酒钢镜铁矿悬浮磁化焙烧试验研究_马玉成.pdf

酒钢镜铁矿悬浮磁化焙烧试验研究 马玉成 1， 2 李艳军 1， 2 孙永升 1， 2 （1. 东北大学资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110819； 2. 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合 工程研究中心， 辽宁 沈阳 110819） 摘要酒钢选烧厂竖炉给矿铁品位为33.84， 有用铁矿物主要为镜铁矿、 褐铁矿、 菱铁矿， 脉石矿物主要为 石英， 有害元素P含量较低。针对酒钢镜铁矿采用常规选矿方法选别指标差的问题， 采用磁化焙烧磨矿弱磁 选流程法对有代表性试样进行选别试验研究。结果表明 在焙烧温度650 ℃、 焙烧时间5 min、 CO浓度30、 总气体 流量500 mL/min条件下进行磁化焙烧， 焙烧产品磨细至-0.074 mm占82， 在磁场强度为119.4 kA/m条件下经过弱 磁选， 精矿铁品位可以达到59.12、 铁回收率为81.31， 精矿中主要有害杂质Al2O3和P含量都较低， 达到冶炼原料 的要求。研究结果为酒钢镜铁矿的开发利用提供了依据， 并对同类型矿石的开发利用具有指导意义。 关键词难选铁矿镜铁矿磁化焙烧弱磁选 中图分类号TD925.7， TF046.2文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -02-034-04 DOI10.19614/ki.jsks.201902006 Experimental Study on Suspension Magnetization Roasting of Jiugang Specularite Ma Yucheng1， 2Li Yanjun1， 2Sun Yongsheng1， 22 （1. School of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819， China； 2. National-Local Joint Engineering Research Center of Refractory Iron Ore Resources Efficient Utilization Technology， Shenyang 110819， China） AbstractThere is 33.84 iron in feeding of vertical furnace in Jiugang Plant， main useful iron ores are specularite， li⁃ monite， siderite， gangue minerals are mainly quartz， and the content of harmful element P is low. In order to solve the prob⁃ lem of poor separation index of Jiugang specularite by conventional separation ， the magnetic roasting-grinding-low in⁃ tensity magnetic separation was used to the study on representative sample. Results show that the concentrate with iron grade 59.12，and iron recovery of 81.31 can obtained under the conditions of roasting temperature 650 ℃，roasting time 5 min，CO concentration 30，total gas volume 500 mL/min for magnetizing roasting，the roasted products ground to 82 of -0.074 mm， via low intensity magnetic separation in 119.4 kA/m. The main harmful impurities Al2O3and P in concen⁃ trate is relatively lower，and can meet the requirements of smelting raw materials. The research conclusion provided a basis for the development and utilization of Jiugang specularite ore， and has guiding significance for the development and utilization of the same type of ore. KeywordsRefractory iron ore， Specularite， Magnetization roasting， Low intensity magnetic separation 收稿日期2018-12-25 基金项目国家自然科学基金面上项目 （编号 51874071） ， 中央高校基本科研业务费项目 （编号 N160104007） 。 作者简介马玉成 （1992） ， 男， 硕士研究生。 总第 512 期 2019 年第 2 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 512 February 2019 镜铁矿是一种重要的铁矿石， 镜铁矿主要有热液 型、 沉积变质型、 矽卡岩型， 其中沉积变质型镜铁矿工 业价值最高 ［1-2］。有些镜铁矿石成分相对较为简单， 含 铁矿物主要为镜铁矿， 少量假象赤铁矿、 磁铁矿； 脉石 主要为石英和云母， 矿石经过简单的磨矿就可以实现 有用矿物的单体解离， 可选性较好。但是有些地区的 镜铁矿矿石先天禀赋极差， 其矿物组成复杂， 矿物嵌布 粒度极细而且不均匀， 矿物颗粒纯度低， 有用矿物与脉 石矿物比磁化系数、 密度等物理参数相近或有交叉现 象 ［3-8］。针对镜铁矿的特点， 对于部分可选性较好的镜 铁矿， 通过采用常规的磁选、 浮选、 磁选浮选联合的 工艺就能得到较好的选矿指标， 但是部分镜铁矿采用 常规选矿方法选别难度较大， 需要经过磁化焙烧处理 才能进行有效选别。 1原矿性质 实验室试验来料为酒钢选烧厂竖炉给矿， 采用实验 室干式盘磨机将矿样粉碎至-0.3 mm。矿样经混匀缩分 后， 制备出试验用样。试样制备流程如图1所示。 34 ChaoXing 对试验原料进行 XRD、 化学成分和铁物相分析。 XRD分析结果如图2所示， 化学成分和铁物相分析结果 如表1和表2所示。 从图2可以看出， 试样主要有用矿物为镜铁矿、 菱 铁矿， 脉石矿物主要为石英， 也包含少量的铁白云石、 重 晶石。 由表1可知 铁为试样主要有回收价值的元素， 铁 品位为 33.84， 石英为主要的脉石矿物， 含量为 23.95， 烧失16.09， 试样有害元素P含量较低， 对提高 精矿质量有利。 由表2可知 试样中铁主要以赤褐铁矿、 碳酸铁形 式存在， 铁在赤褐铁矿、 碳酸铁中分布率分别为62.17 和35.64； 少量铁以硫化铁、 硅酸铁、 磁铁矿形式存在。 2磁化焙烧试验 由于试验矿样含有较多菱铁矿， 采用常规选矿方 法选别指标较差， 而磁化焙烧方式可以使菱铁矿分解 成磁铁矿， 进而通过磁选分选。采用合肥晶科公司生 产的小型开启式立式炉进行焙烧试验， 当炉腔内的温 度达到设定值时， 快速将20 g混匀的矿样放入石英管， 并且通入相应气体进行焙烧， 当达到指定焙烧时间时， 停止通入还原气体， 使高温焙烧矿在N2保护下冷却至 室温。焙烧产品研磨至-0.074 mm占82， 在磁场强度 119.4 kA/m的磁选管中进行选别。 2. 1焙烧温度的影响 在总气体流量500 mL/min， CO浓度30， 焙烧温度 500、 550、 600、 650、 700、 750 ℃， 焙烧时间5 min的条件 下， 进行焙烧温度条件试验。焙烧温度对磁选精矿指标 的影响如图3所示。 由图3可知 随着焙烧温度的上升， 磁选精矿铁品 位先增加后趋于平稳， 从 500 ℃时的 54.49增加到 750 ℃时的58.94； 精矿铁回收率随着焙烧温度的上升 先增加至最高值， 而后开始下降， 焙烧温度过高， 容易出 现过还原现象， 精矿铁回收率在焙烧温度为650 ℃时达 到最大， 为80.64， 此时铁品位为58.61。综上， 确定 焙烧温度为650 ℃。 2. 2焙烧时间的影响 在总气体流量500 mL/min， CO浓度30， 焙烧温度 650 ℃， 焙烧时间2、 4、 5、 6、 8、 10 min条件下， 进行焙烧 时间条件试验。焙烧时间对磁选精矿指标的影响如图 4所示。 由图4可知 随着焙烧时间的增加， 磁选精矿铁 品位逐渐增加， 增幅逐渐变小， 精矿铁品位从2 min 时的57.37增加到10 min时的59.78， 但是精矿铁 回收率先增加， 后出现剧烈的下降， 焙烧时间为5 min 时， 精矿铁回收率最高， 为80.64。综合分析， 选择 焙烧时间为5 min， 此时精矿铁品位为58.60、 回收 2019年第2期马玉成等 酒钢镜铁矿悬浮磁化焙烧试验研究 35 ChaoXing 率为80.64。 2. 3CO浓度的影响 在总气体流量500 mL/min， CO浓度10、 20、 30、 40、 50， 焙烧温度650 ℃， 焙烧时间5 min条 件下， 进行CO浓度条件试验。CO浓度对磁选精矿指 标的影响如图5所示。 由图5可知 随着CO浓度的增加， 磁选精矿铁品 位变化不大， 在59左右浮动； 但是精矿铁回收率先 增加后出现明显的下降， CO浓度为30时， 精矿铁回 收率取得最大值， 为81.31。综上， 确定CO浓度为 30， 此时精矿铁品位59.12、 回收率81.31。 2. 4精矿产品分析 对磁选精矿进行XRD和化学成分分析， 分析结 果如图6和表3所示。 由图6可知 磁选精矿主要为磁铁矿， 还有较少 量的镜铁矿和浮氏体， 这是因为磁化焙烧过程中， 镜 铁矿没有完全转化成磁铁矿， 并且还产生了过还原 的现象， 在选别过程中， 浮氏体和未转化的镜铁矿被 夹带进入精矿， 脉石主要为石英。 由表3可知 磁化焙烧精矿铁品位为59.12， 其 中FeO含量为23.89， 占比很高， 这也说明磁化焙烧 过程中产生过还原现象； 精矿中主要有害杂质Al2O3 和P含量都较低， 达到作为冶炼原料的要求。 3结论 （1）酒钢选烧厂竖炉给矿铁品位为33.84， 主要 有用矿物为镜铁矿、 菱铁矿， 脉石矿物主要为石英， 少量的铁白云石、 重晶石。 （2） 在焙烧温度为650 ℃、 焙烧时间5 min、 CO浓 度30条件下进行磁化焙烧， 焙烧产品磨细至-0.074 mm占82， 在磁场强度为119.4 kA/m条件下进行弱磁 选， 获得的精矿铁品位为 59.12、 铁回收率为 81.31。 （3） 对磁选精矿分析表明， 磁化焙烧过程中存在 镜铁矿向磁铁矿转化不完全和过还原现象， 造成精 矿中夹杂有未转化完全的镜铁矿和过还原产生的 FeO。 参 考 文 献 姚鸿远.镜铁矿的利用 ［J］ .钢铁设计， 1989 （4） 10-17. 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