國外某赤鐵礦石懸浮磁化焙燒—磁選試驗

袁 帥 韓躍新 李艷軍 劉 杰

（東北大學資源與土木工程學院，遼寧沈陽110819）

大量的研究表明，常規選礦技術無法實現弱磁性、微細粒嵌布的赤鐵礦物的有效回收［1］。近年來，國內許多研究單位圍繞微細粒嵌布的菱鐵礦、褐鐵礦、鮞狀赤鐵礦等復雜難選鐵礦資源的高效開發利用，開展了大量的研究工作，選冶聯合工藝成為業界的共識［2-5］。東北大學提出的懸浮磁化焙燒—弱磁選技術可實現弱磁性難選鐵礦石的高效開發利用［6-9］。

對國外某微細粒嵌布的赤鐵礦石，試驗采用懸浮磁化焙燒—弱磁選技術，研究了懸浮焙燒給礦粒度、焙燒溫度、焙燒時間、CO濃度、焙燒產品磨礦細度等關鍵工藝參數對產品指標的影響。

1 礦石

礦石主要化學成分分析結果見表1，鐵化學物相分析結果見表2，XRD圖譜結果見圖1。

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從表1可以看出，礦石中有回收價值的元素是鐵，含量為44.08%，其中FeO含量非常低，僅為0.14%，可推測主要鐵礦物為赤鐵礦，SiO2和Al2O3的含量分別為13.44%和5.80%。

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從圖1可知，礦石中的主要鐵礦物為赤鐵礦，脈石礦物主要為石英，綠泥石少量。

從表2可知，礦石中的鐵絕大部分為赤（褐）鐵，含量為45.04%，占總鐵的99.10%，其他鐵占比不到1%。

2 試驗方法

在高溫氣氛管式焙燒爐中進行流態化還原焙燒試驗。將碎磨至一定粒度的礦石給入爐內，待焙燒爐內升至一定溫度后通入N2，排凈爐內空氣，再通入一定CO濃度（CO占N2+CO的體積分數）的N2與CO的混合氣體，還原焙燒一定時間后關閉加熱系統，同時通入N2使焙燒熟料冷卻至室溫，將焙燒產品磨至一定細度后用磁選管（磁場強度為85 kA/m）進行弱磁選，分析精、尾礦的質量和品位。

3 試驗結果與討論

3.1 給礦粒度對試驗結果的影響

為考察焙燒給料粒度對懸浮焙燒效果的影響，試驗固定焙燒溫度為560℃，CO濃度為30%，還原時間為15 min，焙燒產品磨至-0.074mm占85%，試驗結果見圖2。

由圖2可知，隨著焙燒給礦粒度變細，精礦鐵品位先上升后趨于穩定，主要因為粒度變細，氣固接觸面積大，更易被磁化還原，同時，粒度過細會導致過還原，粘連石英等脈石，從而使回收率在給礦粒度-0.074 mm后明顯下降。綜合考慮，確定焙燒給礦粒度為-0.074 mm占55%。

3.2 焙燒溫度對試驗指標的影響

為了考察還原溫度對焙燒效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，CO濃度為30%，還原時間為15 min，焙燒產品磨至-0.074 mm占85%條件下進行試驗，結果見圖3。

由圖3可知，隨著焙燒溫度的升高，精礦鐵品位先上升后下降，鐵回收率緩慢下降，560℃后下降明顯。綜合考慮，確定焙燒溫度為560℃。

3.3 CO濃度對分選指標的影響

為了考察CO濃度對焙燒效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，還原時間為15 min，焙燒產品磨至-0.074 mm占85%條件下進行試驗，結果見圖4。

由圖4可知，隨著CO濃度的增加，精礦鐵品位先升后降，鐵回收率顯著上升后小幅下降。綜合考慮，確定CO的濃度為30%。

3.4 還原時間對分選指標的影響

為了考察CO濃度對焙燒效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，CO的濃度為30%，焙燒產品磨至-0.074 mm占85%條件下進行試驗，結果見圖5。

由圖5可知，隨著還原時間的延長，還原效果變得充分，精礦鐵品位上升，鐵回收率略有下降。綜合考慮，確定還原時間為20 min。

3.5 焙燒產品磨礦細度對試驗指標的影響

為了考察焙燒產品磨礦細度對分選效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，CO的濃度為30%，還原時間為20 min條件下進行試驗，結果見圖6。

由圖6可知，隨著焙燒產品磨礦細度的提高，精礦鐵品位上升，鐵回收率先小幅上升后有所下降。綜合考慮，確定磨礦細度為-0.038 mm占95%，對應的精礦鐵品位為58.29%、鐵回收率為91.45%。

4 結論

（1）國外某微細粒嵌布的赤鐵礦石中有回收價值的元素是鐵，含量為44.08%，FeO含量僅為0.14%，主要脈石礦物成分SiO2和Al2O3含量分別為13.44%和5.80%；主要鐵礦物為赤鐵礦，主要脈石礦物為石英，綠泥石少量；礦石中99.10%的鐵為赤（褐）鐵。

（2）礦石適宜的焙燒工藝條件為：給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，CO的濃度為30%，還原時間為20 min；弱磁選適宜的給礦粒度為-0.038 mm占95%，對應的精礦鐵品位為58.29%、鐵回收率為91.45%。