鞍山式赤鐵礦預(yù)選粗精礦懸浮態(tài)磁化焙燒—磁選試驗(yàn)研究

余建文，韓躍新，李艷軍，高鵬

鞍山式赤鐵礦預(yù)選粗精礦懸浮態(tài)磁化焙燒—磁選試驗(yàn)研究

余建文，韓躍新，李艷軍，高鵬

(東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)，110819)

采用實(shí)驗(yàn)室間歇式懸浮態(tài)反應(yīng)爐作為磁化焙燒裝置，以高純N2和H2的混合氣體作為還原氣體，考察450~700℃下某鞍山式赤鐵礦預(yù)選粗精礦磁化焙燒—磁選的影響因素。研究結(jié)果表明：在氣體流量為8 m3/h、反應(yīng)溫度為650 ℃、H2體積分?jǐn)?shù)為40%及物料循環(huán)3次的條件下，焙燒物料經(jīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度80 kA/m的戴維斯磁選管分選后，可獲得Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65.46%、回收率88.10%的優(yōu)質(zhì)鐵精礦。

鞍山式赤鐵礦；預(yù)選精礦；懸浮態(tài)磁化焙燒；磁選

我國(guó)鞍山式赤鐵礦資源儲(chǔ)量巨大，現(xiàn)已探明儲(chǔ)量50多億t，主要集中在遼寧、山西、河北、湖南等地。其中典型代表性的鞍山式赤鐵礦資源有東鞍山鐵礦、齊大山鐵礦及司家營(yíng)鐵礦。自1958年以來(lái)，我國(guó)選礦科技工作者就對(duì)東鞍山鐵礦石進(jìn)行了長(zhǎng)期的科技攻關(guān)試驗(yàn)。最初，東鞍山鐵礦石的選別工藝流程為“連續(xù)磨礦—單一堿性正浮選”，在原礦品位為32.74%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的條件下，獲得了精礦品位為59.98%、回收率為72.49%的技術(shù)指標(biāo)[1?6]。針對(duì)齊大山鐵礦石的開發(fā)利用，其早期采用的選別工藝流程為“階段磨礦—重選—磁選—浮選”及“豎爐磁化焙燒—磁選”。在原礦品位分別為28.49%和29.26%的條件下，分別獲得精礦品位為63.60%和63.26%及回收率為73.20%和77.03%的選別指標(biāo)[4?5, 7?8]。1988年，我國(guó)選礦工作者圍繞提高齊大山鐵礦石選礦技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了大量的研究。其中，典型的研究成果有長(zhǎng)沙礦冶研究院的“連續(xù)磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—陰離子反浮選”、馬鞍山礦山研究院的“連續(xù)磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—酸性正浮選”及鞍鋼集團(tuán)礦山公司的“連續(xù)磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—陽(yáng)離子反浮選”工藝[4?5, 8?9]。2001年，鞍鋼礦山研究所總結(jié)齊大山選礦廠工藝改造的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)東鞍山鐵礦進(jìn)行了“連續(xù)磨礦—重選—磁選—陰離子反浮選”及“連續(xù)磨礦—磁選—重選—陰離子反浮選”工藝流程對(duì)比試驗(yàn)，在原礦品位分別為31.38%及32.94%的條件下，取得了精礦品位為64.08%和64.74%及回收率為71.47%和71.69%的技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，2002年?yáng)|鞍山燒結(jié)廠按“連續(xù)磨礦—重選—磁選—陰離子反浮選”工藝流程完成了工業(yè)化改造，并于2004年實(shí)現(xiàn)了原礦品位為32.26%、精礦品位為64.80%、尾礦品位為16.06%及回收率為66.76%的工業(yè)技術(shù)指標(biāo)[8]。2002年，針對(duì)司家營(yíng)赤鐵礦的開發(fā)利用，唐鋼委托鞍鋼礦山研究所進(jìn)行了階段磨礦—粗細(xì)分級(jí)—重選—磁選—陰離子反浮選和階段磨礦—粗細(xì)分級(jí)—磁選—重選—陰離子反浮選工藝對(duì)比研究。在原礦品位為29.14%的條件下，分別獲得了精礦品位為66.57%和66.40%，尾礦品位為8.87%和9.08%及回收率為80.24%和79.75%的技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，唐鋼司家營(yíng)鐵礦采用階段磨礦—粗細(xì)分級(jí)—重選—磁 選—陰離子反浮選工藝建設(shè)生產(chǎn)，并一直使用至 今[8, 10?11]。近年來(lái)，隨著東鞍山鐵礦開采深度的增加，礦石性質(zhì)發(fā)生變化。所采鐵礦石中碳酸鹽(菱鐵礦及鐵白云石)含量顯著增加，對(duì)分選過(guò)程構(gòu)成極大的影響。當(dāng)碳酸鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%時(shí)，甚至出現(xiàn)精、尾不分現(xiàn)象。針對(duì)東鞍山含碳酸鹽鐵礦石無(wú)法利用的技術(shù)難題，東北大學(xué)針進(jìn)行了系統(tǒng)的分選試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)細(xì)粒菱鐵礦在赤鐵礦和石英表面的吸附罩蓋是難以實(shí)現(xiàn)分選的本質(zhì)原因[12?16]，并據(jù)此創(chuàng)造性提出“分步浮選”技術(shù)，即第1步在中性條件下采用正浮選預(yù)先分離出菱鐵礦，以消除其對(duì)后續(xù)赤鐵礦與石英礦物分離的影響；第2步在強(qiáng)堿性條件下采用反浮選使石英等脈石礦物與赤鐵礦分離，實(shí)驗(yàn)室獲得了鐵精礦品位為66.34%，鐵回收率為71.60%的優(yōu)異指標(biāo)，并于2010年在東鞍山燒結(jié)廠成功應(yīng)用，獲得了鐵精礦品位為63.03%、回收率為63.77%的工業(yè)技術(shù)指標(biāo)，使含碳酸鹽鐵礦石獲得了工業(yè)利用。但“分步浮選”技術(shù)的鐵回收率低，造成鐵礦資源的極大浪費(fèi)。綜上所述，采用常規(guī)選礦方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)鞍山式赤鐵礦資源的高效利用。在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，磁化焙燒—弱磁分選技術(shù)是處理低品位難選鐵礦石典型和最有效的方法，因懸浮態(tài)焙燒具有傳熱傳質(zhì)效率高、能耗低等突出優(yōu)點(diǎn)，懸浮態(tài)磁化焙燒成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文作者基于復(fù)雜難選鐵礦“預(yù)富集—懸浮態(tài)磁化焙燒—磁選”新技術(shù)，采用自制實(shí)驗(yàn)室型間歇式懸浮態(tài)磁化反應(yīng)焙燒爐，對(duì)東鞍山赤鐵礦石預(yù)選粗精礦進(jìn)行了系統(tǒng)的懸浮態(tài)磁化焙燒—磁選試驗(yàn)，以期為此類鞍山式赤鐵礦資源的高效開發(fā)利用提供一種新途徑。

1 試驗(yàn)

1.1 試樣性質(zhì)

試驗(yàn)所用原料為東鞍山鐵礦磁選預(yù)選精礦，試樣經(jīng)混勻、取樣、分別進(jìn)行原礦化學(xué)多元素分析、鐵物相分析、XRD分析及粒度組成分析，結(jié)果見表1~3和圖1。

據(jù)表1~3可知：原礦鐵品位(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為41.65%，且以赤鐵礦形式存在為主，占有率為67.35%；礦石中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.73%，有害元素P和S質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低；原料細(xì)度小于0.074 mm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占70.31%，鐵主要分布于小于0.038 mm粒級(jí)中。由圖1可知：該預(yù)選精礦主要由石英、赤鐵礦、和磁鐵礦組成，另外含有少量的菱鐵礦和綠泥石。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)中所使用的間歇式懸浮焙燒爐是由東北大學(xué)與沈陽(yáng)鑫博工業(yè)技術(shù)股份有限公司共同研制。該懸浮焙燒裝置由給料系統(tǒng)、電加熱與溫度控制系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)、物料收集系統(tǒng)等組成,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

表1 原料的化學(xué)多元素分析(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

表2 鐵物相分析結(jié)果

試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)溫度升至預(yù)定值時(shí)，首先將N2由爐膛底部引入到焙燒爐腔內(nèi)以排空爐腔內(nèi)的空氣，然后通過(guò)調(diào)節(jié)氣體閥門控制和調(diào)整一定流量的N2和H2通入焙燒爐內(nèi)，并將準(zhǔn)備好的細(xì)粒原料(100 g/份) 由給料裝置給入到焙燒爐中進(jìn)行磁化焙燒，完成焙燒后關(guān)閉加熱系統(tǒng)并向焙燒爐內(nèi)通入N2以排空爐內(nèi)殘留的還原性氣體H2，待焙燒物料冷卻至350°C以下時(shí)取出空冷至室溫。

表3 原料粒度組成及Fe在各粒級(jí)的分布率

圖1 原料XRD分析圖譜

焙燒、冷卻物料經(jīng)實(shí)驗(yàn)室小型錐形球磨機(jī)(XMQ??150′50)磨細(xì)至小于0.038 mm粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)占85%后，縮分出10.0 g子樣本進(jìn)行戴維斯磁選管(XCGS?50)試驗(yàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為80 kA/m。磁選精礦和尾礦分別烘干、稱量和化驗(yàn)Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)以計(jì)算鐵回收率。

圖2 懸浮焙燒爐結(jié)構(gòu)示意圖

2 磁化焙燒熱力學(xué)分析

在本次磁化焙燒試驗(yàn)過(guò)程中，采用的還原劑為H2，因此，可能發(fā)生的反應(yīng)有：

3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O (1)

Fe3O4+H2=3FeO+H2O (2)

FeO+H2=Fe+H2O (3)

1/4Fe3O4+H2=3/4Fe+H2O (4)

圖3所示溫度為1 000℃以內(nèi)反應(yīng)(1)~(4)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能(ΔΘ)與溫度()之間的線性關(guān)系。從圖3可知：溫度在450~700℃范圍內(nèi)，反應(yīng)(1)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能為負(fù)數(shù)，表明赤鐵礦很容易被H2還原為磁鐵礦。隨著溫度的升高，反應(yīng)(1)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能越小(負(fù))，說(shuō)明升高溫度有助于反應(yīng)(1)的發(fā)生。但是當(dāng)溫度超過(guò)727℃(1 000 K)時(shí)，新生磁鐵礦可能發(fā)生過(guò)還原轉(zhuǎn)化為弱磁性的富士體(FeO)，如反應(yīng)(2)所示。進(jìn)一步提高反應(yīng)溫度，金屬鐵也有可能出現(xiàn)，如反應(yīng)(3)和(4)所示。因此，為選擇性地將赤鐵礦還原為磁鐵礦，實(shí)現(xiàn)磁化焙燒的目的，應(yīng)選擇合理的溫度范圍(727℃以下)。

1—3Fe2O3+H2=2Fe2O4+H2O；2—Fe3O4+H2=3FeO+H2O；3—FeO+H2=Fe+H2O；4—1/4Fe2O4+H2=3/4Fe+H2O。

圖4所示為溫度在1 000℃以內(nèi)H2還原鐵氧化物的平衡組分相圖。由圖4可知：溫度在450~700 ℃范圍內(nèi)，將赤鐵礦還原為磁鐵礦所需的氫氣體積分?jǐn)?shù)(H2)非常小(約0.001%)。圖4表明：在H2還原性氣氛中，赤鐵礦還原轉(zhuǎn)化為磁鐵礦的反應(yīng)(1)非常容易發(fā)生，這與圖3所得結(jié)論一致。理論上，在570 ℃以下也有可能還原出金屬鐵(Fe)，如反應(yīng)(4)所示，但此時(shí)所需的還原劑H2體積分?jǐn)?shù)(H2)非常高(＞76.8%)。溫度在570~700 ℃范圍內(nèi)，也可能還原出弱磁性的富士體((H2)＞52.93%)和金屬鐵((H2)＞69.42%)。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中為防止新生磁鐵礦過(guò)還原為金屬鐵或富士體，還原劑H2的體積分?jǐn)?shù)(H2)應(yīng)控制在52.93%以下。但是，通常情況下由于動(dòng)力學(xué)因素的影響，理論分析與實(shí)際生產(chǎn)有很大的區(qū)別。因此，有必要對(duì)影響赤鐵礦磁化焙燒過(guò)程的影響因素進(jìn)行全面考察與 分析。

圖4 氫氣還原鐵氧化物的平衡組分

3 結(jié)果與討論

3.1 氣體流量對(duì)磁化焙燒過(guò)程的影響

由圖5可知：在氣體流量為6~8 m3/h范圍內(nèi)，磁選精礦鐵品位及回收率均隨著氣體流量的增大而升高；當(dāng)氣體流量為8 m3/h時(shí)，鐵回收率達(dá)最大值73.75%；繼續(xù)增大氣體流量至14 m3/h時(shí)，鐵回收率則呈現(xiàn)急劇下降的趨勢(shì)；當(dāng)氣體流量為14 m3/h時(shí)，鐵回收率降至43.12%。磁選精礦鐵品位變化規(guī)律較簡(jiǎn)單，隨著氣體流量的不斷增大，品位總體上呈現(xiàn)不斷升高的趨勢(shì)；當(dāng)氣體流量為12 m3/h時(shí)，鐵回收率升至最大值67.09%；進(jìn)一步增大氣體流量至14 m3/h時(shí)鐵品位幾乎保持不變。這主要是由于氣體流量增大，相應(yīng)的氣體表觀流速變大，物料在懸浮焙燒爐內(nèi)停留時(shí)間短，磁化反應(yīng)不完全，回收率逐漸降低。綜上分析，適宜的氣體流量確定為8 m3/h。

1—鐵品位；2—鐵回收率。

3.2 焙燒溫度對(duì)磁化焙燒過(guò)程的影響

1—鐵品位；2—鐵回收率。

由圖6可知：在焙燒溫度為450~650℃范圍內(nèi)，磁選精礦的鐵品位及回收率均隨著焙燒溫度的升高而逐漸增大；當(dāng)溫度為650 ℃時(shí)，精礦鐵品位達(dá)最大值68.07%；繼續(xù)升高溫度至700℃時(shí)，鐵品位則急劇下降至64.69%，鐵回收率則進(jìn)一步提高至79.59%。這主要是由于溫度越高，物料的磁化反應(yīng)速率越快，赤鐵礦等向磁鐵礦轉(zhuǎn)化率越高，因而鐵回收率逐步提高；但當(dāng)溫度升高至700℃時(shí)，原料中的含鐵綠泥石在還原性氣氛下可轉(zhuǎn)變?yōu)殚蠙焓偷拇盆F礦[17]，在后續(xù)磁選過(guò)程中進(jìn)入精礦中從而降低精礦鐵品位。因此，確定適宜的焙燒溫度為650℃。

3.3 氫氣體積分?jǐn)?shù)對(duì)磁化焙燒過(guò)程的影響

試驗(yàn)確定了適宜的氣體流量為8 m3/h，焙燒溫度為650℃，在物料循環(huán)次數(shù)為1次的條件下，分別考察氫氣體積分?jǐn)?shù)為10%，20%，30%，40%和50%對(duì)磁化焙燒效果的影響，對(duì)不同氫氣體積分?jǐn)?shù)下焙燒后的物料進(jìn)行磁選，結(jié)果如圖7所示。

1—鐵品位；2—鐵回收率。

由圖7可知：在氫氣體積分?jǐn)?shù)為10%~30%范圍內(nèi)，磁選精礦鐵品位及回收率均隨著氫氣體積分?jǐn)?shù)的升高而逐漸增大；當(dāng)氫氣體積分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，精礦鐵品位為66.44%，回收率為73.62%；繼續(xù)升高氫氣體積分?jǐn)?shù)至40%時(shí)，精礦鐵品位降低為66.27%，回收率則提高至75.21%，進(jìn)一步升高氫氣體積分?jǐn)?shù)至50%時(shí)，精礦鐵品位則進(jìn)一步降為65.70%，回收率緩慢提高至76.43%，提高幅度較小。這主要是由于氫氣體積分?jǐn)?shù)的提高，促進(jìn)了還原性氣體H2向原料中赤鐵礦等含鐵礦物顆粒表面的擴(kuò)散，從而提高了磁化反應(yīng)效率，相應(yīng)地磁選鐵精礦中鐵的回收率逐步提高。因此，確定適宜的氫氣體積分?jǐn)?shù)為40%。

3.4 物料循環(huán)次數(shù)對(duì)磁化焙燒過(guò)程的影響

試驗(yàn)在氣體流量為8 m3/h、焙燒溫度為650℃及氫氣體積分?jǐn)?shù)為40%的條件下，分別考察物料循環(huán)1次、2次、3次、4次和5次對(duì)磁化焙燒效果的影響，對(duì)不同物料循環(huán)次數(shù)下焙燒后的物料進(jìn)行磁選，結(jié)果如圖8所示。

由圖8可知：在物料循環(huán)次數(shù)為1~3次范圍內(nèi)，磁選精礦鐵回收率隨著循環(huán)次數(shù)(焙燒時(shí)間)的增加而逐漸升高，當(dāng)物料循環(huán)3次時(shí)，精礦鐵回收率達(dá)到最佳值88.10%；磁選精礦鐵品位隨著物料循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸下降，當(dāng)物料循環(huán)3次時(shí)，精礦鐵品位由循環(huán)1次時(shí)的66.89%降低至65.46%。繼續(xù)增加循環(huán)次數(shù)，精礦鐵回收率呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)；當(dāng)循環(huán)5次時(shí)，精礦鐵回收率降至86.40%，精礦鐵品位基本維持在常數(shù)65.0%以上不變。這主要是由于適當(dāng)?shù)卦黾游锪涎h(huán)次數(shù)(焙燒時(shí)間)，原料中赤鐵礦等含鐵礦物向磁鐵礦轉(zhuǎn)化反應(yīng)越充分，但物料循環(huán)次數(shù)超過(guò)3次后，由于物料在焙燒爐內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能導(dǎo)致新生磁鐵礦發(fā)生過(guò)還原向弱磁性的富士體(FeO)轉(zhuǎn)變，從而降低了鐵的回收率。綜上分析，適宜的物料循環(huán)次數(shù)確定為3次。此時(shí)，所得磁選精礦鐵品位為65.46%，鐵回收率達(dá)88.10%。

1—鐵品位；2—鐵回收率.

3.5 焙燒物料產(chǎn)品物相及結(jié)構(gòu)分析

為探明焙燒過(guò)程中鐵礦物的物相轉(zhuǎn)化規(guī)律，對(duì)最佳焙燒條件下(氣體流量為8 m3/h，焙燒溫度為 650℃，氫氣體積分?jǐn)?shù)為40%及物料循環(huán)3次)的焙燒物料產(chǎn)品進(jìn)行了XRD分析、鐵物相分析及光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)分析。

圖9所示為焙燒后物料的XRD分析圖譜，與焙燒前物料的XRD圖譜(圖1)相比，可知經(jīng)懸浮磁化焙燒后，原料中的赤鐵礦已經(jīng)大部分轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，但仍殘留未反應(yīng)完全的赤鐵礦。

表4所示為焙燒后的物料鐵物相分析結(jié)果，與原料的鐵物相分析結(jié)果(表2)相比，經(jīng)懸浮磁化焙燒后物料的鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)由焙燒前的41.69%提高至43.57%，相應(yīng)的赤鐵礦的占有率由67.35%降低至7.48%、磁鐵礦的占有率由28.16%提高至90.02%。結(jié)果表明：仍有部分殘留的赤鐵礦未完成向磁鐵礦轉(zhuǎn)化，這與上述XRD圖譜分析結(jié)果是一致的。這極大的可能是由于部分粗粒赤鐵礦僅表面發(fā)生了磁化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦，但顆粒內(nèi)部仍保留為赤鐵礦的晶格所致。為驗(yàn)證上述分析結(jié)果，對(duì)焙燒后物料進(jìn)行了光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果如圖10所示。

圖9 焙燒后物料的XRD分析圖譜

表4 焙燒后物料鐵物相分析

由圖10(c)和(d)可知：焙燒后物料中細(xì)粒赤鐵礦已經(jīng)全部轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，表明原料中赤鐵礦粒度小，比表面積大，氣固接觸反應(yīng)充分；但粒度相對(duì)較大的新生磁鐵礦顆粒內(nèi)核中仍能發(fā)現(xiàn)部分殘留未反應(yīng)的赤鐵礦(見圖10(a)和(b))，表明原料中粒度相對(duì)較大的赤鐵礦由于比表面積小，氣固反應(yīng)不充分，僅顆粒表面轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，顆粒內(nèi)部難以完全轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，仍殘留著部分赤鐵礦。但是這種內(nèi)核仍為赤鐵礦的新生磁鐵礦顆粒磁性依然很強(qiáng)，經(jīng)磨礦與脈石礦物解離后，在后續(xù)磁選過(guò)程中會(huì)進(jìn)入鐵精礦產(chǎn)品中，并不會(huì)影響鐵的回收率和品位。

4 結(jié)論

1) 東鞍山鐵礦預(yù)選精礦中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41.65%，其中鐵主要以赤鐵礦和磁鐵礦的形式存在，部分以菱鐵礦的形式存在；主要脈石礦物為石英，綠泥石等。

2) 對(duì)于東鞍山鐵礦預(yù)選精礦，以高純H2和N2混合氣體為還原劑，在適宜的氣體流量為8 m3/h、焙燒溫度為650℃、H2體積分?jǐn)?shù)為40%及物料循環(huán)3次的工藝條件下，焙燒物料通過(guò)磁選可獲得鐵品位65.46%、回收率88.10%的優(yōu)質(zhì)鐵精礦。

3) 采用“預(yù)富集—懸浮態(tài)磁化焙燒—磁選”技術(shù)處理鞍山式赤鐵礦資源是一項(xiàng)全新的嘗試，并取得了優(yōu)異的技術(shù)指標(biāo)，為我國(guó)其他類型難選鐵礦資源的高效開發(fā)利用具有借鑒意義。

[1] 蔣有義, 楊永革. 東鞍山難選礦石工藝礦物學(xué)研究[J]. 金屬礦山, 2006(7): 40?43. JIANG Youyi, YANG Yongge. Study on technological mineralogy of Donganshan refractory ores[J]. Metal Mine, 2006(7): 40?43.

[2] 李維兵, 劉保平, 陳占金, 等.我國(guó)紅鐵礦選礦技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 金屬礦山, 2005(3): 1?6. LI Weibing, LIU Baoping, CHEN Zhanjin, et al. Present status and development orientation of China’s red iron ore beneficiation technology research[J]. Metal Mine, 2005(3): 1?6.

[3] 張錦瑞, 胡力可, 梁銀英.我國(guó)難選鐵礦石的研究現(xiàn)狀及利用途徑[J]. 金屬礦山, 2007(11): 6?9. ZHANG Jinrui, HU Like, LIANG Yinying. Status quo of utilization way research of refractory iron ore in China[J]. Metal Mine, 2007(11): 6?9.

[4] 李維兵, 陳志華.鞍山地區(qū)紅鐵礦選礦工藝的進(jìn)展及建議[J]. 國(guó)外金屬礦山, 2002(3): 40?46. LI Weibing, CHEN Zhihua. Advances and recommendations on the beneficiation of Anshan red iron ores[J]. Foreign Metal Mining Magazine, 2002(3): 40?46.

[5] 陳國(guó)榮. 東鞍山赤鐵礦選礦技術(shù)研究[D]. 沈陽(yáng):東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院, 2008: 1?4. CHEN Guorong. Study on separation technology for Donganshan hematite ore[D]. Shenyang: Northeastern University. College of Resources and Civil Engineering, 2008: 1?4.

[6] 劉動(dòng), 李維兵. 東鞍山鐵礦石工藝礦物學(xué)及選礦工藝研究與建議[J]. 金屬礦山, 2004(7): 27?31. LIU Dong, LI Weibing. Research of technological mineralogy and mineral processing technology of Donganshan iron ores and suggestion[J]. Metal Mine, 2004(7): 27?31.

[7] 魯榮林. 東鞍山鐵礦礦石工藝礦物學(xué)研究[J].金屬礦山, 2004(9): 40?41. LU Ronglin. Study on characteristics of technological mineralogy of Donganshan iron mine’s ore[J]. Metal Mine, 2004(9): 40?41.

[8] 張明. 東鞍山含碳酸鹽鐵礦石浮選行為研究[D]. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院, 2009: 3?5. ZHANG Ming. Study on the floatation behavior for Donganshan carbonate-containing iron ore [D]. Shenyang: Northeastern University. College of Resources and Civil Engineering, 2009: 3?5.

[9] 呂建華.齊大山礦石礦物學(xué)特性及選礦廠工藝特點(diǎn)[J]. 礦業(yè)工程, 2004, 2(3): 23?26. Lü Jianhua. Mineralogical features of Qidashan iron ore and properties of Qidashan dressing plant[J]. Mining Engineering, 2004, 2 (3): 23?26.

[10] 李俊華.淺談開發(fā)河北司家營(yíng)鐵礦的難點(diǎn)及對(duì)策[J]. 礦業(yè)快報(bào), 2004(7): 27?29. LI Junhua.Difficulties and countermeasures in the development of Hebei Sijiaying iron ore[J]. Express Information of Mining Industry, 2004(7): 27?29.

[11] 張久甲, 候吉林.唐鋼司家營(yíng)氧化鐵礦石選礦試驗(yàn)研究[J]. 金屬礦山, 2004(4): 28?31. ZHANG Jiujia, HOU Jilin. Experiment research on beneficiation of oxidized iron ore of Sijiaying Mine, Tang Steel[J]. Metal Mine, 2004(4): 28?31.

[12] 張兆元, 呂振福, 印萬(wàn)忠, 等.東鞍山鐵礦石中菱鎂鐵礦對(duì)反浮選的影響[J]. 金屬礦山, 2008(10): 52?55. ZHANG Zhaoyuan, LU Zhengfu, YIN Wanzhong, et al. Influence of the siderite in Donganshan iron ore on reverse flotation[J]. Metal Mine, 2008(10): 52?55.

[13] 冀秀榮, 紀(jì)振明, 田鵬杰, 等.東鞍山含碳酸鹽鐵礦石分步浮選中礦的試驗(yàn)研究[J]. 現(xiàn)代礦業(yè), 2010(7): 30?32. JI Xiurong, JI Zhenming, TIAN Pengjie, et al. Experimental study of middling ore branch flotation from iron ore containing carbonate at Donganshan[J]. Modern Mining, 2010(7): 30?32.

[14] YIN Wanzhong，YANG Xiaosheng, ZHOU Dapeng, et al. Shear hydrophobic flocculation and flotation of ultrafine Anshan hematite using sodium oleate[J]. Trans Nonferrous Met Soc China, 2011, 21(3): 652?664.

[15] 李麗匣, 印萬(wàn)忠, 王玉斌, 等.菱鐵礦對(duì)假象赤鐵礦與石英混合礦浮選的影響[J]. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 33(3): 431?434.LI Lixia, YIN Wanzhong, WANG Yubin, et al. Effect of siderite on flotation separation of martite and quartz[J]. Journal of Northeastern University: Natural Science, 2012, 33(3): 431?434.

[16] 邵安林. 東鞍山含碳酸鹽赤鐵礦石浮選試驗(yàn)[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013, 44(2): 456?460. SHAO Anlin. Flotation separation of Donganshan carbonates-containing hematite ore[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2013, 44(2): 456?460.

[17] LIU Xinghua, YU Yongfu, CHEN Wen, et al. Phase change of chlorite in reducing atmosphere[J]. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 2014, 50: 607?614.

(編輯 楊幼平)

Experimental study on utilization of crude concentrate from an Anshan?type hematite ore by suspension magnetization roasting?magnetic separation

YU Jianwen, HAN Yuexin, LI Yanjun, GAO Peng

(School of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China)

Magnetization roasting via a laboratory-batch scale fluidized reactor was carried out for the utilization of crude concentrate from an Anshan-type hematite ore, which was performed at 450?700 ℃in mixed H2and N2atmosphere. The results show that the gas flow is 8 m3/h, the roasting temperature is 650 ℃, the hydrogen volume fraction is 40% and the material cycles is 3, and a high grade concentrate containing 65.46% iron with an iron recovery of 88.10% is achieved by magnetic separation with a magnetic field strength of 80 kA/m under above conditions.

Anshan-type hematite iron ores; preconcentrate; suspension magnetization roasting; magnetic separation

TD925.7

A

1672?7207(2018)04?0771?08

10.11817/j.issn.1672?7207.2018.04.001

2017?04?20；

2017?07?06

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51674064，51674065)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(N140108001，N150106003) (Projects(51674064, 51674065) supported by the National Natural Science Foundation of China; Projects(N140108001, N150106003) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities)

韓躍新，博士，教授，從事復(fù)雜難選礦產(chǎn)資源高效利用研究；E-mail：dongdafulong@mail.neu.edu.cn