某鲕状赤铁矿磁化焙烧一磁选试验研究.pdf

S e rie s No ． 3 9 5 Ma v 2 0 0 9 金 属 矿 山 ME T AL MI NE 总 第3 9 5期 2 0 0 9 年第5期 某鲕状赤铁 矿磁 化 焙烧一 磁 选试验 研 究 王成行 童 雄 孙吉鹏 昆明理工大学 摘要磁化焙烧技术是提高难选铁矿资源综合利用率 的有效途径之一。对某鲕状赤铁矿进行了磁化焙烧 的影响因素的试验研究， 确定了最优 的磁化焙烧一弱磁选工艺条件为无烟煤 5 ％， 焙烧温度 8 5 0℃， 焙烧时间6 0 m i n ， 磨矿细度 一 0 ． 0 7 4 mm占7 0 ％， 弱磁选磁场强度 1 4 5 ． 6 k A ／ m。在此最优条件下， 得到了铁品位和回收率分别为 5 8 ． 4 0 ％和8 7 ． 8 6 ％的铁精矿指标 ， 精矿中的硫达到冶炼要求， 可以作配料使用 ； 磷超标， 如直接作为冶炼原料， 尚需 进一步试验研究 。 关键 词鲕状赤铁矿磁化焙 烧弱磁 选工 艺 难 选铁矿 石 Re s e a r c h o n t he M a g ne t i z i ng Roa s t i n g a n d M a g ne t i c Se pa r a t i o n o f a n Oo l i t i c He m a t i t e Or e W a n g C h e n g h a n g T o n g Xi o n g S u n J i p e n g K u n mi n g U n i v e r s i t y o fS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y Ab s t r a c t Ma g n e t i z i n g r o a s t i n g i s o n e o f t h e e f f e c t i v e wa y s t o i mp r o v e t h e c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f r e f r a c t o r y i r o n o r e s ．T h e f a c t o r s i n fl u e n c i n g t h e ma g n e t i z i n g ma s t i n g o f a n o o l i t i c h e ma t i t e o r e we r e s t u d i e d a n d the o p t i ma l c o n d i t i o n s o f t h e p r o c e s s o f ma g n e t i z i n g r o a s t i n g l o w i n t e n s i t y ma g n e t i c s e p a r a t i o n w e r e d e t e r mi n e d t o b e 5 ％a n t h r a c i t e ，8 5 0 o C r o a s t - i n g t e mp e r a t u r e ，6 0 mi n r o a s t i n g t i me，7 0 ％ - 0 ． 0 7 4 mm n d i n g s i z e a n d 1 4 5 ． 6 k A ／m ma g n e t i c fi e l d i n t e n s i t y ．At t h e s e o p t i ma l c o n d i t i o n s ，a n i r o n c o n c e n t r a t e g r a d i n g 5 8 ． 4 0 ％a t a n 8 7． 8 6 ％i r o n r e c o v e r y w a s o b t a i n e d，w i t h t h e s u l f u r c o n t e n t r e a c h i n g t h e me t a l l u r g i c al r e q u i r e me n t ，w h i c h c a n b e u s e d a s a c o mp o n e n t ． Ho w e v e r ，i t h a s a p h o s p h o r u s c o n t e n t e x e e e - d i n g t h e s t a n d a r d，a n d a f u r t h e r s t u d y h a s t o b e ma d e o n i t s u s e a s a d i r e c t me t all u r g i c a l ma t e ri a 1 ． Ke ywor d s Oo l i t i c he ma t i t e，Ma gn e t i z i n g r o a s t i n g，Lo w i nt e ns i t y ma gn e t i c s e pa r a t i o n，Re f r a c t o ry i r o n o r e 鲕状赤铁矿矿石被世 界选矿界公 认为难选 矿 石。鲕状赤铁矿矿石原矿品位低 ， 常常含有害杂质 磷、 硫， 精矿品位很难达到炼铁的要求， 故只能作为 炼铁 的配料。本次研究 的对象是云南某地复杂鲕状 赤铁矿 ， 由于鲕状赤铁矿的矿物结构特点 ， 采用常规 的重选 、 磁选、 浮选方法难以获得好的选别指标。因 此采用磁化焙烧的方式改变铁矿物 的磁性 ， 将赤铁 矿转变为磁铁矿 ， 为选别创造条件 ， 可大大简化选别 流程 ， 用简单的弱磁选就 能获得较高 品位和 回收率 的铁精矿。 1 矿石物质 组成 研究 1 ． 1 试样 的化学成分分析 该鲕状赤铁矿的多元素化学分析结果见表 1 。 表 1 鲕状赤铁矿矿石的多元素化学分析结果 ％ 从表 1 可知， 矿石中磷、 硅和铝的含量都偏高。 1 ． 2 试样 中铁矿物物相分析 试样中铁物相分析结果见表 2 。 表 2 鲕状赤铁矿 的铁物相分析结果 ％ 从表 2中可知 ， 该鲕状铁 矿石 以赤 、 褐铁矿 为 主， 硅酸铁所 占比例也很大。 2 磁化焙烧一弱磁选研究 铁矿石 的磁化焙烧是一个火法冶金过程 ， 其 目 的是利用一定温度一定气氛把弱磁性铁矿物转变为 亚铁磁性矿物磁铁矿或磁赤铁矿。矿石磁化焙 王成行 1 9 8 4 一 ， 男， 昆明理工大学国土资源工程学院， 硕士研究 生 ， 6 5 0 0 9 3云南省昆明市一 二一大 街文 昌巷 6 8号 昆明理 工大学 莲花校区学生宿舍 6栋 4 0 3室。 57 总第 3 9 5期 金 鬣 砖 2 0 0 9年第 5期 烧有很多优点， 例如可以缩短试验流程 ， 提高矿石的 可磨性 ， 降低选矿过程 的水耗 ， 降低矿泥 的生成等。 该矿石的磁化焙烧一弱磁选试验原则工艺流程见 图 1。 旦 ● 。 。 。 。 。 。 。 ● 。 _ _ ● ● 。 堕 堕缝 ． 塑丝 ． I I 铁精矿 尾矿 图 1 磁化焙烧一弱磁选原则工艺流程 2 ． 1 焙烧温度的影响 影响磁化焙烧矿质量和成本的主要因素是焙烧 温度和时间。焙烧温度过低 ， 还原反应速度慢 ， 影响 生产能力 ； 温度过高 ， 发生过还原 ， 焙烧产 品质量不 佳 ， 因此焙 烧温度 要适 中。本试 验采 用物 料粒 度 0～3 mm的鲕状赤铁矿 ， 焙烧条件为焦炭 6 ％ ， 焙烧 时间 6 0 rai n 。不 同温 度 下焙 烧 后 的 矿石 磨 矿 至 5 0 ％ 一 0 ． 0 7 4 m m， 磁选机磁场强度 1 4 5 ． 6 k A ／ m， 得 到的焙烧温度试验结果见图 2 。 图 2焙烧温 度试 验结果 _ 一 品位 ； ◆ 一 回收率 从图2可见， 随着温度的升高， 铁精矿的品位变 化不大， 但是回收率先升高后降低， 温度达到9 5 0℃ 时， 铁精矿的回收率急剧下降到了9 ． 1 8 ％。这主要 是在该高温条件下 ， 生成了弱磁性的富氏体 F e O溶 于 F e 0 中的一种低熔点混合物 和弱磁性的硅酸 铁。因此， 从精矿的品位和回收率综合考虑， 该矿石 适宜的磁化焙烧温度为 8 5 0℃。 2 ． 2 焙烧时间的影响 磁化焙烧 时间的长短与焙烧温度 、 矿石粒度 、 矿 石性质和还原剂的成分有关 。本试验采用物料粒度 0 3 m m的鲕状赤铁矿 ， 焙烧条件 焦炭 6 ％ ， 焙烧 温度 8 5 0 。不 同时 间下 焙烧 后 的矿 石磨 矿 至 5 0 ％ 一 0 ． 0 7 4 m m， 磁选机磁场强度 1 4 5 ． 6 k A ／ m， 得 到的焙烧时间试验结果见图 3 。 从图 3中可见 ， 随着还原焙烧时间的增加 ， 磁选 铁精矿的品位基本都在 5 5 ． 5 0 ％左右 ， 但 回收率则 先升 高 后 降 低 ， 在 6 0 m i n条 件 下 达 到 最 大 值 8 6 ． 5 0 ％。 因此 ， 6 0 mi n还原时间为宜。 1 0 o 薹50 量 0 ．_ 、 ／ ／ ． ． 2 O 3 O 4 0 5 O 6 0 7 0 焙烧时间 ／ ra i n 1 0 0 5 O 斟 图 3还原焙烧时间试验结果 _ 一品位 ； ◆ 一 回收率 2 ． 3还原剂用量影响 还原剂用量也是影响磁化焙烧因素之一。还原 剂的用量过低， 则还原反应不充分， 影响焙烧结果； 反之 ， 则造成资源 的浪费和成本 的增加。此次试验 鲕状赤铁矿的粒度为0～ 3 m m， 焦炭为还原剂， 8 5 0 ℃ 下 焙 烧 6 0 m i n ，焙 烧 后 的 矿 石 磨 矿 至 5 0 ％ 一 0 ． 0 7 4 m m， 磁选机磁场强度 1 4 5 ． 6 k A ／ m， 得 到的还原剂用量试验结果见 图4 。 还 腺 剂 用 量 ， ％ 图4 还原剂用量试验结果 _ 一品位； ◆ 一回收率 从图4可见， 随着还原剂用量的不断增加， 精矿 的品位相差不大， 但是回收率却先升高后降低 还 原剂用量为 5 ％时 ， 回收率达到最大值 。因此 ， 还原 剂用量以 5 ％为宜 。 2 ． 4 还原剂种类试验 还原剂种类不同， 也决定着还原成分的不同， 直 接影响焙烧效果。使用不同的还原剂得到还原剂种 类的试验结果见图5 。其它条件均为以上试验的最 优条件 。 从图5 可见， 无烟煤的还原效果优于褐煤和焦 炭 ， 因此采用无烟煤作为还原剂 。 2 ． 5 磨矿细度对磁选的影响 磨矿的目的是使矿石中有用成分全部或大部分 王成行等 某鲕状赤铁矿磁化焙烧一磁选试验研究 2 0 0 9 年第5期 达到单体解离， 同时又要尽量避免“ 过磨” 现象。因 此， 磨矿细度影响着磁选铁精矿的品位和回收率等 技术指标。不同磨矿细度下的磁选精矿指标结果见 图 6 。 、 n 矗 还原剂种类 图5 还原剂种类试验结果 一品位； ◆ 一回收率 磨矿细度 ／ ％ 1 。 。 80 6 0 萋 。 蔷 2 0 O 1 0O 5 0 墼 雹 0 图 6 磨矿细度对选别指标 的影响 - 一品位 ； ◆ 一 回收率 从 图 6可见 ， 磨矿细度对磁选铁精矿 的品位影 响不大， 但是对 回收率有 比较显著的影 响。在磨 矿 细度为7 0 ％时， 精矿的指标较优， 品位和回收率分 别为 5 8 ． 4 O ％和 8 7 ． 8 6 ％ 。 2 ． 6 磁化焙烧一弱磁选工艺最优条件的确定 根据前面磁化焙烧一弱磁选各个工艺条件影响 试验 ， 最终确定该矿石 的最优工艺条件为焙烧温度 8 5 0 ， 焙 烧 时 间 6 0 m m， 无 烟 煤 5 ％， 磨 矿 细 度 一 0 ． 0 7 4／ n l T l 占7 0 ％ ， 磁选机磁场强度 1 4 5 ． 6 k A ／ m。 2 ． 7 最优条件下铁精矿技术指标 最终得到的铁精矿技术指标见表 3 。 表 3 铁精矿技术指标 ％ 3 结论 1 该 鲕 状 铁 矿 石 以赤 、 褐 铁 矿 为 主 ， 含 铁 43． 6 3％ 。 2 有害杂质磷 的含量高达 0 ． 7 5 ％， 属于高磷 铁矿石； 硅和铝的含量也很高， 分别为 1 5 ． 5 8 ％和 7． 1 5％ 。 3 一系列的影响磁化焙烧因素试验表明， 最 优的工艺条件为无烟煤 5 ％ ， 焙烧温度 8 5 0℃ ， 焙烧 时间 6 0 m in ， 磨矿细度 一 0 ． 0 7 4 m m占7 0 ％， 磁选机 磁场强度 1 4 5 ． 6 k A ／ m。磁选得到产率为 6 5 ． 6 4 ％ ， 品位和回收率分别为 5 8 ． 4 0 ％和 8 7 ． 8 6 ％的最终铁 精矿， 精矿中的硫达到冶炼标准， 而磷含量高达 0 ． 7 1 ％ 。 这主要是磷 以胶磷矿 的形式存在于鲕状赤 铁矿中 ， 用机械 的选矿方法很难除去。 4 本试验研究得到的最终精矿可以作为铁矿 石冶炼 的配料来使用 ， 如若作 为直接冶炼 的合格原 料 ， 还需要进一步试验研究 。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 参考文献 许时． 矿石可选性研究[ M] ． 北 京 冶金工业 出版社 ， 1 9 8 9 ． 王兢， 尚衍波， 张覃． 鲕状赤铁矿浮选试验初步研究 [ J ] ． 矿冶工程 ， 2 O o 4 3 3 8 40 ． 任亚峰， 余永富． 难选红铁矿磁化焙烧技术现状及发展方向 [ J ] ． 金属矿 山， 2 0 0 5 1 1 2 O 2 3 ． 罗立群 ， 乐毅 ． 难选铁物料磁化焙烧技 术的研究与发 展[ J ] ． 中国矿冶 ， 2 O 0 7 3 5 5 - 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