本发明属于涉及矿物及冶金，具体涉及一种高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺。
背景技术：
1、高炉瓦斯灰是炼铁过程中由高炉煤气携带出的炉尘，它由高炉炉料粉末和在高温区激烈反应而产生的微粒组成，是钢铁企业主要固体排放物之一。高炉瓦斯灰的产生量因高炉原料条件、工艺参数、装备水平及管理水平的差异而不同，一般产出量 6-20kg/t铁，粒度-200目60-70％，堆密度小于0.5g/cm3，具有矿物结构复杂、共生关系密切、含铁量低、有害碱金属氧化物（k2o、na2o、zno）含量高的特点。高炉瓦斯灰采用堆积方式处理时，一方面占据了大量土地，另一方面由于炉尘含有铅、锌等金属元素，对水土环境资源会造成污染，同时也造成瓦斯泥中的铁、碳等资源的闲置、浪费。若简单作为烧结原料返回钢铁厂内循环使用，则炉尘中的锌又会重新进入高炉，锌在高炉内的富集会缩短炉衬的寿命，影响高炉的正常工作。
2、高炉瓦斯灰中含 fe：28-40%、zn：5-7%、c：15-25%，其中以 fe2o3、zno、al2o3、sio2、cao、mgo和pbo成分居多，褐铁矿和赤铁矿占约45-50%左右，磁铁矿占15-20%，硅酸盐矿物和石英含量为10-15%，金属铁占1%左右。高炉瓦斯灰中的强磁性物料随粒度减小比磁化率急剧降低，矫顽力增大，而弱磁性矿物磁化率本身就低，同时颗粒比表面大，表面能和表面活性大，易于相互聚结，其表面行为对分选质量有重大影响。此外，高炉瓦斯灰中的颗粒受到各种表面力的作用，如范德华分子作用力，使微细粒矿物的分散、团聚等行为受到影响。所以，微细粒矿物的磁选回收效果很差，有相当一部分含铁矿物被当作尾灰抛弃。
3、高炉瓦斯灰中矿物主要为赤(褐)铁矿、磁(赤)铁矿、焦炭和氧化锌,共占90%左右，从比磁化系数来看,高炉瓦斯灰属于中、强磁性矿物, 铁矿物单体解离度为88%左右，故采用弱磁一强磁选方法，可将含铁物料从高炉瓦斯灰中选别出来，并可降低锌含量。
4、高炉瓦斯灰中褐铁矿和赤铁矿结晶呈不规则粒状、片状、条状和棱角状，粒度大小不等，最大粒径为0.07mm，以粒径0.03-0.05mm居多，多为赤铁矿单晶，少量沿磁铁矿解理形成片状晶，另有少量赤铁矿分布在硅酸盐胶结相中，多数赤铁矿表面覆盖一薄层磁铁矿。高炉瓦斯灰中磁铁矿结晶呈不规则粒状、棱角状、八面体和三角形粒状，少量呈球粒状，多为自形晶，晶体大小不等，最大为0.1mm，最小为0.005mm，以0.03-0.06mm居多。高炉瓦斯灰中焦炭粉呈不规则状、条带状、棱角状和球状颗粒，有的颗粒较均匀致密，有的呈蜂窝状，颗粒大小不等，最大粒径为0.8mm，最小为0.03mm，以0.08-0.2mm居多。高炉瓦斯灰中锌主要以氧化锌状态赋存，嵌布粒度小于0.074mm占85%以上, 而粒级小于0.035mm占60%以上，锌主要分布在0.035mm以下。
5、当高炉瓦斯灰采用回转窑直接还原时，虽然可对高炉瓦斯灰进行处置，生产出铁品位47-55%的金属化物料和氧化锌品位30-45%的氧化锌粉，但回转窑生产中容易出现窑体结圈的问题，影响回转窑的稳定顺行；此外，回转窑直接还原也不能生产出高品质氧化锌粉。生产中为解决回转窑的窑体结圈问题，同时生产出高品质的氧化锌粉，一般高炉瓦斯灰在采用回转窑直接还原前进行预选，以提高选后瓦斯灰中的锌含量、降低铁含量。
6、由于高炉瓦斯灰磁性较弱，当采用单一弱磁选工艺进行预选时，选后瓦斯灰中铁含量较高，金属回收率较低，铁精矿不能满足高炉生产需要，一般需对选后瓦斯灰进行直接还原，可在生产高品位氧化锌粉的同时，生产出的金属化物料满足高炉或电炉使用要求，并使高炉瓦斯灰中的铁、锌、碳得到全部利用。
7、当高炉瓦斯灰采用单一弱磁选工艺处置时，虽可得到tfe≥52％的铁精矿和c≥70％及zn≥8％的选后瓦斯灰，但弱磁选的金属回收率较低（一般不到10%），这是由于赤铁矿、磁-赤连生矿、硅酸盐胶结相中的磁铁矿都无法通过磁选得到回收。
8、当高炉瓦斯灰采用弱磁-强磁湿式联合工艺进行预选时, 虽可选出合格铁精矿，铁精矿铁品位达到52 %以上，铁回收率超过50%，脱锌率50%左右，但该方法采用湿式磁选工艺，存在着尾灰中碳含量高、环境污染严重的问题。
技术实现思路
1、本发明涉及一种高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，将高炉瓦斯灰经筛分和破碎后得到的细粉物料加入到弱磁干式磁选机进行粗选，得到粗选精矿和粗选瓦斯灰，再将粗选瓦斯灰加入到强磁干式磁选机进行精选，得到精选精矿和选后瓦斯灰，粗选精矿和精选精矿混合后的铁精矿供炼铁高炉的烧结工序利用，最后将选后瓦斯灰加入直接还原回转窑中进行高温还原，可得到高品位的氧化锌粉及金属化物料，金属化物料经热压后供高炉或电炉进行利用。
2、本发明高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺为：（1）原料选用：fe含量28-40%、zno含量5-7%、c含量20-25%、水份含量小于6%的高炉瓦斯灰；（2）原料的筛分和破碎：将高炉瓦斯灰采用3mm的振动筛进行粒度分级，对筛上物料采用对辊破碎机破碎至3mm以下；（3）将破碎物料与筛下物料一起加入到弱磁干式磁选机中，物料经磁重分选后得到铁品位52%以上的粗选精矿及粗选瓦斯灰；（4）将粗选瓦斯灰加入到强磁干式磁选机中，物料经磁重分选后得到铁品位52%以上的精选精矿及选后瓦斯灰；（5）将粗选精矿和精选精矿混合后得到铁精矿；（6）铁精矿的成份为：tfe≥52%、zno≤1%、c≤5%；选后瓦斯灰的成份为：tfe≤20%、zno≥8%、c≥27%；（7）将铁精矿供给炼铁高炉的烧结工序进行利用；（8）将选后瓦斯灰加入到直接还原回转窑中，物料经直接还原后得到金属化物料和氧化锌粉；（9）金属化物料的成份为：tfe：55-60%、zno≤0.5%、c:2-5%；氧化锌粉的成份为：zno：40-50%；（10）金属化物料可供高炉或电炉进行利用，氧化锌粉可作为产品进行利用。
3、本发明针对高炉瓦斯灰中含有结块物料的情况，高炉瓦斯灰干式磁选前采用3mm振动筛和对辊破碎机进行粉化处理。
4、本发明针对高炉瓦斯灰的粒度较细、采用干式强磁选容易产生磁团聚而影响铁精矿品位的情况，高炉瓦斯灰预选采用弱磁干式磁选机和强磁干式磁选机的联合工艺。高炉瓦斯灰首先采用弱磁干式磁选机进行粗选，由于干式磁选机的磁感应强度较低，高炉瓦斯灰中磁性物料产生磁团聚的结合力较弱，物料在螺旋磁选管外壁翻转的过程中可打破磁团聚，从而提高粗选精矿的品位；其次高炉瓦斯灰粗选后得到的粗选瓦斯灰，由于铁品位较低，物料中含有的磁性矿物较少，磁性物料的磁感应场强较低，当采用强磁干式磁选机进行精选时，物料中磁性矿物产生磁团聚的结合力较弱，物料在螺旋磁选管外壁翻转的过程中可打破磁团聚，从而提高精选精矿的品位。
5、本发明弱磁干式磁选机的磁源场强为1200-1500 oe，强磁干式磁选机的磁源场强为3000-3500 oe。
6、本发明高炉瓦斯灰粗选采用弱磁干式磁选机，弱磁干式磁选机由螺旋磁选管、螺旋输送管、传动电机、传动齿轮组成，螺旋磁选管的筒壁由不导磁的不锈钢圆筒组成，圆筒外壁面设有螺旋翅片，圆筒内部沿圆周方向设有磁系，磁系产生的磁感应强度可穿过筒壁，磁选过程中圆筒带动螺旋翅片旋转，而磁系静止不动；螺旋输送管的筒壁采用不导磁的不锈钢圆筒，圆筒外壁面设有螺旋翅片，圆筒内部呈空心结构；传动电机带动螺旋输送管旋转，螺旋输送管再通过传动齿轮带动螺旋磁选管旋转，螺旋输送管和螺旋磁选管的旋转方向相反，可将磁性物料和非磁物料向相反方向推动。
7、在弱磁干式磁选机工作过程中，粒度3mm以下的高炉瓦斯灰从弱磁干式磁选机的上部入料口加入到弱磁干式磁选机中，高炉瓦斯灰下落到螺旋磁选管的外壁上，高炉瓦斯灰中磁性物料被磁系的磁感应强度磁化后吸附在螺旋磁选管的外壁上；管壁上吸附的物料中由于磁团聚夹杂有非磁性物料，在螺旋磁选管筒壁旋转、磁系不旋转的情况下，管壁上吸附的物料在螺旋翅片推动下，在沿螺旋磁选管筒壁轴向方向移动的同时又沿周向方向进行旋转，吸附物料在周向旋转过程中并在磁系磁感应强度作用下不断进行磁翻转，当吸附物料移动到螺旋磁选管筒壁的下部位置时，吸附物料中的非磁性物料在重力和磁翻转作用下与磁性物料进行一次分离，此后随着螺旋磁选管筒壁的继续转动，当吸附物料又一次转动到螺旋磁选管筒壁的下部位置时，吸附物料中磁性物料与非磁性物料又进行一次分离，这样周而复始进行吸附物料的分选。当吸附物料移动到螺旋磁选管出料口位置时，吸附物料从螺旋磁选管外壁面脱落而作为粗选精矿从排出口排出。从吸附物料中分选出的非磁物料下落到下部的螺旋输送管上，螺旋输送管可将非磁物料沿与磁性物料相反的移动方向将非磁物料输送到粗选瓦斯灰排出口进行排出。
8、本发明强磁干式磁选机原料采用粗选瓦斯灰作为原料，强磁干式磁选机对粗选瓦斯灰的分选工艺过程与弱磁干式磁选机工艺过程相同，在此不做说明。
9、本发明以高炉瓦斯灰为原料进行说明，原料可拓展到铁品位较低的高炉重力灰、烧结机头灰、转炉二次除尘灰等物料。
10、本发明的有益效果在于：
11、1.本发明针对高炉瓦斯灰中碳含量较高、原料造球的成球性较差、原料所造球团的强度较低、回转窑直接还原存在着窑体结圈的问题，为使高炉瓦斯灰粉料能直接应用于回转窑直接还原之中，采用了高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，可使高炉瓦斯灰经预选后，物料中约50%左右的铁做为铁精矿产出，铁精矿可供炼铁高炉的烧结工序利用；选后的瓦斯灰中铁含量低、锌含量高，当供给回转窑进行直接还原时，可在降低回转窑窑体结圈速度的同时，生产的金属化物料可供炼铁高炉或电炉进行利用，生产的氧化锌粉纯度也大大提高。
12、2.本发明对高炉瓦斯灰的预选采用弱磁干式磁选机和强磁干式磁选机进行干式磁选，磁选的原理基于物料的磁性力和重力对高炉瓦斯灰中磁性物料和非磁物料进行分选，整个预选过程不用水和空气，不存在选矿废水的环境污染及空气分选中存在的粉尘污染问题，同时高炉瓦斯灰预选的成本降低。
13、3.本发明高炉瓦斯灰预选的铁精矿中铁品位达到52%以上、sio2含量8%以下、zno含量1%以下，铁精矿可直接进行利用。
14、4.本发明高炉瓦斯灰预选得到的选后瓦期灰中铁含量20%左右，zno含量8%以上，c含量达到27%以上，选后瓦期灰加入到直接还原回转窑进行直接还原，与高炉瓦斯灰原灰回转窑直接还原相比，大大降低了回转窑的结圈速度，窑体运行的平稳性提高，副产的zno品位右达到50%以上。
1.一种高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，其特征在于，将高炉瓦斯灰经筛分和破碎后得到的细粉物料加入到弱磁干式磁选机进行粗选，得到粗选精矿和粗选瓦斯灰；将粗选瓦斯灰加入到强磁干式磁选机进行精选，得到精选精矿和选后瓦斯灰，粗选精矿和精选精矿混合后的铁精矿供炼铁高炉的烧结工序利用，将选后瓦斯灰加入直接还原回转窑中进行高温还原，得到高品位的氧化锌粉及金属化物料，金属化物料经热压后供高炉或电炉进行利用。
2.根据权利要求1所述的高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，其特征在于，高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺按下述步骤进行：
3.根据权利要求1或2所述的高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，其特征在于，弱磁干式磁选机的磁源场强为1200-1500 oe，强磁干式磁选机的磁源场强为3000-3500 oe。
4.根据权利要求1或2所述的高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，其特征在于，弱磁干式磁选机由螺旋磁选管、螺旋输送管、传动电机、传动齿轮组成，螺旋磁选管的筒壁由不导磁的不锈钢圆筒组成，不锈钢圆筒外壁面设有螺旋翅片，不锈钢圆筒内部沿圆周方向设有磁系，磁系产生的磁感应强度穿过筒壁；磁选过程中不锈钢圆筒带动螺旋翅片旋转，而磁系静止不动；螺旋输送管的筒壁采用不导磁的不锈钢圆筒，不锈钢圆筒外壁面设有螺旋翅片，圆筒内部呈空心结构；传动电机带动螺旋输送管旋转，螺旋输送管再通过传动齿轮带动螺旋磁选管旋转，螺旋输送管和螺旋磁选管的旋转方向相反，将磁性物料和非磁物料向相反方向推动。
5.根据权利要求1或2所述的高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，其特征在于，在弱磁干式磁选机工作过程中，粒度3mm以下的高炉瓦斯灰从弱磁干式磁选机的上部入料口加入到弱磁干式磁选机中，高炉瓦斯灰下落到螺旋磁选管的外壁上，高炉瓦斯灰中磁性物料被磁系的磁感应强度磁化后吸附在螺旋磁选管的外壁上；管壁上吸附的物料中由于磁团聚夹杂有非磁性物料，在螺旋磁选管筒壁旋转、磁系不旋转的情况下，管壁上吸附的物料在螺旋翅片推动下，在沿螺旋磁选管筒壁轴向方向移动的同时又沿周向方向进行旋转，吸附物料在周向旋转过程中并在磁系磁感应强度作用下不断进行磁翻转，当吸附物料移动到螺旋磁选管筒壁的下部位置时，吸附物料中的非磁性物料在重力和磁翻转作用下与磁性物料进行一次分离，此后随着螺旋磁选管筒壁的继续转动，当吸附物料又一次转动到螺旋磁选管筒壁的下部位置时，吸附物料中磁性物料与非磁性物料又进行一次分离，这样周而复始进行吸附物料的分选；当吸附物料移动到螺旋磁选管出料口位置时，吸附物料从螺旋磁选管外壁面脱落而作为粗选精矿从排出口排出；从吸附物料中分选出的非磁物料下落到下部的螺旋输送管上，螺旋输送管可将非磁物料沿与磁性物料相反的移动方向将非磁物料输送到粗选瓦斯灰排出口进行排出。
6.根据权利要求5所述的高炉瓦斯灰预选铁精矿工艺，其特征在于，强磁干式磁选机原料采用粗选瓦斯灰作为原料，强磁干式磁选机对粗选瓦斯灰的分选工艺过程与弱磁干式磁选机工艺过程相同。
