适用范围

矿物加工，最终产品为矿粉。

技术提供单位

中国科学院过程工程研究所

技术简要描述

基于低温流态化焙烧工艺及先进流化床反应器，将难选铁矿或难利用氧化锰矿等金属矿以粉体颗粒状态直接送入流化床反应器，在一定温度、气氛的流化状态下，粉体矿物与气体发生高效焙烧反应和物相转变。磁化焙烧反应能够将难选弱磁性铁氧化物转变为强磁性铁氧化物，焙烧矿粉再磨矿解离后经简单弱磁选即可获得高品质铁精矿。弱还原焙烧反应能够将二氧化锰矿还原为一氧化锰矿，从而使得难溶氧化锰矿能够被酸浸制备硫酸锰后续生产电解锰。

技术信息

产品为高磁化率易选铁矿粉（高品位铁精矿）、高还原率易酸浸锰矿粉。产品是下游行业大宗原料。

商业应用情况

无

希望在技术转移过程中得到的帮助/支持

无

设备投资

难利用金属矿的流态化焙烧项目主体包括流化床焙烧炉系统和为流态化焙烧提供还原性气体的煤气发生炉。一条年加工160万吨的焙烧项目流化床焙烧炉系统设备投入7000万元，配套的煤气发生炉6500万元，技术寿命不少于20年。如能够与项目地钢铁厂或化工厂联产，利用其副产煤气则不需要配套新建煤气发生炉。

年运行维护费

以160万吨矿粉铁含量28%的低品位难选铁矿流态化磁化焙烧规模项目为例，年产铁含量65%的铁精矿粉产品63.32万吨，设备包括流化床焙烧炉系统和配套煤气发生炉，则吨铁精矿粉产品消耗煤气102.7元、水2.3元、电23.1元、人工6.4元、设备折旧16.8元、修理费9.1元、管理费1.4元。

投资回收期

同样以上述160万吨矿粉铁含量28%的低品位难选铁矿流态化磁化焙烧规模项目为例，流态化焙烧主体系统投资额为1.35亿元，若将上下游矿石开采、磨矿、选矿、排尾等作为全流程资金投入考虑，估算此部分投入1.5亿元，则总投资为2.85亿元。年创利约1.45亿元，则全流程静态投资回收期约2.0年。需补充的是，历史国际矿价波动较大，会影响实际投资回收期效果，此处仅以2011-2019年的平均矿价作为计算基础。

附加效益

同样以160万吨矿粉铁含量28%的低品位难选铁矿流态化磁化焙烧规模项目为例。此矿采用一般传统选矿工艺难以将其加工富集到具有商业品位的铁精粉产品，不具备经济性。采用本项目技术加工后，可以年产铁含量65%的铁精矿粉产品63.32万吨。进入焙烧系统前的矿石开采和磨矿，以及焙烧矿的选矿和尾矿处理完全成本大约214元/吨精矿，本项目流态化磁化焙烧完全成本约为186元/吨精矿，则吨精矿全部成本约400元/吨。根据近9年（2011-2019）国际市场铁精矿平均价格629元/吨计算，则产生营收3.98亿元，创造利润1.45亿元，利润率39.4%，具有良好的经济效益。此外，现有选铁尾矿也可以通过成熟预选工艺富集到铁含量为25-30%的预富集矿，再经本项目技术流态化磁化焙烧加工，后续弱磁选得到高品质商业铁精粉产品，完全成本与上述案例接近，除有良好的经济性外，还有尾矿资源化利用消纳固废排放的环保效益。

综合效益

通过该技术，采用流态化磁化焙烧工艺，相比传统物理选矿法可提高难选铁矿中铁资源回收率15-50%，并同时尾矿固废减排9-20%。采用流态化弱还原焙烧工艺，可实现锰元素浸出率利用率大于95%，将常规无法利用的氧化锰矿资源化开发利用。

障碍对技术转移影响等级

无

技术成熟度

在难选铁矿加工领域，磁化焙烧工艺被公认为是实现难选铁矿物相高效改性富集利用的一个最为有效手段。在难利用锰矿加工领域，弱还原工艺也已验证为能够实现高效资源化利用的最为成熟工业化方案。流态化焙烧工艺及其成套流化床系统装备，特别是以中国科学院过程工程研究所为代表的，经过十余年生产实践的成套工业化关键技术和解决方案，已得到了国内工矿企业的充分认同。当前国内将新建的大型难选铁矿磁化焙烧和氧化锰矿还原焙烧工艺及装备均采用流态化焙烧技术。相应工艺路线、设备及系统集成度均已十分完善。

技术适用性

难选铁矿的流态化磁化焙烧技术一般与上游铁矿石开采及粗选相衔接，也可以直接将堆存的含铁废弃尾矿作为原料。 难利用锰矿的流态化弱还原焙烧技术一般与上游锰矿开采及粗选相衔接，也可以直接将堆存的含氧化锰废弃尾矿作为原料。 项目设备运行为露天开放式厂房，配套集中控制室。操作人员需要系统培训。安装、使用和维护方便。

技术稳定性

该技术工程运行过程中能够保持稳定。作为新一代难利用金属矿产资源流态化焙烧技术，在国内的新建工业化生产线自投产至今五年连续稳定运行无故障，对原料变化和操作波动的适应性强。

技术安全性

该焙烧系统包含成熟除尘、脱硫硝装置，不产生二次污染。焙烧系统装备安全可靠，无易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险。技术方案不受上游资源限制，规模化生产在距资源地近，交通便利的情况下能更节省运输费用。技术市场接受度高，铁精矿和还原锰矿产品作为钢铁和锰加工行业大宗基础原料市场需求量大

技术转移推广障碍

无

知识产权转让

关键技术知识产权归中国科学院过程工程研究所所有，关键核心成套技术也有中国科学院过程工程研究所掌握，具有全套技术服务能力。相关已授权发明专利7项。