某褐铁矿磁化焙烧磁选探索试验.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM 哐T A L L U R G I C A LE N G 矾E E R D ●G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 某褐铁矿磁化焙烧磁选探索试验① 郭永楠 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要针对某地铁品位4 8 ．4 6 ％的褐铁矿进行了磁化焙烧磁选探索试验。磁化焙烧．磁选全流程试验结果表明该矿石通过磁化 焙烧- 磁选可以获得铁精矿产率7 2 ．3 4 ％，铁品位6 2 ．0 3 ％，铁回收率9 2 ．6 0 ％的产品指标；铁精矿降磷试验表明采用硫酸浸出可将铁 精矿中磷降至0 ．3 ％以下。 关键词褐铁矿；磁化焙烧；磁选 中图分类号T D 9 2 5文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 6 7 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 - 0 2 4 7 - 0 3 褐铁矿主要以2 F e O ，3 H 0 形态存在，呈非晶 质、隐晶质或胶状体，外表颜色呈黄褐色、暗褐色至褐 黑色，弱至中磁性o 。国内主要采用重选、磁选、选择 性絮凝浮选以及磁选．浮选联合等方法处理。由于国 内褐铁矿品位低，含泥量大等特点，传统工艺很难获得 较好的选别指标悼J 。磁化焙烧作为难选铁矿石综合 利用最有效的方法之一，处理低品位褐铁矿可以获得 良好的选别指标。褐铁矿通过磁化焙烧，除磁学特性 发生改变外，矿物中的气体与结晶水的脱除，一方面排 除了有害元素，另一方面提高了磨矿效果旧’4 1 。本文 对某地褐铁矿进行磁化焙烧磁选探索试验，获得了铁 精矿产率7 2 ．3 4 ％，铁品位6 2 ．0 3 ％，回收率9 2 ．6 0 ％较 好的指标，降磷试验表明硫酸浸出可有效降低铁精矿 中的磷含量。 表3 原矿铁物相分析结果 原矿分析结果表明，可回收利用的金属组分为铁， 且以赤褐铁矿为主，占9 5 ％以上，其余铁矿物除硅酸 铁占1 ．0 3 ％夕b ，均在1 ％以下；脉石组分主要为S i O 和 A I 0 3 ，杂质P 、S 、A s 偏高，含量分别为1 ．2 9 ％、0 ．2 2 ％、 0 ．3 6 ％。试验用还原煤样，固定碳含量5 2 ．6 8 ％，挥发分 3 1 ．9 8 ％，灰分1 2 ．9 1 ％，含硫2 ．4 3 ％，粒度一2m m 。 1 矿石性质 2 磁化焙烧磁选探索试验 原矿进行破碎混匀后，进行了荧光分析、主要元素 化学分析以及铁物相分析，结果分别见表1 ～3 。 表1 原矿荧光分析结果 质量分数 ／％ T F e S i 0 2A 1 2 0 3 PM nA sS 烧失 4 8 ．4 6 7 ．8 34 ．6 l1 ．2 91 ．8 90 ．3 60 ．2 21 2 ．7 8 采用马弗炉对试验矿样分别进行了焙烧时间、焙 烧温度、还原剂用量等焙烧条件的探索试验。每次称 取- 3m m 原矿5 0 0g ，与一定量的煤粉混匀，装入金属 容器，待电阻炉温度升到设定温度时放入焙烧炉膛内， 至设定温度后记录焙烧时间，进行磁化焙烧，到预定时 间后，取出容器并迅速用水封冷却，冷却后的焙烧矿按 5 0 ％的浓度进行磨矿分样，采用磁选管 H 0 ．2T 进 行分选试验，试验原则流程图见图1 。 2 ．1 焙烧温度及时间条件试验 焙烧温度与焙烧时间两因素在一定范围内存在互补 关系，当温度高时，焙烧时间可缩短，而温度低时，焙烧时 间需要相应增加长。在温度7 0 0 、7 5 0 和8 0 0 ℃下进行了 不同焙烧时间的条件试验，还原剂用量为8 ％，分选磨矿 细度为一7 4u m 粒级占8 5 ％左右，试验结果见表4 。 ①收稿日期2 0 1 4 0 7 0 2 作者简介郭永楠 1 9 8 4 - ，男，陕西人，硕士，主要从事矿石预处理及选冶工艺研究。 万方数据 铁精矿尾矿 图1 磁化焙烧试验流程 表4 焙烧温度及时间试验数据 矿冶工程 第3 4 卷 表4 结果表明原矿焙烧温度在7 0 0o C 条件下随 着焙烧时间的延长，焙烧矿品位和回收率均有所提高， 在焙烧时间为5 0m i n 时可获得铁精矿产率6 5 ．2 3 ％， 铁品位6 2 ．0 3 ％，铁回收率7 2 ．4 5 ％的分选指标；当焙烧 温度为7 5 0 ℃时，随着焙烧时间的增加，铁精矿品位提 高幅度较小，由6 2 ．1 2 ％提高到6 2 ．5 1 ％；而铁回收率先 增高后下降；当焙烧温度提高至8 0 0 ℃时，随着焙烧时 间的延长，铁精矿产率和回收率下降较明显，表明升高 温度后出现了不同程度的过还原现象。综合考虑，该 矿石适宜的磁化焙烧温度为7 5 0 ℃，焙烧时间为4 0 5 0m i n 。 2 ．2 还原剂用量条件试验 本着降低还原煤用量但不影响焙烧矿产品指标的 原则，在焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间4 0m i n 的焙烧条件 下，对原矿进行了还原煤用量试验，试验结果见表5 。 表5 还原煤用量磁选管试验数据 从试验结果可以看出，当还原剂用量在4 ％～1 0 ％ 范围内变化时，铁精矿品位变化较小，铁精矿回收率随 还原剂用量的增加呈现先增加后降低的趋势，当还原剂 用量为6 ％时，铁精矿产率为6 8 ．6 9 ％，品位为6 2 ．4 6 ％， 回收率为7 7 ．4 2 ％。综合考虑，选择还原剂用量6 ％进 行下一步探索试验。 2 ．3 磨矿细度条件试验 在焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间4 0m i n ，还原剂用量 6 ％剁e f 下进行了焙烧矿磨矿细度试验，试验数据见表6 。 表6 焙烧矿磨矿细度磁选管试验数据 磨矿细度一7 4 斗m 粒级占7 5 ％～9 5 ％范围内以及 再细磨至一4 5 斗m 粒级占9 5 ％，铁精矿品位均在6 2 ％ 左右，表明即使细磨也不能有效高铁品位，故该焙烧矿 磨矿细度在一7 4 斗m 粒级占8 5 ％左右为宜。 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 郭永楠某褐铁矿磁化焙烧磁选探索试验 2 ．4 磁化焙烧磁选流程试验 将焙烧温度7 5 0 ℃，焙烧时间4 0m i n ，还原剂用量 6 ％条件下获得的- 3m m 焙烧矿混匀磨矿，进行一粗一 精弱磁磁选和中磁扫磁选流程试验，数质量流程图见 图2 。 铁精矿 中矿尾矿 图2 焙烧矿磁选数质量流程 由图2 可知，在上述条件下焙烧和磁选，采用磁选 机进行磁选分离，铁精矿品位为6 2 ．0 3 ％，铁回收率为 9 2 ．6 0 ％，中矿产率为6 ．8 3 ％，铁品位4 2 ．0 1 ％，回收率 5 ．9 2 ％，工业生产时中矿可返回流程中磨矿段进行再磨 处理。对磁选流程获得的铁精矿进行产品检查，发现除 P 含量为1 ．4 0 ％超标外，其余杂质s 、A s 均未超标。 2 ．5 铁精矿降磷探索试验 由于磁选全流程获得铁精矿含磷较高，对其进行 了浮选和浸出降磷试验。对铁精矿细磨后再进行一粗 一扫浮选脱磷，药剂制度及试验结果见表7 。 浮选降磷试验表明通过浮选铁精矿中的磷难以 有效去除，磷含量仍大于l ％，说明该铁精矿中的磷嵌 布极细，且不为磷灰石中的磷，通过常规的选矿方法难 以获得合格的铁精矿。为此在反应时间1 5m i n ，硫酸 浓度0 ．1m o l ／L 或0 ．2m o l ／L ，温度1 5 ℃，液固比3 l ， 搅拌转速3 0 0r ／m i n 的条件下进行了浸出降磷探索试 验，试验数据见表8 。结果表明，硫酸浸出可将铁精矿 中的磷含量降至0 ．3 ％以下。 表8 浸出降磷试验数据 3 结语 1 该褐铁矿适宜的磁化焙烧条件为焙烧温度为 7 5 0o C ，焙烧时间4 0 ～5 0m i n ，还原剂用量6 ％；适宜的 磨矿细度为- 7 4 斗m 粒级占8 5 ％左右。 2 该褐铁矿采用焙烧一磁选工艺流程，对焙烧温 度7 5 0o C ，焙烧时间4 0m i n ，还原剂用量6 ％焙烧条件 下的焙烧矿，控制磨矿细度为一7 4 斗m 粒级占8 5 ％，通 过一粗一精弱磁选别和中磁扫选，可获得铁精矿产率 7 2 ．3 4 ％，铁品位6 2 ．0 3 ％，回收率9 2 ．6 0 ％的较好指标。 3 铁精矿有害元素P 、S 、A s ，通过焙烧一磁选后s 、 A s 可有效的降低到合格品位，浮选降磷后的铁精矿含 磷仍为1 ．0 ％以上，说明采用浮选和物理方法无法排除 杂质磷，而硫酸浸出可将铁精矿中的磷含量降至O ．3 ％ 以下。 表7 浮选降磷试验数据 参考文献 [ 1 ] 张志雄．矿石学[ M ] ．北京冶金矿业出版社，1 9 8 1 ． [ 2 ] 孙炳泉．近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展[ J ] ．金属矿山， 2 0 0 6 ，3 5 7 3 1 1 一1 3 ． [ 3 ] A r i n e zM ，B i s o n a r dE ，F l o r e sH ，e ta 1 ．B e n e f i c i a t i o no fl o w g r a d e i r o no 鸸b yar e d u c i n gr o a s tm a g n e t i cs e p a r a t i o n [ J ] ．R e vM e t a l l ， 1 9 8 2 ，1 8 1 4 5 ． [ 4 ] L i uwL ．T h ea p p l i c a t i o no ft h em a g n e t i t e y i e l dr o a s t i n gt e c h n o l o g yt o t h e t r e a t m e n to fS - A sg o l dc o n c e n t r a t e [ J ] ．C o l d ，2 0 0 0 ，2 1 1 2 2 6 ． 万方数据