菱、褐铁矿选矿技术与装备.ppt

,,全国首届选矿技术学习班,菱、褐铁矿选矿技术与装备,长沙矿冶研究院陈雯,,,全国首届选矿技术学习班,前言,,,全国首届选矿技术学习班,我国铁矿品质特点“贫、细、杂、散”致使整体利用水平较低国内铁矿石供给量远不能满足我国钢铁工业的发展,,,全国首届选矿技术学习班,我国钢产量与矿石资源2003年钢2.2亿吨，进口铁矿石1.6亿吨首次取代日本成为世界最大的铁矿石进口国。2006年进口矿石量达4.4亿吨铁矿资源紧缺已经逐渐成为制约我国钢铁工业发展的瓶颈,,,全国首届选矿技术学习班,我们不得不面临国产铁矿石供应紧缺进口量大幅度增加国际市场价格一路攀高国家经济安全和行业经济效益受到挑战的严峻局面,,,全国首届选矿技术学习班,中国的铁矿资源并不缺乏已探明铁矿石产地2034处铁矿石资源量581.19亿吨居世界第四位但品位低必须选矿加工才能利用复杂、难选矿多的特点限制了其开发利用率,,,全国首届选矿技术学习班,我国铁矿石资源特点广、贫杂、细小、低,,,全国首届选矿技术学习班,“广”资源分布广遍布于29个省、市和自治区的700多个市县（旗）1898个矿区；储量相对集中的十大成矿区占全国储量的64.8；,,,全国首届选矿技术学习班,“贫”矿石的品位低，平均品位仅为32.67左右,低于世界平均水平11个百分点；贫矿储量占总储量的97.72；能够直接入炉的富铁矿只有海南石碌铁矿和鞍山弓长岭二矿区的富铁矿石.澳矿粉矿品位62，块矿品位64；巴西粉矿品位65～66，块矿品位66～67；印度铁矿石粉矿品位63，块矿品位63～65；南非粉矿品位65，块矿品位66。。,,,全国首届选矿技术学习班,“杂”矿石组分杂，多金属矿较多，多组分共（伴）生铁矿石储量占总储量的三分之一；矿石含杂质较多,典型矿床有攀枝花铁矿、白云鄂博铁矿、大冶铁矿等，共（伴）生组分有钒、钛、稀土、铜等。铁矿床成因类型多样，矿石类型复杂。,,,全国首届选矿技术学习班,主要铁矿类型有6种，探明的铁矿资源量/储量总量为470500亿吨。6种类型如下“鞍山式”沉积变质型铁矿“攀枝花式”岩浆分异型铁矿“大冶式”和“邯邢式”接触交代型铁矿“梅山式”玢岩型铁矿“宣龙式”和“宁乡式”沉积型铁矿“大红山式”和“蒙库式”海相火山沉积变质型铁矿,,,全国首届选矿技术学习班,“鞍山式”沉积变质型铁矿以磁铁矿石为主，品位为3035，资源量/储量总量为290亿吨左右，其中鞍本地区120亿吨，冀东地区50亿吨，山西、北京、冀西、安徽等省市区约30亿吨；,,,全国首届选矿技术学习班,“攀枝花式”岩浆分异型铁矿以磁铁矿，钛铁矿为主品位为3035，主要分布在四川省西昌到渡口一带，资源量/储量总量为70亿吨；,,,全国首届选矿技术学习班,“大冶式”和“邯邢式”接触交代型铁矿以磁铁矿石为主，品位为3560主要分布在邯邢，莱芜和长江中下游一带，其资源量/储量总量为50亿吨，铁含量＞45的富铁矿较多，中国富铁矿主要产于此类型中；,,,全国首届选矿技术学习班,“梅山式”玢岩型铁矿以磁铁矿石为主资源量/储量约为10亿吨，品位为35～60，其中富铁矿较多；,,,全国首届选矿技术学习班,“宣龙式”和“宁乡式”沉积型铁矿以赤铁矿石为主品位低，含磷高，难利用主要分布在河北宣化和湖北鄂西一带，资源量/储量约为3050亿吨。,,,全国首届选矿技术学习班,“大红山式”和“蒙库式”海相火山沉积变质型铁矿以磁铁矿石为主品位35～60，富铁矿较多主要分布在云南、新疆一带，资源量/储量约为20亿吨。,,,全国首届选矿技术学习班,“细”铁矿物嵌布粒度细，总资源储量中约20％以上属于细粒嵌布的赤铁矿，多数要磨细至80％－90％约0.074mm，个别地区则要磨至325目95％以上才能将铁矿物分选出来。,,,全国首届选矿技术学习班,“小”矿床多为中、小型矿床，大型、特大型矿床较少，在已探明的1898处铁矿矿产地中，大型矿床只占5；“低”储量占资源总量的比例低，约27.35，可采储量有限。,,,全国首届选矿技术学习班,难选矿的定义及资源特点,,,全国首届选矿技术学习班,难选矿的定义R.A威廉斯早在20世纪90年代初就定性和定量地提出了矿石“难选”的概念，定义了3种类型的难选矿石“本质上难选”“经济上难选”“环保限制难选”,,,全国首届选矿技术学习班,“本质上难选”由于复杂的矿物组成；“经济上难选”由于为达到所要求的精矿品位而进行加工处理和对废物的处理过程带来的高成本“环保限制难选”由于处理过程中受到使用化学物品的限制或所产生气相、固相或液相废物排放的限制。,,,全国首届选矿技术学习班,我国近百亿吨“本质上难选”的菱铁矿、褐铁矿、微细粒矿及鲕状赤铁矿等复杂难选氧化铁矿石因开发利用技术水平限制而难以工业利用。应该说菱铁矿、褐铁矿属于难选矿，而鲕状矿、极微细粒嵌布矿（如湖南湘西南地区的江口式铁矿）属于极难选矿。,,,全国首届选矿技术学习班,此次讨论的主题是菱铁矿、褐铁矿的选矿技术问题，与大家共同探讨。,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿、菱铁矿仅在青海、陕西、新疆、贵州、云南等地的探明储量就达近20亿吨，与磁、赤铁矿共生的占铁矿总储量的10。,,,全国首届选矿技术学习班,钢铁行业急需的拉动效应及市场价格飚升的推动效应有力促进了菱铁矿、褐铁矿等复杂难选矿石的开发利用研究,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿、菱铁矿理论品位低，常多种矿物共生；比重、比磁化系数等物理性能与主要脉石矿物石英及闪石、辉石等含铁硅酸盐非常接近；表面泥化严重，疏水性差，加之矿石成因复杂，开发利用难度相当大。,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿、褐铁矿的矿石特点菱铁矿SideriteFe[CO3]FeO62.01，CO237.99。经常有锰和镁的类质同象代替，形成镁锰菱铁矿{Mg，MnFeCO。同时还常与菱锰矿MnCO3、菱镁矿MgCO3共生。有时含有钙、钛、硅、铝、镓、锆、钴、钡、铋、镉、铜、铀、磷、硫等杂质。,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿属三方晶系，粒状构造，菱面体解理发育，在氧化带不稳定，易水解成水赤铁矿、褐铁矿，形成褐铁矿铁帽。根据菱铁矿组成的不同，常分为单一菱铁矿、含菱铁矿的混合矿或复合矿；,,,全国首届选矿技术学习班,根据其成因的不同，又可将其分为沉积变质型；湖海沉积型；热液型；矽卡岩型和火山沉积型五大类。纯菱铁矿FeCO3理论含铁品位48.27，但由于经常与Mn2、Mg2等形成类质同像矿物如镁菱铁矿、锰菱铁矿、镁锰菱铁矿，因此其纯矿物含铁品位常在43.4748.20范围内波动;,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿的比磁化系数35～15010-9m3/Kg,磁性较镜铁矿和赤铁矿弱，较褐铁矿强菱铁矿密度较小3.7～3.9103Kg/m3莫氏硬度3.5－4.5,易于泥化；,,,全国首届选矿技术学习班,表面零电点为pH7.3，可浮性类似于赤铁矿在不通入空气的条件下采用中性焙烧，可分解为磁铁矿。由于铁品位低、分解耗热大、易粉化、强度差等特点，不宜直接供高炉炼铁或作为烧结用料。,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿（Limonite）（mFe2O3,nH2O）属含水的氢氧化铁及泥质物的统称。包括针铁矿（FeOOH）、水针铁矿（FeOOH，nH2O）、纤铁矿（FeOOH）、水纤铁矿（FeOOH，nH2O）、水赤铁矿（2Fe2O3H2O）等。,,,全国首届选矿技术学习班,不具有固定化学组成，是若干种矿物的混合物褐铁矿的含铁量并不固定48～62.9。硬度1.0～5.5，比重3.0～4.2，比磁化系数（20～80）10-6M3/Kg。外表颜色一般为黄褐色、暗褐色或黑色。,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿的比重、比磁化系数等物理性能与主要脉石矿物石英（比重2.65,比磁化系数1010-6M3/Kg）非常接近，表面泥化严重，疏水性差。同时，由于褐铁矿成因复杂，磁性相对较弱、粒度粗细不均匀、磨矿过程中易泥化等特点，致使褐铁矿选矿难度相当大。,,,全国首届选矿技术学习班,富含结晶水，理论品位低采用物理选矿方法，铁精矿品位很难达到60％；与菱铁矿相同，焙烧后因烧失较大而使铁精矿品位大幅度提高。在磨矿过程中极易泥化，流失严重，难以获得较高的金属回收率。,,,全国首届选矿技术学习班,资源状况及开发利用困难的原因,,,全国首届选矿技术学习班,资源状况菱铁矿我国菱铁矿资源十分丰富，目前已探明储量18.34亿t，占铁矿石探明总储量的3.16％，保有储量18.21亿t。潜在储量占铁矿石潜在储量的37。主要分布于云南、陕西、甘肃、青海和新疆等几个省。,,,全国首届选矿技术学习班,在这些地区，菱铁矿资源一般占全省铁矿总储量的一半以上；具有矿床地质时代长、含矿层位多、分布面积广和储量大等特点。,,,全国首届选矿技术学习班,其中新疆、青海、甘肃、陕西和云南等5个省的菱铁矿床储量都超过l亿t，陕西柞水县大西沟菱铁矿矿床储量超过3亿t。但已利用的菱铁矿不足总储量的10％。,,,全国首届选矿技术学习班,我国菱铁矿矿石主要赋存于沉积型和部分接触交代热液型铁矿床中，平均含铁30％～35％，矿石采、选、冶均较困难，所以利用率不高。典型矿山陕西大西沟菱铁矿、昆钢王家滩菱铁矿、重钢接龙铁矿。,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿我国探明褐铁矿储量l2.3亿t，占全国铁矿石探明储量的2.12％。主要分布于云南、广东、广西、山东、贵州、江西、新疆和福建。,,,全国首届选矿技术学习班,其中广东省褐铁矿约占全省铁矿储量的32，约1.1亿吨；江西省褐铁矿的储量约占全省铁矿的一半以上，约2.5亿吨。成功开发利用的并不多。开发利用好弱磁性褐铁矿已成为铁矿选矿的一个重要课题。,,,全国首届选矿技术学习班,典型矿山褐铁矿矿床主要类型为风化淋滤及残积型。典型的矿床有山西式风化淋滤型褐、赤铁矿矿床、广东大宝山式褐铁矿矿床，江西铁坑、七宝山、武山褐铁矿床，云南八街褐铁矿床等。,,,全国首届选矿技术学习班,开发利用困难的原因菱铁矿①理论品位低。纯菱铁矿理论品位仅48.2，因镁、锰内质同象现象十分普遍，绝大多数菱铁矿理论品位在32～45之间。精矿品位低导致销售困难，影响开发者积极性。,,,全国首届选矿技术学习班,②矿石结构决定资源利用率低即使将菱铁矿提纯到接近理论品位，也很难大量使用；烧结过程中大量CO2挥发导致孔洞发育、结构疏松，严重影响烧结矿强度。某些有菱铁矿资源的钢铁公司将纯度较高的菱铁矿作为配料进行烧结试验大量试验结果表明，当菱铁矿使用比例超过7时，即对烧结矿质量有明显的不良影响。,,,全国首届选矿技术学习班,③矿石可选性差。相对于其它铁矿物，菱铁矿比重、比磁化系数均较低，很多菱铁矿常与绿泥石、石榴石等比重及比磁化系数与之相差不大的脉石矿物共生，可选性差。,,,全国首届选矿技术学习班,④多数菱铁矿与褐铁矿、赤铁矿等铁矿物共生单一的可规模开发的菱铁矿床较少，因此多数矿山不重视菱铁矿的开发利用研究，缺少成熟可靠的分选技术。,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿①矿物组成种类多各类型铁矿物理论品位、比重、比磁化系数、可选性等差异大，致使很难得到高品位铁精矿。②磨矿过程中易泥化不仅影响铁回收率，还将恶化分选过程，影响精矿质量提高。,,,全国首届选矿技术学习班,③富含结晶水铁精矿品质差，烧结过程中结晶水挥发造成孔洞发育，结构疏松从而影响烧结矿质量的特点限制了其使用范围。④矿石结构复杂即使采用较复杂的联合流程也难以改变精矿品位低，铁回收率低的现实，开发利用成本高。,,,全国首届选矿技术学习班,选矿技术现状及存在的主要问题,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿的选矿技术现状单一重选重选是目前工业上应用最多的、最重要的菱铁矿选矿方法，主要针对于粗、中粒浸染的菱铁矿分选或粗粒预选。,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿比重较小属难选矿石，重悬浮液选矿---应用较多；跳汰选矿。南斯拉夫太米什杰选厂原矿含Fe38.8O，按重选流程处理后得到品位为44，回收率为79.35的菱铁矿精矿。捷克希卡尔选厂用重选流程处理含Fe37.8的原矿，得到回收率为77.77、品位为42的菱铁矿精矿。,,,全国首届选矿技术学习班,单一强磁选菱铁矿比磁化系数为35～15010-9m3/Kg，属弱磁性矿物，可采用强磁选设备回收。捷克鲁德尼选厂采用前苏联研制的MSM或MSB系列电磁感应辊式强磁选机处理0～6mm粒级原矿获得粗粒菱铁精矿。,,,全国首届选矿技术学习班,前苏联与捷克共同研制出的VMS型立环电磁高梯度磁选机用于从捷克鲁德纳尼选矿厂细粒尾矿中回收菱铁矿，对于提高细粒尾矿（-45m占50，-10m占23）的回收率效果十分明显。,,,全国首届选矿技术学习班,我国浙江凤凰山铜矿其弱磁尾矿采用Shp湿式强磁选机回收菱铁矿,可得TFe44.2的菱铁精矿，再将其焙烧后可得TFe58.0、回收率29.91、低S、P全自熔性铁精矿。,,,全国首届选矿技术学习班,长沙矿冶研究院20世纪90年代采用弱磁强磁流程完成的陕西省柞水大西沟菱铁矿扩大试验,将铁品位由27.5提高到42.35，回收率达82.18。,,,全国首届选矿技术学习班,昆钢王家滩菱铁矿采用长沙矿冶研究院研制的广义磁选机对0～6mm原矿进行粗粒抛尾，可将菱铁矿品位由31.45提高到35.18，粗粒抛尾效果显著。,,,全国首届选矿技术学习班,超导磁选机因其能耗低，也逐渐被采用来分选菱铁矿。乌克兰巴卡尔选矿厂利用干式超导磁选机对目前焙烧磁选工艺不适于处理的10～0mm粒级菱铁矿石进行了工业试验。在磁场强度1.5～2.5T时，铁精矿品位从29.53提高到33～34的铁精矿，作业回收率达89～95。,,,全国首届选矿技术学习班,单一浮选流程或磁浮、重浮联合流程菱铁矿的可浮性与赤铁矿接近采用浮选法回收微细粒嵌布菱铁矿，或进一步提高磁、重选粗精矿品位是分选细粒嵌布菱铁矿的有效方法。,,,全国首届选矿技术学习班,国外倾向于采用阳离子反浮选工艺如加拿大的阿尔果马采用阳离子捕收剂浮选菱铁矿效果较好；我国倾向于采用阴离子正浮选工艺如马鞍山矿山研究院陈玉花等人，在实验室研究了改性酰胺基石油磺酸盐捕收剂PS18，浮选太钢峨口铁矿尾矿中的菱铁矿，采用细筛强磁浮选工艺流程，可获得TFe35.38,SiO23.9,回收率48.55,碱度为3.06的铁精矿。,,,全国首届选矿技术学习班,昆钢王家滩菱铁矿在粒度为-0.075mm占85的条件下用氧化石蜡皂作捕收剂浮选，可将铁品位从25提高到32，铁回收率70。磁化焙烧弱磁选流程因为菱铁矿焙烧后CO2自矿石中逸出，使矿石空隙增加，从而加大了与还原气体的接触面积具有较好的还原性，菱铁矿磁化焙烧主要是中性焙烧，其分解反应特征见表1,,,全国首届选矿技术学习班,,表1菱铁矿差热曲线特征,,,全国首届选矿技术学习班,影响菱铁矿磁化焙烧的主要因素有焙烧方法、焙烧工艺与焙烧炉、燃料与还原剂、焙烧温度和还原时间等。各条件的控制是相互依存，紧密相关的。物料的焙烧粒度与磁化焙烧炉对焙烧时间影响最大。,,,全国首届选矿技术学习班,酒钢选矿厂对镜铁山铁矿用100M3鞍山式竖炉焙烧50～15mm的块矿，用焦炉和高炉混合煤气作燃料和还原剂，焙烧时间需8～10h；用Φ2.4m50m回转窑处理15～0mm的粉矿，用褐煤作燃料和还原剂，焙烧时间为2～4h；,,全国首届选矿技术学习班,中科院过程所用煤气作还原剂的流态化焙烧炉扩大试验，焙烧时间只要10min左右,长沙矿冶研究院用闪速磁化焙烧系统处理-0.2mm粉矿，焙烧时间小于1min。,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿块度较大时，热分解存在分层现象外层形成红褐色的γ-Fe2O3，内层形成黑色的Fe3O4，内外层的厚度与热处理的温度、焙烧保温时间及焙烧气氛密切相关。,,,全国首届选矿技术学习班,纯菱铁矿在弱氧化性气氛中焙烧焙烧矿铁矿物主矿相随温度变化趋势很明显从低温到高温变化规律如下FeCO3→Fe3O4→γ-Fe2O3→α-Fe2O3,,,全国首届选矿技术学习班,450℃时，菱铁矿未分解，只是少量杂质矿物褐铁矿脱水分解转变成赤铁矿；500℃时，强磁性矿物Fe3O4含量逐渐增多，FeCO3消失；550℃时，焙烧矿中含有大量的γ-Fe2O3,但γ-Fe2O3作为一种亚稳态物质，很不稳定；,,,全国首届选矿技术学习班,650℃时，样品中含有大量Fe3O4和少量α-Fe2O3；750℃时，样品矿物矿相为α-Fe2O3和Fe3O4共存。FeCO3分解氧化的显微结构表现为形成嵌布脉石的海绵状的Fe3O4，焙烧效果良好时FeCO3完全消失，海绵状Fe3O4的晶粒发育长大完好，对弱磁分选极为有利。,,,全国首届选矿技术学习班,不同粒度的热分解动力学研究表明菱铁矿分解的活化能E76.3～80.5kJ／mol反应级数n1.5都非常接近速度常数k随着温度的增加而增大。当物料粒度小于1.3mm时，热分解反应的进程受动力学方程-da／dtK0exp-E／RT1-αn控制,,,全国首届选矿技术学习班,粒度大于2.0mm时，分解反应进程受扩散控制；介于1.3～2.0mm之间时，成为受两者控制的过渡区域。分解产物的物理性质依赖于焙烧反应历程，因此要获得所要求的产品，必须选择合适的操作参数。,,,全国首届选矿技术学习班,操作参数和控制方式对菱铁矿焙烧的成本影响很大只要从菱铁矿分解的热力学机理出发，合理设计焙烧装置及控制系统，是可以实现低成本焙烧的。,,,全国首届选矿技术学习班,用磁化焙烧法处理菱铁矿是最有效也是最常用的方法之一相对于其它方法有如下优点①焙烧后矿石易碎，球磨机生产能力可提高40～50，钢球消耗量减少1半以上；②焙烧矿采用低磁场磁选设备分选，磁选设备投资省，可操作性强，流程简单，选别指标高；,,,全国首届选矿技术学习班,③最终精矿易于沉降、过滤。④菱铁矿焙烧磁选后有利于改善铁精矿的烧结性能，提高烧结矿的成品率和机械强度。⑤可大幅度提高铁精矿品位。多数菱铁矿焙烧后磁选铁精矿品位能提高到60以上，部分纯菱铁矿焙烧后磁选铁精矿品位甚至可提高到69以上。,,,全国首届选矿技术学习班,磁化焙烧也有一些无法克服的缺点①相对于重、磁、浮流程而言耗能大；②焙烧后矿石剩磁较大，要获得高品位精矿必须在磁分离过程中强化退磁。,,,全国首届选矿技术学习班,③影响焙烧效果的因素多焙烧系统控制难度大系统中任何环节没有控制好都容易导致结圈等流程不顺的现象，从而影响劳动生产率、进一步增加综合利用成本。,,,全国首届选矿技术学习班,生产实例国外原苏联巴卡尔菱铁矿在竖炉中进行氧化焙烧，铁品位从3O～34提高到45～47。捷克斯洛伐克特尔日恩茨冶金厂采用磁化焙烧法处理菱铁矿，选矿厂每昼夜生产能力按原矿计为2400t，精矿产率为44～45，当金属回收率为78～79时，精矿铁品位为48～49。,,,全国首届选矿技术学习班,乌克兰巴卡尔菱铁矿选矿厂将入炉矿石先经重介质预选抛尾，提高入炉竖炉矿石品位5以上，并将原来的氧化气氛焙烧改为还原气氛焙烧，将还原带温度提高150℃～200℃，其结果是焙烧矿铁品位提高20以上，达到53.67。并能有效地脱硫。,,,全国首届选矿技术学习班,匈牙利鲁多巴尼奥选矿厂对-30mm品位为24的菱铁矿采用回转窑焙烧，得到品位44的铁精矿。回收率达85.5。,,,全国首届选矿技术学习班,国内长沙矿冶研究院用磁化焙烧磁选反浮选流程处理陕西大西沟菱铁矿工业试验中得到铁精矿品位62，回收率83的技术指标。目前已建成年处理量180万吨的选矿厂，并正在筹建年处理量800万吨的选矿厂。,,,全国首届选矿技术学习班,长沙矿冶研究院对昆钢王家滩菱铁矿浮铜后进行的焙烧试验表明采用浮铜磁化焙烧磁选流程，可得到精矿产率1.22、品位21.30、回收率81.22的铜精矿和产率为40.54、品位TFe57.23、回收率82.94的铁精矿。精矿中杂质硫含量0.18。,,,全国首届选矿技术学习班,对于细粒浸染难选的菱铁矿实验室试验有发展前途的方法有碱浸出氧化法碱性介质中电化学处理法。,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿选矿存在的主要问题菱铁矿选矿做过很多实验室试验研究，均取得了很好的成绩。但由于菱铁矿直接作为烧结原料对烧结矿性能有很大影响，因而进行磁化焙烧将FeCO3变成Fe3O4再入炉是解决烧结时CO2挥发影响烧结矿强度问题、提高菱铁矿在钢铁行业利用率的重要手段。,,,全国首届选矿技术学习班,菱铁矿焙烧是中性焙烧，基本不用再外加还原剂相对于赤、褐铁矿焙烧而言，能耗低，易控制。很多大学和研究院所进行过菱铁矿的磁化焙烧试验，在实验室均获得较好的指标。菱铁矿磁化焙烧机理研究及大量实验室试验研究已经证明菱铁矿磁化焙烧从技术上是可行的。,,,全国首届选矿技术学习班,目前主要的问题是焙烧技术的工业应用问题,,,全国首届选矿技术学习班,主要表现在如下几点（1）焙烧设备问题国内外进行磁化焙烧的炉型有竖炉、回转窑、遂道窑等。从对入炉物料粒度的要求来说，粒度范围越窄，过烧与欠烧问题并存的现象越少；但在大规模工业应用中很难做到分级焙烧。因此焙烧炉及焙烧方式的选择对焙烧过程的顺利实现是非常重要的。,,,全国首届选矿技术学习班,竖炉为保持透气性，要求矿石粒度≥15mm。小于15mm的原料或丢弃或用其它方式焙烧，要么造成资源浪费，要么一个厂子两套以上焙烧系统，给生产管理带来不便。因此生产中通常采用回转窑来完成磁化焙烧。回转窑可以处理0～15mm原矿，近年来我们已经将粒度上限提高到25mm,但也存在细粒矿过多干扰窑内氛、容易结窑等问题。在上述几种炉型内焙烧物料都是在堆积态下完成换热过程，热效率较低。,,,全国首届选矿技术学习班,2焙烧工艺问题工业生产中回转窑焙烧菱铁矿存在的主要工艺问题是结窑问题。导致结窑的原因有很多，主要问题集中在窑内温度过高、气氛不稳定、温度场和气流场控制不当，矿石和燃料中灰分过高等。,,,全国首届选矿技术学习班,焙烧过程中FeO含量是对灰熔点影响最大的因素。工业实践中多次检测发现，根据焙烧窑内含亚铁量不同，灰熔点下降210℃～290℃。而窑内物料的多少及其运行状态都会对上述因素造成极大的影响，因而焙烧工艺条件是菱铁矿成功磁化焙烧的关键所在，需要根据矿石性质不同在工业实践中探索总结。,,,全国首届选矿技术学习班,运行成本问题从燃烧热耗角度来说，虽然菱铁矿焙烧不需要外加还原剂，但完成焙烧过程需要的能耗、焙烧设备本身散热及烧成矿余热流失等能耗造成较高。,,,全国首届选矿技术学习班,从热平衡角度来分析热收入煤燃烧产生的热热空气带入热（来源于余热利用）热支出物料带出热烟气带走热（包括热量及尾气中CO流失）化学反应吸热窑壁散热5的其它热损失。,,,全国首届选矿技术学习班,可见除煤燃烧产生的热、化学反应热和窑壁散热是几乎无法控制的其它热量与工艺控制是密切相关的。因此焙烧工艺对焙烧成本的影响很大，而合理的工艺需要在大量的生产实践中总结。,,,全国首届选矿技术学习班,从劳动生产率的角度来说，菱铁矿焙烧需要在中性或者弱还原气氛下完成，如果一旦操作不稳定造成结窑，停窑处理将造成空气进入窑内，焙烧矿被氧化，选矿回收率大幅度降低。处理结窑问题造成的劳动生产率降低和焙烧矿无法分选是影响总精矿成本的重要因素。,,,全国首届选矿技术学习班,从焙烧矿分选来说焙烧后人工磁铁矿有矫玩力强，磨矿分级难度较天然磁铁矿大，磁铁矿结晶粒度小于菱铁矿结晶粒度，需要磨得更细才能充分解离；加之焙烧矿表面性质发生变化，增加进一步浮选提高最终铁精矿品位的难度，都是影响选矿成本的直接原因。,,,全国首届选矿技术学习班,为了减少焙烧时从尾气排入大气中的SO2、CO、粉尘等对环境的影响，必要的处理系统也会增加菱铁矿的加工成本。,,,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿的选矿技术褐铁矿的选矿技术现状目前，典型的褐铁矿选矿工艺包括1单一重选工艺因褐铁矿矿物密度变化大，铁回收率低，资源浪费严重。2单一湿式强磁选工艺对细粒级矿泥选别效果较差。,,,全国首届选矿技术学习班,3单一浮选工艺包括正浮选和反浮选，重点需解决的问题是细粒级矿泥的影响。4选择性絮凝浮选借助淀粉、腐殖酸盐等对褐铁矿的选择性絮凝作用，再通过脱泥或反浮选除硅酸盐矿物。,,,全国首届选矿技术学习班,随着褐铁矿选矿工艺研究的进展，出现了众多类型的联合流程，包括强磁正浮选强磁流程，强磁胺反浮选流程，还原焙烧磁选浸出流程等。纵观褐铁矿选矿工艺实践，褐铁矿选别流程以联合流程较好，其对粗细粒级褐铁矿能兼顾回收。但对不同性质的矿石，宜采用不同的选别工艺。,,,全国首届选矿技术学习班,单一选别流程1重选由于其设备简单、造价低、动力消耗少、生产中不需要化学试剂，因而早年受到国内外重视，用以选别褐铁矿和假象赤铁矿。但因矿物比重悬殊，因而回收率低最高为43％，尾矿品位高，资源浪费严重，不易获得好的结果，已逐渐为其他方法取代。,,,全国首届选矿技术学习班,广东大宝山褐铁矿的选矿设计流程为破碎-筛洗-槽洗，原矿铁品位47～48，可获得铁品位55.00左右的块矿10～40mm铁品位46左右的粉矿10～0mm，水洗尾泥铁品位38.00左右，损失产率18左右。,,,全国首届选矿技术学习班,2湿式强磁选及絮凝强磁选单一湿式强磁选流程简单，管理方便，操作稳定，适应性强，精矿易于浓缩过滤，分选指标优于重选法。但对细粒级矿泥，选别效果较差。,,,全国首届选矿技术学习班,如某高硅型褐铁矿原矿含铁34.45％，采用SQC-6-2770型湿式强磁选机选别，精矿品位51.78，回收率仅56.26。云南化念铁矿采出褐铁矿原矿品位为46左右，经两段破碎、两段筛分后产出-25mm10mm和-10mm两种破碎产品。,,,全国首届选矿技术学习班,对其分别采用长沙矿冶研究院的CRIMM型稀土永磁辊式强磁选机进行干式磁选，生产实践证明-25mm10mm粒级可获得铁品位52.00以上的块精矿，-10mm粒级可获得铁品位为50以上的粉精矿，综合回收率达到85.00以上，由此而来矿山资源利用率提高11个百分点。,,,全国首届选矿技术学习班,法国迈特赞基褐铁矿选矿厂对经破碎风力分级所产生0.315～0.04mm粒状产品用磁辊式强磁选机进行磁选，原矿铁品位28.00～29.00，精矿铁品位可提高至42.00。周中定等人对湖北原矿品位40.20的某褐铁矿采用强磁一粗一扫流程回收，得到产率59.97，铁精矿品位53.92以上，回收率80.26的技术指标,,,全国首届选矿技术学习班,长沙矿冶研究院对澳大利亚某赤、褐铁矿采用絮凝强磁选流程回收，可得到铁精矿品位66以上，回收率67的技术指标，相对于不絮凝直接磁选，铁回收率提高15个百分点。长沙矿冶研究院对湖南邵东某褐铁矿的选矿试验研究也表明，选择性分散絮凝强磁选相对于单一强磁选流程，在精矿品位相近的情况下，铁回收率可提高8～10个百分点。,3浮选浮选法选别褐铁矿，影响选别指标主要是细粒级矿泥。矿泥因粒度细，难于附着气泡表面，形成单独的矿化泡沫层浮出，而易于附着粗粒表面。当粗粒褐铁矿表面附着脉石泥时，其选择性与可浮性显著下降；,全国首届选矿技术学习班,矿泥比表面及表面能活性大一是能吸附消耗大量浮选药剂，造成矿浆含药多，粘性大，降低了易浮矿的选择性与可浮性；二是水化能力强，一旦矿泥粘附于气泡，则气泡表面的水化膜不易脱除，从而给精矿的浓缩、过滤带来严重困难，导致回收率下降。,全国首届选矿技术学习班,中南大学王疏华等人对原矿品位45.95的广东某褐铁矿矿石采用强化矿浆分散，阳离子反浮选脱硅新工艺，即采用碳酸钠用量为1250g/t和水玻璃用量为600g/t实现矿浆的强化分散。在磨矿细度为80％-0.074mm、十二胺用量200g/t、浮选时间18min的条件下，获得铁精矿铁品位为59.25％、全铁回收率为83.42％的较好指标。,全国首届选矿技术学习班,王毓华等人还针对某褐铁矿性质相对较简单的特点，采用单一反浮选工艺选别褐铁矿。研究了脱泥、单一阳离子及阴阳离子捕收剂联合等技术方案对反浮选指标的影响。试验结果表明，采用新型DTL阳离子表面活性剂脱泥、石灰活化含硅矿物、淀粉抑制铁矿物、油酸及十二胺联合使用的新工艺方案，取得了良好的分选指标，经脱泥和反浮选后，得到含铁品位为57.18％、铁回收率74.90％的褐铁矿精矿。,全国首届选矿技术学习班,选择性絮凝浮选选择性絮凝浮选是近年来发展起来的新工艺。借助某种仅对褐铁矿起絮凝作用的、长链高分子化合物如淀粉、腐值酸盐等的极性基，通过静电及其他力，使矿泥中褐铁矿“桥联”，形成絮凝体或絮团，尔后脱泥或反浮选石英等硅酸盐。絮凝铁品位高，浓缩、过滤性能好。,全国首届选矿技术学习班,近年来，随着新型高梯度强磁选机及新型高效反浮选药剂的研制成功，中钢集团马鞍山矿山研究院对江西铁坑褐铁矿石进行了选择性絮凝一强磁选技术工业试验。结果表明铁金属回收率可提高l０个百分点以上，但由于絮凝设备及选择性絮凝工艺条件的控制尚未过关而未能工业化。,全国首届选矿技术学习班,联合流程1强磁正浮选强磁流程某高硅型褐铁矿，采用SQC-6-2770型湿式强磁选机经一粗一精分选，获得铁品位大于52％的磁精矿后，磁选尾矿用6A浮选机进行正浮选，得粗精矿和尾矿。粗精矿再用强磁选一精一扫，得浮磁精矿铁品位大于5l％，总回收率达75.29％。,全国首届选矿技术学习班,铁坑铁矿采用强磁一正浮洗工艺流程处理褐铁矿矿石，获得总精矿品位大于50％、回收率大于60的指标，后又进行了强磁选-正浮选-强磁选和强磁-反浮选两种分选工艺的试验，分别获得精矿品52.09％和54.48％、回收率75.29和70.78的试验指标。,全国首届选矿技术学习班,2强磁反浮选流程某褐铁矿先用SQC-6-2270型湿式强磁选机进行强磁选抛尾脱泥提高回收率磁粗精矿再用6A槽胺反浮选法选出石英尾矿提高铁品位，使铁精矿中铁品位达54.48％，含硅5.96％，回收率70.68％。,全国首届选矿技术学习班,新余钢铁公司徐柏辉等人对原矿品位37.09的新钢铁坑褐铁矿采用强磁反浮选工艺，得到产率38.26，铁精矿品位56.73、铁回收率58.52的较好的选矿技术指标。,全国首届选矿技术学习班,马鞍山矿山研究院对江西铁坑褐铁矿完成的强磁选一反浮选一焙烧联合工艺试验研究结果表明，反浮选精矿铁品位可达到57.0％、SiO2含量降至5.0％左右，经焙烧后产品的铁品位可达到64％以上。,全国首届选矿技术学习班,（3）还原焙烧磁选,李永聪等人针对新疆某含褐铁矿和含铁硅酸盐矿物的铁矿石，采用浮选、重选、磁选和焙烧磁选等选矿方法进行试验研究。试验结果表明，在原矿品位46.50％的情况下，焙烧磁选工艺可获得铁精矿品位59.20％、回收率92.90％的技术指标。,全国首届选矿技术学习班,昆明理工大学肖军辉等人对云南某原矿品位54.48的细粒难选高磷赤褐铁矿石，在常规的强磁选、重选、浮选等选矿方法分选均无效果的情况下，采用焙烧浸出新工艺及其研发的浸出剂，在焙烧温度为1000℃、焙烧时间为15min、浸出剂浓度为10％、浸出液固比为31、浸出时间为5min条件下，获得了精矿铁品位为66.43％、磷品位为0.131％、铁回收率为98.89％的理想指标。,全国首届选矿技术学习班,焙烧产物经干式弱磁选后得铁精矿产率65，铁品位51～53，铁回收率80；磁选尾矿％铁品位18，钴0.17-0.19，锰6.71-7.19，锌0.95，铜0.21。磁尾矿浸出提钴、锰。最终钴精矿含钴5％，锰精矿含锰29％～31％。实现了综合利用。,全国首届选矿技术学习班,某含钴、锰褐铁矿矿石中金属矿物有褐铁矿，含铁蛋白石、含铁粘土、隐钾锰矿，软、硬锰矿；脉石矿物有石英、长石、粘土及方解石。矿石呈块状、蜂窝状、胶状和土状，钴主要以类质同象存在于锰铁矿物中。为充分合理利用该粉矿中铁、钴、锰资源，某科研单位研究了还原焙烧－磁选－浸出工艺流程。,全国首届选矿技术学习班,原粉矿配加l0％煤粉，800℃下，还原焙烧60min后，弱磁性褐铁矿还原为强磁性铁矿，高价钴、锰还原为低价，物料浸出，沉降过滤性能得到明显改善。,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿选矿存在的主要问题褐铁矿选矿最有效的选矿工艺是焙烧磁选、絮凝磁选或絮凝磁选浮选。焙烧的问题和菱铁矿焙烧的问题一样。,全国首届选矿技术学习班,褐铁矿选矿问题（1）磨矿分级问题多数褐铁矿资源条件不好，一方面要提高铁精矿品位必须细磨，一方面泥化严重在磨矿过程中常出现磨不细与严重泥化并存的现象，从而导致精矿品位和铁回收率均偏低。磨不细、细粒矿物及矿泥分级效率低是工业生产中要解决的主要问题之一。,全国首届选矿技术学习班,细粒矿的分选工艺问题要实现难选褐铁矿的解离，通常要求磨矿细度在P80＝25m左右，加之泥化的含铁矿泥粒度通常在10m甚至更细，这么细的矿要想有效回收，通常需要采用联合流程反复精选，选矿工艺流程复杂。据我们对一些难选微细粒铁矿选矿效果的统计，目前可工业应用的强磁选设备对P80＝25m以下粒级的回收率不到4015m以下的细粒矿浮选效果极差，有的甚至没有分选效果。,全国首届选矿技术学习班,絮凝磁选、絮凝浮选或絮凝磁选浮选是回收褐铁矿相对有效的物理选矿方法很多单位采用这一方法在实验室均取得了较好的指标，但由于靠絮凝剂团聚在一起的细粒铁矿物间的团聚力较弱，对外力干扰敏感，工业指标与实验室指标差距很大。相对而言，絮凝磁选较絮凝浮选稳定。,全国首届选矿技术学习班,分选设备问题尽管很多磁选厂家强调其磁选设备对微细粒矿的捕收能力，但目前在工业上成功应用的针对微细粒弱磁性磁、赤铁矿的磁选设备几乎没有。在褐铁矿絮凝脱泥工艺中不可缺少的脱泥设备的不成熟也是严重影响褐铁矿絮凝脱泥工艺工业实施的重要因素。,全国首届选矿技术学习班,菱、褐铁矿选矿技术进展,全国首届选矿技术学习班,焙烧技术进展（1）回转窑焙烧技术与装备能实现全粒级焙烧是回转窑相对于竖炉焙烧而言最大的优势只要能针对菱、褐铁矿的焙烧特性，解决因结窑而导致的流程不顺问题，提高传热效率，仍然是处理块状菱铁矿最有效的手段。,全国首届选矿技术学习班,长沙矿冶研究院与陕西龙门钢铁集团公司在2004年完成的陕西大西沟菱铁矿磁化焙烧工业试验中通过改进煤枪结构而控制火焰形状及长度，达到结合窑内料层状况合理分布气流场与温度场的目的，配合对燃料灰份、挥发份及固定碳的控制，基本解决了回转窑的结圈问题。,全国首届选矿技术学习班,但回转窑控制技术是一个系统工程，窑内任何因素变化都有可能打破平衡而造成焙烧矿质量不合格或者结窑，常因操作者的技术水平差异而导致产量及产品质量不达标，甚至引起结窑。因此未来的工作重点是在实践中总结气流场、温度场、窑内气氛等与可控因素的关系并逐渐将控制标准量化，进而强化自动控制以减少人为因素的影响。,全国首届选矿技术学习班,（2）闪速磁化焙烧技术闪速磁化焙烧技术是长沙矿冶研究院余永富院士针对很多大中型矿山丢弃在尾矿库中的以难选菱、褐铁矿为主的尾矿综合利用而开发的新的焙烧系统。该技术要求入炉物料细度在0.5mm以下，同样粒度范围越窄，焙烧效果越好。,全国首届选矿技术学习班,在对大冶铁矿弱磁选尾矿（菱、褐铁矿）、酒钢难选强磁中矿（赤、褐、菱铁矿）包钢选矿厂强磁中矿（脉石为钠辉石、钠闪石的赤铁矿）、江西铁坑褐铁矿等选矿厂尾矿磁化焙烧磁选中，可将用常规物理选矿方法反复精选精矿品位也只能达到40左右、回收率也只有40～50的难选矿品位提高到60左右甚至更高，而铁回收率高达85～90,焙烧效果非常显著。,全国首届选矿技术学习班,该焙烧系统的特点是一改竖炉、回转窑物料堆积态焙烧为悬浮态焙烧，