矿产资源节约和综合利用先进适用技术—— 氧化锰矿流态化焙烧加工技术及系统装备

矿产资源节约和综合利用先进适用技术——

氧化锰矿流态化焙烧加工技术及系统装备

一、技术类型

黑色金属矿高效选矿技术。

二、适用范围

难利用氧化锰矿、铁锰共生矿等。

三、技术内容

（一）基本原理

将氧化铁锰矿等以粉体颗粒状态送入流态化焙烧系统，在一定温度、气氛的流化状态下，将弱磁性铁矿矿物等转变为强磁性铁矿物，不溶于酸的二氧化锰矿物还原为易酸溶的一氧化锰矿物。焙烧矿弱磁选分离，同时获得铁精矿和锰精矿产品，实现复杂难利用铁锰共生氧化矿的无尾资源化利用。

（二）关键技术或设备

（1）复杂矿物流态化低温焙烧反应工艺；

（2）宽粒径分布流态化焙烧反应时间可调控流化床反应器；

（3）高效粉体预热及冷却技术及装备。

（三）工艺流程

难选铁矿、铁尾矿、氧化锰矿、铁锰共生矿等原料粉矿，根据具体品位可经过预选富集。粉矿物料直接送入流化床反应器进行流态化弱还原焙烧。焙烧所用原料气可以是合成气、重整气、厂区副产煤气等还原性气体，以CO和H₂为主要有效成分。在流化床反应器内一定温度、气氛和停留时间条件下完成矿物焙烧反应，将弱磁性铁氧化物转化为强磁性磁铁矿、氧化锰矿转化为一氧化锰还原锰矿。对于难选铁矿和铁尾矿，焙烧后得到的强磁性焙烧矿再经常规磨矿和弱磁选得到最终铁精矿产品。对于氧化锰矿焙烧后得到还原焙烧锰矿产品，直接进入下游制备电解锰。对于铁锰共生矿焙烧后得到的铁锰焙烧矿，经常规磨矿和弱磁选得到铁精矿和还原锰矿两种产品。

 

 

 

 

 

 

 

四、主要技术指标

（1）与传统竖炉、回转窑一般块矿原料不同，流态化是唯一能够全粉体细颗粒（0-3mm）入炉的加工方法，满足粉矿细料的采选趋势；

（2）粉矿气固流态化反应表面积相比块矿呈数量级增加，粉矿内反应路径短，物相转化更为均匀，避免出现过烧及欠烧现象，产品收得率显著增加10-20%，生产边际成本降低；

（3）流化床反应器内气固传热传质效率极高，500-550℃低温运行反应效率高，相比传统窑炉700-800℃高温焙烧，时间可缩短至分钟级的同时结合统内能量高效回收及迁移利用，相比传统焙烧系统能耗大幅低30%以上；

（4）宽粒径分布流态化焙烧反应时间可调控流化床反应器，能够适应现场原料粒级波动保证产品质量，且作业率相比传统焙烧反应器高出15-30%，单台生产规模也更大。

四、典型实例及成效

该技术已成熟应用于难选铁矿磁化焙烧领域和氧化锰矿弱还原焙烧等领域，在“20万吨低品位氧化锰矿流态化还原焙烧”项目中，吨入炉矿煤耗约93kg，直接成本低于180元/吨原矿，相比传统回转窑和竖炉还原焙烧，能耗降低约40%，同时浸出率提高5%，为全流程电解锰创利近亿元每年；相比行业传统竖炉和回转窑系统煤耗降低约40%。

五、推广前景

该技术在实现锰铁分离，得到较高品质的铁精矿和电解金属锰原料的同时，可以大幅度减少渣排放，应用前景较为广阔。

（推荐单位：中国冶金矿山企业协会；申报单位：中国科学院过程工程研究所）