本发明属于选矿、冶金及流态化技术领域，尤其涉及一种基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法。
背景技术：
我国铁矿资源较为丰富，截至2014年底查明资源储量达843.4亿吨，但多数为“贫”、“细”、“杂”矿，品质较差；其中约20％为微细粒赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及其共生矿，目前常用的物理选矿技术不能充分利用此类矿石，虽经多次强(弱)磁、浮选，铁精矿品位和回收率均难以提高，目前此类矿石除少数矿区被开采利用外，多数矿区未进行开发利用。我国国民经济的快速发展带动了铁矿石消耗量的急剧增加，经济的发展迫切需要依靠技术进步最大限度地开发利用我国有限的铁矿资源，尤其是高效开发利用上述复杂难处理以及虽能利用但精矿质量和利用率较低的红铁矿资源，以提高我国自产铁矿资源的市场占有率。
目前，磁化焙烧是处理微细粒赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等矿物及其共生矿类型难选红铁矿资源的最有效方法。现阶段得以工业应用的焙烧方法是：竖炉焙烧、回转窑焙烧和闪速焙烧。竖炉焙烧用于处理15mm～75mm的块矿，由于原料粒度粗，焙烧时间较长，且只适用于块矿的焙烧，对于占原料30％～40％的粉矿无法合理利用，从而制约了其推广应用。回转窑焙烧用于处理0～25mm的矿石，矿石粒度虽比竖炉小，但焙烧时间要求60～80min，细粒级粉矿的存在导致回转窑焙烧容易结圈，焙烧过程操控难度较大。闪速焙烧用于处理1mm以下的粉矿，该焙烧方法气固两相之间的传热传质速率比回转窑大3000～4000倍，能快速完成焙烧磁化，但焙烧给料为粉矿，如直接对细碎产品进行制粉，制粉成本偏高。
中国专利cn201410110371.5公开了一种难选铁矿石粉矿分级联合加工方法，该方法提出了对铁矿石进行分级，粗粒级采用回转窑磁化焙烧、细粒级采用强磁选的联合工艺，该工艺虽能缓解回转窑结圈的难题，但存在细粒级强磁选精矿品位低、金属回收率低的缺陷。
酒钢现阶段工业生产采用15～75mm块矿竖炉焙烧和15mm以下粉矿强磁选的联合工艺流程，由于矿石中铁矿物以镜铁矿、菱铁矿和褐铁矿为主，导致粉矿强磁选过程中铁精矿品位较低。目前酒钢工业生产仅能获得铁精矿品位tfe55％～60％、铁回收率70％～75％的分选指标。
重钢接龙铁矿也曾针对菱铁矿进行过20～75mm的块矿竖炉焙烧、0～20mm的粉矿回转窑焙烧的半工业试验，因焙烧给矿粒度粗，焙烧矿质量不均，且细粒级粉矿的存在导致回转窑焙烧容易结圈，仅能得到精矿品位55％～57％、金属回收率75％～79％的选别指标。
开发一种工艺成本低、精矿品位高、金属回收率高、适用于难选红铁矿的选矿方法一直是本领域技术人员追求的目标。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，包括以下步骤：
(1)将破碎后的难选红铁矿原矿进行筛分分级，分为粉矿物料和块矿物料；
(2)将粉矿物料进行干式制粉，得到粒度均匀的细粒粉矿物料，再将细粒粉矿物料进行闪速磁化焙烧，得到粉矿焙烧矿；将块矿物料采用竖炉或者回转窑进行磁化焙烧，得到块矿焙烧矿；
(3)将块矿焙烧矿进行预选抛尾，得到块矿抛尾粗精矿，抛尾尾矿则直接抛废；
(4)将块矿抛尾粗精矿进行一段磨矿分级作业，得到一段分级溢流产品；将一段分级溢流产品与粉矿焙烧矿合并进入选别流程，得到最终铁精矿产品，尾矿则直接抛废。
本发明的技术方案，先将原矿分级为块矿与粉矿两种不同粒度的物料，再通过将块矿采用回转窑或者竖炉进行磁化焙烧、粉矿采用闪速焙烧炉进行磁化焙烧的联合处理工艺，获得高品位的铁精矿产品，具有工艺简单、操控稳定、节能环保、适应性强、选矿产品质量好、整体上工艺成本低、经济效益显著等优点，对于我国难选红铁矿的经济合理开发利用具有重要意义，适于工业化推广应用。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(1)中，根据块矿进行磁化焙烧采用的炉型为竖炉或者回转窑来进行筛分分级，使粉矿物料的粒度为0～15mm、块矿物料的粒度为15～75mm，或者使粉矿物料的粒度为0～6mm、块矿物料的粒度为6～25mm。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(2)中，块矿物料采用竖炉进行磁化焙烧，给矿粒度为15～75mm，采用高炉煤气和/或焦炉煤气作为加热和还原介质，焙烧温度为650～800℃，焙烧时间为6～8h。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(2)中，块矿物料采用回转窑进行磁化焙烧，给矿粒度为6～25mm，采用煤作为加热和还原介质，焙烧温度为650～800℃，焙烧时间为60～80min。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(2)中，闪速磁化焙烧的加热和还原介质不受燃料种类的限制，可为煤、油、天然气、高炉煤气中的至少一种燃烧产生的高温烟气，大大拓宽了该工艺的应用地域；闪速磁化焙烧的焙烧温度为550℃～900℃，焙烧时间为10～60s，co体积浓度控制在不高于10％，闪速磁化焙烧炉内固气比为1.0～2.2kg/nm3。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(2)中，干式制粉采用的设备为雷蒙磨、球磨机或者立磨机，细粒粉矿物料的粒度为-0.075mm占50％～80％。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(3)中，预选采用的设备为滚筒式磁选机或者磁滑轮，预选采用设备的磁场强度为0.1～0.4t。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(4)中，一段磨矿的磨矿细度为-0.075mm占50％～80％，选别流程为一段弱磁选，所述一段弱磁选磁场强度为0.1～0.3t。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(4)中，根据原矿嵌布粒度粗细不同，经一段弱磁选选别后，尾矿直接抛尾，粗精矿进入二段磨矿分级作业，再进入二段弱磁选流程；所述二段磨矿的磨矿细度为-0.075mm占60％～95％，二段弱磁选磁场强度为0.1～0.3t，磁选次数为1～3次。
上述的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，优选的，所述步骤(4)中，根据原矿嵌布粒度粗细不同，经二段弱磁选选别后，尾矿直接抛尾，粗精矿进入三段磨矿分级作业，再进入三段弱磁选流程；所述三段磨矿的磨矿细度为-0.075mm占90％～95％，三段弱磁选磁场强度为0.1～0.3t，磁选次数为1～3次。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，如块矿物料采用竖炉磁化焙烧，粉矿物料采用闪速磁化焙烧，一方面可使原矿中30％～40％的0～15mm粒级物料得以合理利用，提高资源利用率，另一方面可降低闪速磁化焙烧工艺原料准备过程中干式制粉作业的磨矿成本；
如块矿采用回转窑磁化焙烧，粉矿采用闪速磁化焙烧，一方面可降低回转窑焙烧生产“结圈”问题，提高回转窑焙烧生产作业率，另一方面可降低闪速焙烧给料细磨的磨矿能耗。
(2)本发明的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，闪速磁化焙烧在流态化状态下实现气固两相的传热和传质，能够极大的提高磁化焙烧的反应速度和焙烧效率，可将各种难选弱磁性的红铁矿(例如微细粒赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及其共生矿)充分快速的转化为强磁性fe3o4，选别后铁精矿的品位和回收率高。
(3)本发明的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，块矿磁化焙烧后的焙烧矿先采用滚筒式磁选机或者磁滑轮进行预选抛尾，在磨矿前抛出大量的尾矿，可降低磨矿成本；块矿焙烧矿预选抛尾后的粗精矿细磨后与粉矿焙烧矿合并进入后续的选别作业，保证了焙烧矿的选别流程结构紧凑，便于生产管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例所处理的难选红铁矿有用矿物主要为菱铁矿，还含少量赤铁矿、褐铁矿和假象赤铁矿；脉石矿物主要为石英和绢云母，并见有少量长石、高岭石、重晶石、磷灰石等零星分布。菱铁矿矿物结晶较好，晶粒常为大小不一的自形、半自形粒状，部分为不规则状，嵌布粒度一般在0.02～0.35mm之间，细小者可小于0.01mm。赤铁矿和褐铁矿的含量不高，二者紧密镶嵌，常以集合体的形式存在，集合体粒度一般0.02～0.20mm。
一种本发明的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
(1)采用振动筛将破碎后的难选红铁矿原矿进行筛分分级，分为0～6mm的粉矿物料和6～25mm的块矿物料；
(2)采用立磨机对0～6mm的粉矿物料进行干式制粉，得到-0.075mm占65％～70％的粒度均匀的细粒粉矿物料，将细粒粉矿物料进行闪速磁化焙烧，闪速磁化焙烧的加热和还原介质为煤不完全燃烧产生的高温还原性烟气，焙烧温度为650℃～700℃，焙烧时间约为60s，co体积浓度控制在0.5％～1.0％，闪速磁化焙烧炉内固气比为1.2kg/nm3，得到粉矿焙烧矿；
将块矿物料采用回转窑进行磁化焙烧，加热和还原介质均采用煤，焙烧温度为700℃～750℃，焙烧时间为70分钟，得到块矿焙烧矿；
(3)将块矿焙烧矿采用磁场强度为0.3t的磁滑轮进行抛尾，得到块矿抛尾粗精矿，抛尾尾矿则直接抛废；
(4)将块矿抛尾粗精矿进行一段磨矿分级作业，得到细度为-0.075mm占55％～60％的一段分级溢流产品；将一段分级溢流产品与粉矿焙烧矿合并，进入一段弱磁选流程，其中一段弱磁粗选磁场强度为0.25t，一段弱磁扫选磁场强度为0.3t，弱磁尾矿直接抛尾，粗精矿进入二段磨矿分级作业，得到细度为-0.075mm占75％～80％的二段分级溢流产品，经一粗二精三次磁选后，尾矿直接抛尾，其中二段弱磁粗选磁场强度为0.25t，二段两次弱磁精选磁场强度均为0.2t，粗精矿进入三段磨矿分级作业，得到细度为-0.075mm占90％～95％的三段分级溢流产品，经一粗二精三次磁选后，最终精矿品位约为tfe62％、金属回收率约为85％，其中三段弱磁粗选磁场强度为0.20t，三段两次弱磁精选磁场强度均为0.15t。
实施例2：
本实施例所处理的难选红铁矿中有用矿物主要为镜铁矿、菱铁矿和褐铁矿，少量的磁铁矿和黄铁矿，脉石矿物主要为碧玉、石英、重晶石、铁白云石、绿泥石和绢云母等。镜铁矿和褐铁矿以细粒嵌布为主，菱铁矿以中粒嵌布为主，脉石矿物呈中粗粒嵌布，以中粒嵌布为主。
一种本发明的基于分级联合磁化焙烧处理难选红铁矿的方法，包括以下步骤：
(1)采用振动筛将破碎后的难选红铁矿原矿进行筛分分级，分为0～15mm的粉矿物料和15～75mm的块矿物料；
(2)采用雷蒙磨对粉矿物料进行干式制粉，得到-0.075mm占65％～70％的粒度均匀的细粒粉矿物料，将细粒粉矿物料进行闪速磁化焙烧，闪速磁化焙烧的加热和还原介质为煤不完全燃烧产生的高温还原性烟气，焙烧温度为700℃～750℃，焙烧时间约为60s，co体积浓度控制在2.5％～3.0％，闪速磁化焙烧炉内固气比为1.10kg/nm3，得到粉矿焙烧矿；
将块矿物料采用竖炉进行磁化焙烧，加热和还原介质均采用高炉煤气和焦炉煤气混合的煤气，焙烧温度为700℃～750℃，焙烧时间为7.0～7.5小时，得到块矿焙烧矿；
(3)将块矿焙烧矿采用磁场强度为0.3t的磁滑轮进行抛尾，得到块矿抛尾粗精矿，抛尾尾矿则直接抛废；
(4)将块矿抛尾粗精矿进行一段磨矿-分级作业，得到细度为-0.075mm占65％～70％的一段分级溢流产品；将一段分级溢流产品与粉矿焙烧矿合并，进入一段弱磁选流程，其中一段弱磁粗选磁场强度为0.20t，一段弱磁扫选磁场强度为0.25t，弱磁尾矿直接抛尾，粗精矿进入二段磨矿-分级作业，得到细度为-0.075mm占80％～85％的二段分级溢流产品，经一粗二精三次磁选后，最终精矿品位约为tfe60％、金属回收率约为83％，其中二段弱磁粗选磁场强度为0.20t，两次弱磁精选磁场强度均为0.15t。