主要產(chǎn)生多孔活性磁鐵礦(Fe:A)、 C02和C0，其反應(yīng) 產(chǎn)物CO還可對(duì)伴生的褐鐵礦與赤鐵礦還原成活性磁鐵礦(Fe:A)，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量。
3、 本發(fā)明的流態(tài)化磁化還原焙燒過程時(shí)間較短，實(shí)現(xiàn)了磁化還原焙燒過程的瞬時(shí)化， 節(jié)約了能源與生產(chǎn)成本。
4、 本發(fā)明采用流態(tài)化磁化還原焙燒技術(shù)，菱鐵礦(FeC0:,)分解過程易于操作控制，產(chǎn) 生多孔活性磁鐵礦(Fe..A)的反應(yīng)完全、徹底，有利于提高多孔活性磁鐵礦的質(zhì)量。
5、 研究結(jié)果表明，對(duì)含菱鐵礦石的鐵礦物的原料經(jīng)上述方法得到的多孔活性磁鐵礦產(chǎn) 品，其全鐵(TFe)可達(dá)到67% 70%，折合FeA為92% 97%，比表面積大于50 m'7g，孔容 大于O. 3mm7g，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。
產(chǎn)品適用于化工、冶金、環(huán)保等行業(yè)。


圖l是本發(fā)明的工藝流程框圖2是本發(fā)明的工藝流程主要設(shè)備聯(lián)系示意圖3是本發(fā)明產(chǎn)品的顯微照片；
圖中l(wèi)一破碎機(jī)，2-磨礦機(jī)與分級(jí)機(jī)，3-弱磁選機(jī)，4-強(qiáng)磁選機(jī)，5-還原焙燒爐，6-再磨再分選工藝；A-原料，B-強(qiáng)磁性礦物，C-非磁性物料，D-產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
如圖l、圖2所示， 一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，它包括如下步驟
1) 選用含菱鐵礦石的鐵礦物為原料A，先經(jīng)過多段破碎(采用破碎機(jī)1經(jīng)過二段破碎)，
然后進(jìn)行磨礦分級(jí)(采用磨礦機(jī)與分級(jí)機(jī)2)后，得到粒度為小于0.5 mm的含鐵粉料；
2) 采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為60 kA/m的弱磁選機(jī)3除去小于0. 5 mm含鐵粉料中的強(qiáng)磁性礦物 B(如原物料中的磁鐵礦等)，得到的產(chǎn)物再由磁場(chǎng)強(qiáng)度為640 kA/m的強(qiáng)磁選機(jī)4除去非磁 性物料C，得到菱鐵礦物料；
3) 將菱鐵礦物料，經(jīng)脫水干燥并混勻后，以煤氣作燃料，控制還原焙燒爐中還原氣體 C0的體積濃度0.01% (即在中性或弱還原氣氛條件下)，經(jīng)過還原焙燒爐5進(jìn)行流態(tài)化磁化 還原焙燒(或稱流態(tài)化磁化焙燒)，控制焙燒溫度為650 °C (規(guī)模較小的試驗(yàn)條件下可釆用
部分電熱輔助加熱)，焙燒反應(yīng)時(shí)間為ioo秒(視焙燒物料的顆粒大小不同和物料組成而異)，
使菱鐵礦(FeCO..,)轉(zhuǎn)化為人造磁鐵礦(Fe:A)，快速出爐水淬冷卻，得到一種多孔活性磁鐵 礦產(chǎn)品D。
根據(jù)多孔活性磁鐵礦的使用需要，可直接使用或經(jīng)再磨再分選工藝后得到不同粒徑和品 質(zhì)要求的多孔活性磁鐵礦。 實(shí)施例2:
如圖l、圖2所示， 一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，它包括如下歩驟 1)選用含菱鐵礦石的鐵礦物為原料A，先經(jīng)過多段破碎(采用破碎機(jī)1經(jīng)過三段破碎)， 然后進(jìn)行磨礦分級(jí)(采用磨礦機(jī)與分級(jí)機(jī)2)后，得到粒度為小于0.5 mm的含鐵粉料；2) 采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為100 kA/m的弱磁選機(jī)3除去小于0. 5 mm含鐵粉料中的強(qiáng)磁性礦物 B(如原物料中的磁鐵礦等)，得到的產(chǎn)物再由磁場(chǎng)強(qiáng)度為800 kA/m的強(qiáng)磁選機(jī)4除去非磁 性物料C，得到菱鐵礦物料；
3) 將菱鐵礦物料，經(jīng)脫水干燥并混勻后，以天然氣作燃料，控制還原焙燒爐中還原氣 體CO和H2的體積濃度0. 1% (即在中性或弱還原氣氛條件下)，經(jīng)過還原焙燒爐5進(jìn)行流態(tài)化 磁化還原焙燒(或稱流態(tài)化磁化焙燒)，控制焙燒溫度為800 °C (規(guī)模較小的試驗(yàn)條件下可 采用部分電熱輔助加熱)，焙燒反應(yīng)時(shí)間為50秒，使菱鐵礦(FeC03)轉(zhuǎn)化為人造磁鐵礦(Fe:A)， 隨爐冷卻，得到一種多孔活性磁鐵礦產(chǎn)品D。如圖3所示，產(chǎn)品為疏松、多孔狀，具有活性 高。
根據(jù)多孔活性磁鐵礦的使用需要，可直接使用或經(jīng)再磨再分選工藝后得到不同粒徑和品 質(zhì)要求的多孔活性磁鐵礦。
實(shí)施例3:
如圖l、圖2所示， 一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，它包括如下歩驟
1) 選用含菱鐵礦石的鐵礦物為原料A，先經(jīng)過多段破碎(釆用破碎機(jī)1經(jīng)過三段破碎)， 然后進(jìn)行磨礦分級(jí)(采用磨礦機(jī)與分級(jí)機(jī)2)后，得到粒度為小于0.5 mm的含鐵粉料；
2) 采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為200 kA/m的弱磁選機(jī)3除去小于0.5 mm含鐵粉料中的強(qiáng)磁性礦物 B(如原物料中的磁鐵礦等)，得到的產(chǎn)物再由磁場(chǎng)強(qiáng)度為960 kA/m的強(qiáng)磁選機(jī)4除去非磁 性物料C，得到菱鐵礦物料；
3) 將菱鐵礦物料，經(jīng)脫水干燥并混勻后，以煤氣作燃料，控制還原焙燒爐中還原氣體 CO、 &和的體積濃度1. 5% (即在中性或弱還原氣氛條件下)，經(jīng)過還原焙燒爐5進(jìn)行流態(tài) 化磁化還原焙燒(或稱流態(tài)化磁化焙燒)，控制焙燒溫度為850 °C (規(guī)模較小的試驗(yàn)條件下 可采用部分電熱輔助加熱)，焙燒反應(yīng)時(shí)間為10秒，使菱鐵礦(FeCO:i)轉(zhuǎn)化為人造磁鐵礦
(Fe:A)，快速出爐水淬冷卻，得到一種多孔活性磁鐵礦產(chǎn)品D。
根據(jù)多孔活性磁鐵礦的使用需要，可直接使用或經(jīng)再磨再分選工藝后得到不同粒徑和品 質(zhì)要求的多孔活性磁鐵礦。
利用本發(fā)明的多孔活性磁鐵礦的強(qiáng)磁性與強(qiáng)吸附能力用于去除廢水中鉻、鎘、鉛等重金 屬離子和砷、汞等有毒物質(zhì)；利用其多孔高活性和強(qiáng)磁性吸附廢水中的有機(jī)分子、發(fā)色基團(tuán) 及重金屬離子的產(chǎn)物，再通過絮凝、沉降、磁分離等方式除去有害物質(zhì)，達(dá)到凈化廢水的目 的。多孔活性磁鐵礦用于磁性復(fù)合材料， 一方面可作為高活性的反應(yīng)原料，另一方面又可作 為觸媒材料的載體等等，其用途非常廣泛。
工作原理
1、 以含菱鐵礦石的鐵礦物為原料，通過破碎、磨礦與分級(jí)作業(yè)獲得細(xì)粒級(jí)的粉料；通過 弱磁選與強(qiáng)磁選作業(yè)除去原物料中的強(qiáng)磁性礦物與非磁性礦物，從而得到純度較高的菱鐵礦 物料。
2、 利用菱鐵礦物料的快速磁化還原，獲取多孔活性磁鐵礦；同時(shí)由于菱鐵礦因熱分解 發(fā)生化學(xué)分解反應(yīng)，可得到疏松、多孔的多孔活性磁鐵礦，多孔活性磁鐵礦具有活性高。
3、 以粒度為小于0.5 mm的含鐵粉料進(jìn)行磁化還原焙燒，磁化還原反應(yīng)的速度較快，其 還原分解反應(yīng)的轉(zhuǎn)變速度受化學(xué)反應(yīng)控制為主，而不是以擴(kuò)散控制反應(yīng)為主，從而菱鐵礦的 分解可以完全、徹底，有利于形成多孔的人造磁鐵礦。
4、 按照菱鐵礦的熱重與差熱分析曲線可知，菱鐵礦的熱分解反應(yīng)在550 'C左右就可進(jìn) 行，但為了提高菱鐵礦的熱分解反應(yīng)速度，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度有利于提高其分解反應(yīng)速度。
權(quán)利要求
1.一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，其特征在于它包括如下步驟1)選用含菱鐵礦石的鐵礦物為原料，先經(jīng)過多段破碎，然后進(jìn)行磨礦分級(jí)后，得到粒度為小于0.5mm的含鐵粉料；2)采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為60kA/m～200kA/m的弱磁選機(jī)除去小于0.5mm含鐵粉料中的強(qiáng)磁性礦物，得到的產(chǎn)物再由磁場(chǎng)強(qiáng)度為640kA/m～960kA/m的強(qiáng)磁選機(jī)除去非磁性物料，得到菱鐵礦物料；3)將菱鐵礦物料，經(jīng)脫水干燥后，以煤氣或天然氣作燃料，控制還原焙燒爐中的還原氣體的體積含量為0.01％～1.5％，經(jīng)過還原焙燒爐進(jìn)行流態(tài)化磁化還原焙燒，控制焙燒溫度為650℃～850℃，焙燒反應(yīng)時(shí)間為10秒～100秒，出爐水淬冷卻，得到多孔活性磁鐵礦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的還原 氣體為CO、 H2、 CH,i中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法。一種多孔活性磁鐵礦的生產(chǎn)方法，其特征在于它包括如下步驟1)選用含菱鐵礦石的鐵礦物為原料，先經(jīng)過多段破碎，然后進(jìn)行磨礦分級(jí)后，得到粒度為小于0.5mm的含鐵粉料；2)采用磁場(chǎng)強(qiáng)度為60kA/m～200kA/m的弱磁選機(jī)除去強(qiáng)磁性礦物，再由磁場(chǎng)強(qiáng)度為640kA/m～960kA/m的強(qiáng)磁選機(jī)除去非磁性物料，得到菱鐵礦物料；3)將菱鐵礦物料，經(jīng)脫水干燥后，以煤氣或天然氣作燃料，經(jīng)過還原焙燒爐進(jìn)行流態(tài)化磁化還原焙燒，控制焙燒溫度為650℃～850℃，焙燒反應(yīng)時(shí)間為10秒～100秒，出爐水淬冷卻，得到一種多孔活性磁鐵礦。本發(fā)明的產(chǎn)品具有強(qiáng)吸附能力、高活性；本發(fā)明原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低廉。
文檔編號(hào)C22B1/02GK101348860SQ20081019683
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者余永富, 羅立群 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)