褐鐵礦氣基磁化焙燒及分選新技術

田仕友 姜麗娟

摘要:本研究是通過對某鐵品位為30.16%褐鐵礦采用制粒—氣基磁化焙燒—磁選工藝進行試驗研究。原料研究發現褐鐵礦與脈石礦物的鑲嵌關系較為復雜,屬難選礦石。試驗中對原料進行部分潤磨處理后進行制粒為2mm～3mm,750℃下氧化焙燒5min,在氣氛為CO/CO2/N2比為20/40/40氣氛725℃焙燒溫度10min,分選條件為磨礦90s、磁場強度為1.0KA/m下鐵精礦品位達61.23%,此時的回收率達86.19%。

關鍵詞:褐鐵礦氣基磁化焙燒鐵精礦

中圖分類號:TD 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0084-02

我國褐鐵礦儲量大,褐鐵礦的富礦很少,并且多數含有大量礦泥[1]。目前,褐鐵礦主要通過重選、磁選-浮選聯合選等方法處理,由于褐鐵礦含有結晶水,很難得到較好的選礦指標[2～3]。磁化焙燒是處理常規選礦方法難分選的鐵礦石的有效方法之一,磁化焙燒除增加礦物磁性外,還可排除礦物中的結晶水和揮發份,使礦石結構疏松,提高磨礦效果并可排除部分有害元素。褐鐵礦磁化焙燒從溫度和氣氛上要求不高,采用煤基磁化焙燒研究表明,鐵礦磁化效果難以均勻。因此本文針對某鐵品位為30.16%低品位鐵礦,采用制粒—氣基磁化焙燒—磁選工藝進行了試驗研究,取得了良好的效果。

1原料性能及研究方法

試樣多元素化學分析結果如表1所示,礦石鐵品位為30.16%。有害雜質較低,如果能夠富集其中的鐵,其將是一種優質的燒結或球團原料。石英作為褐鐵礦的嵌布的基底,褐鐵礦與脈石礦物的鑲嵌關系較為復雜,細小的石英和赤鐵礦和褐鐵礦均勻混雜。礦石中大部分礦物的結晶程度較差,分析表明采用常規的物理選礦方法不能得到較好的選礦指標,因此考慮采用制粒—氣基磁化焙燒—磁選工藝。

1.1 試驗研究方法

對原礦進行物化分析,試驗中采用了顯微鏡、X射線衍射分析和掃描電鏡分析研究原礦、焙燒礦和精礦,進行用以指導試驗及對試驗現象進行驗證。

采用50%原料潤磨預處理與未預處理原料混合后,在圓盤造球機上制粒10min,得粒度2mm～5mm的制粒小球。在750℃氧化氣氛中加熱焙燒5min,然后通入配制好的還原氣體進行磁化焙燒,并在氮氣保護氣氛中冷卻至常溫。將還原焙砂,使用RK/ZQM(BM)型智能球磨機進行30s磨礦,采用磁選管(XCQS-72型平環濕式強磁場磁選機;SSC型50磁選管)進行磁選獲得鐵精礦。

2試驗結果與分析

2.1 制粒小球粒度對工藝的影響

小球的粒度是控制還原效果的重要條件。試驗中通過對不同的小球粒度進行試驗得到表2。由表4可知,選取2mm～5mm為粒度還原效果最為理想,磁化率達2.69,粒度小于2mm時,磁化率為4.12還原不充分,制粒粒度+5mm時,磁化率大于4,大顆粒內部還原不充分。

2.2 磁化焙燒氣氛和溫度對工藝的影響

還原氣氛試驗結果:VCO/VCO2/VN2比為15/45/40時磁化率為8.01,為20/40/40時磁化率是2.69,為25/35/40時磁化率是2.51,為30/30/40時磁化率是1.94。還原效果隨混合氣體中CO所占比例的提高而呈良性改善。CO所占比例達25%時,磁化率也達到較為理想的2.51,CO比例進一步提高至30%時,而磁化率變為1.94。CO比例達25%后進一步升高,磁化率變化趨于平緩且持續減小。

如圖1所示。隨著溫度從600℃提高到725℃,磁化率逐漸減小,礦物磁性增強,在溫度725℃磁化率接近理論值2.33。725℃以后FeO大量生成,使礦石磁性減弱,

2.3 磁場強度對分選工藝的影響

由圖2知,隨著磁場強度的增大鐵精礦品位先增大到0.8kA/m時達到最大,此時的鐵精礦品位為61.8%,1.0kA/m時鐵精礦品位為61.26%,繼續提高至1.2kA/m,因有磁團聚的發生鐵精礦品位快速降低至54.5%。而隨著磁場強度的增大回收率不斷增大,當1.0kA/m時回收率達到86.19%,繼續提高磁場強度,回收率增大不明顯。綜合顯示磁場強大為1.0kA/m為較優條件。

3鐵精礦分析

試驗室通過單因子試驗得到最優條件為:50%原料潤磨6min、制粒成2mm～5mm小球,磁化焙燒料層厚度200mm、混合氣體中CO/CO2/N2為1/2/2、氣體流速0.24m/min、溫度725℃、焙燒時間10min、磨礦90s、磁場強度為1.0kA/m。

經磁選后得到精礦化學分析結果如表3。從表3可以知道石英含量從40.44%降至9.89%,鐵品位從30.16%提高至61.26%。

采用XRD對磁選精礦進行分析,結果如圖3所示。精礦中鐵物料主要是磁鐵礦(d=2.5344,d=2.972,d=2.09386)。表明原料中鐵礦物經磁化焙燒后鐵礦物變成了磁性較高的磁鐵礦。

參考文獻

[1] 游達明,陳雯.菱/褐鐵礦選礦研究成果產業化過程中的問題與對策［J］.礦冶工程,2007(1):40～43.

[2] 謝建宏,崔長征,宛鶴.新疆某難選復合鐵礦選礦試驗研究［J］.礦冶工程,2009(5):33～36.

[3] 艾光華,余新陽,魏宗武.某難選高磷赤褐鐵礦提鐵降磷選礦試驗研究［J］.礦冶工程,2009(2):43～45.

[4] 傅菊英,姜濤,朱德慶.燒結球團學[M].湖南:中南大學出版社,1995:16.