菱铁矿强化磁化焙烧的热力学与动力学研究
酒钢选矿厂3种铁矿石选矿试验研究
0引言目前世界范围内已发现的铁矿物和含铁矿物大约300种，其中常见的有170多种[1]。
在当前工业技术水平下，具有开发利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿[2]。
比磁化系数介于700×10－6～30×10－6cm 3/g 的赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿等弱磁性铁矿石通常认为是难选铁矿石[3]。
铁矿石常用联合分选工艺有3种：①重选-磁选-浮选联合工艺；②磁选-浮选联合工艺；③筛分、粗粒重选-电选、细粒磁选-浮选联合工艺[4]。
酒钢选矿厂处理的铁矿石为桦树沟矿和黑沟矿[5]，选矿工艺分为2种，一种是-15mm 粉矿强磁选工艺，另一种是+15mm 块矿竖炉还原焙烧-弱磁选工艺。
一种高钙质铁白云石型铁矿石进入选厂后，重要生产指标选比上升明显，尾矿品位明显上升，回收困难，为查明原因，需对高钙质铁白云石型铁矿石进行可选性试验。
1原矿性质取3种铁矿石进行对比试验，酒钢选矿厂黑沟铁矿石，编号为1#样，桦树沟铁矿石，编号为2#样，高钙质铁白云石型铁矿石，编号为3#样。
1.1化学多元素分析对3种矿样进行化学多元素分析，结果见表1。
酒钢选矿厂3种铁矿石选矿试验研究涂威1，张楠2（1.酒钢集团选矿厂，甘肃嘉峪关735100；2.酒钢集团检验检测中心，甘肃嘉峪关735100）摘要：高钙质铁白云石型铁矿石为酒钢选矿厂原料矿石之一，铁品位31.90%，CaO 含量6.20%，主要铁矿物镜铁矿含量为26%，菱铁矿为11%，褐铁矿为20%，因现场使用该矿石后回收率指标大幅下降，严重影响选矿厂经济效益，为解决此问题，通过显微镜下观察以及电子探针分析、强磁选试验、马弗炉还原焙烧-弱磁选试验等方法，与另外2种铁矿石桦树沟矿、黑沟矿进行对比试验研究。
通过显微镜下观察以及电子探针发现高钙质铁白云石型铁矿石中的脉石矿物铁白云石Fe 元素波动较大，在5.70%～15.46%，类质同象是造成尾矿Fe 品位偏高、回收率偏低的主要原因；通过强磁选试验发现高钙质铁白云石型铁矿石强磁精矿中SiO 2含量为11.19%，偏低，需进一步提高磁场强度以提高回收率；通过马弗炉还原焙烧-弱磁选试验发现，高钙质铁白云石型铁矿石还原焙烧温度需达到750℃时回收率才能显著提高。
菱、褐铁矿的选矿优势
菱、褐铁矿的选矿优势1)分选段投资少。
与赤、褐铁矿直接分选相比，菱、褐铁矿通过磁化焙烧相变加工成磁铁矿后，用弱磁选设备即可回收，相对于弱磁一强磁-浮选回收红铁矿而言，分选阶段投资较少。
2)磨矿费用低。
由于焙烧过程中，大量CO2气体和结构水从菱、褐铁矿中挥发出来，使得相变后的人工磁铁矿具有结构疏松、孔洞发育的特点，多次对比试验研究表明，焙烧后的人工磁铁矿与原生矿相比，相对可磨度提高1．5～2倍。
3)沉降速度快，便于回水利用。
焙烧后的人工磁铁矿沉降速度较原生矿快3～5倍，这一特质使得焙烧矿冷却水可以快速澄清，得到回用。
同时沉降速度快可大幅度减少沉降面积，减少浓缩脱水设备投资。
2）菱、褐铁矿选矿技术产业化存在的问题2.1 成本问题相对于其它磁、赤铁矿选矿而言，菱铁矿选矿必须先焙烧将FeCO3转化为Fe304。
焙烧成本有一定增加，但由于焙烧后矿石相对可磨度增加2倍多，而磨矿费用在选矿成本中所占比例近一半，焙烧成本的增加和磨矿成本的降低相抵，成本增加幅度并不是很大。
加之当前铁矿价格上涨，菱、褐铁矿在经济上有了开发利用的可能。
但生产实践中，焙烧成本的高低很大程度上取决于操作者的技术水平，因此由技术开发者总结出影响焙烧成本的关键因素，并对主要岗位技术工人进行理论及实践两方面的培训，同时在生产初期跟踪产业化进程中关键影响因素的变化并及时调整技术方案，以达到综合成本最低的目的。
2.2 技术问题讲到菱、褐铁矿选矿技术，很多选矿工作者都能如数家珍般讲到许多方法，有些学者在实验室进行了大量研究工作，写了洋洋洒洒数十万字的论文。
但能在工业上低成本实现顺利选矿的几乎没有，究其原因，不是因为没有先进的焙烧方法，也不是因为存在重大的不可克服的技术关键。
多数工业应用上的失败，都是因为细节问题没有得到深入的研究解决，而这些决定成败的关键细节问题，往往是在连续试验、半工业试验甚至工业试验中才会逐渐暴露出来。
如燃料选择和使用不当导致灰份过高，局部焙烧不均匀，固定碳的流失导致焙烧能耗高，窑内压力控制不当导致窑头出矿不顺等。
菱铁矿和褐铁矿选矿技术
菱铁矿和褐铁矿选矿技术一、菱铁矿和褐铁矿矿石特点菱铁矿（Siderite）。
纯菱铁矿（FeCO3）理论含铁品位48.27%，但由于经常与Mn2＋、Mg2＋等形成类质同象矿物（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43.47%～48.20%范围内波动；菱铁矿的比磁化系数为(35～150)×10－9m3/Kg，其磁性较镜铁矿和赤铁矿弱，较褐铁矿强；菱铁矿密度较小，常为（3.7～3.9）×103kg/m3，莫氏硬度3.5～4.5，易于泥化；其表面零电点为pH＝7.3，可浮性类似于赤铁矿；菱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。
褐铁矿（Limonite）。
褐铁矿（mFe2O3·nH2O）是一系列含水的氢氧化铁及泥质物的统称，包括针铁矿（FeO（OH））、水针铁矿（FeO（OH）·nH2O）、纤铁矿（FeO(OH））、水纤铁矿（FeO（OH）·nH2O）、水赤铁矿（2Fe2O3·H2O）等。
由于褐铁矿并不具有固定化学组成，而是若干种矿物的混合物，因此褐铁矿的含铁量并不固定，其范围为48%～62.9%。
硬度1.0～5.5，密度3.0～4.2g/cm3，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。
褐铁矿的密度、比磁化系数等物理性能与主要脉石矿物石英（密度2.65g/cm3，比磁化系数10×10－6m3/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。
由于褐铁矿中富含结晶水，理论品位低，因此采用物理选矿方法，铁精矿品位很难达到60%，但与菱铁矿相同，焙烧后因烧失较大而使铁精矿品位大幅度提高，但因褐铁矿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。
磁化焙烧原理PPT课件
2.2 磁化焙烧的原理
以上三种焙烧方法，是按照不同矿物所采用的。实 际上，矿石的铁矿物组成往往不是单一的铁矿物，而是 同时含有几种铁矿物。根据矿石中成分的不同，磁化焙 烧时可将几种焙烧方法结合使用。常用的有中性还原焙 烧、氧化还原焙烧、还原氧化焙烧。
通入少量空气： ４ＦｅＣＯ３＋Ｏ２＝２Ｆｅ２Ｏ３＋４ＣＯ２↑ （３００～４００℃） ３Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＯ＝２Ｆｅ３Ｏ４＋ＣＯ２↑ （３００～４００℃）
2.2 磁化焙烧的原理
３ 氧化焙烧 氧化焙烧是专门对黄铁矿而言的，其反应如下：
７ＦｅＳ２＋６Ｏ２＝Ｆｅ７Ｓ８＋６ＳＯ２↑ 延长焙烧时间，磁黄铁矿发生下列反应变成磁铁矿： ３Ｆｅ７Ｓ８＋３８Ｏ２＝７Ｆｅ３Ｏ４＋２４ＳＯ２↑
还原度表示还原焙烧矿中氧化亚铁（ＦｅＯ）和全铁（ＴＦｅ ）含量百分比，以下式表示：
R=TeO/TFe×100% 式中 R———还原度，％ ；
ＦｅＯ———还原焙烧矿中ＦｅＯ的含量，％ ； ＴＦｅ———还原焙烧矿中全铁的含量，％ 。
2.3.1理论鉴别
在理想情况下矿石中的Fe203全部还原为Fe304时，还原度为: R=（5+16）×100%/（56×3）=42.8%
2.2 磁化焙烧的原理
氧化还原焙烧 含有菱铁矿、赤铁矿或褐铁矿的铁矿石，在菱铁矿
与赤铁矿的比值小于１时，在氧化气氛中加热到一定程 度，菱铁矿可氧化成赤铁矿，然后再在还原气氛中将其 与矿石中原有赤铁矿一并还原成磁铁矿。
大型回转窑磁化焙烧菱铁矿的工艺设计
工程设计与研究总第124期2008年06月大型回转窑磁化焙烧菱铁矿的工艺设计郑子恩1摘要2 介绍国内首次采用D4.0m@60m大型回转窑磁化焙烧技术处理菱铁矿的工艺、流程、主要设备以及技术经济指标。
采用该工艺顺利建成首期规模为年处理菱铁矿50万t的配套选矿厂,项目投产后,各项技术经济指标均达到设计要求,焙烧矿含铁48.69%,磁化焙烧率90.33%。
1关键词2 菱铁矿;磁化焙烧;回转窑随着我国钢铁工业迅速发展,国内铁矿石供需矛盾日益突出。
因此,在国内铁矿石资源中易选磁铁矿资源日益减少的情况下,迫切需要依靠技术进步来最大限度地利用国内现有铁矿石资源,实现复杂难选铁矿石(特别是菱铁矿和褐铁矿)的大规模工业化生产,提高铁矿石的自给率,维持稳定、足量、优质的铁矿原料供给,以保障钢铁工业持续稳定发展。
新疆某公司为尽快开发利用新疆某地菱铁矿资源,并形成以矿产工业为龙头的产业链,顺利建成首期规模为年处理菱铁矿50万t的配套选矿厂。
采用D4.0m@60m大型回转窑磁化焙烧技术处理菱铁矿,解决了菱铁矿含铁品位低、难以工业化选矿生产这一重大难题。
1工艺流程的确定1.1采用回转窑磁化焙烧技术新疆某处菱铁矿为氧化较为强烈的菱铁矿石,属于弱磁性矿物。
矿石中铁主要以高价氧化铁形式赋存在赤(褐)铁矿中,保留着菱铁矿特有的菱形解理,呈半自形-自形晶粒状花岗岩变晶结构。
其化学成分见表1,物相分布见表2。
矿石肉眼下显黄褐色或黑褐色,多呈致密块状,部分条带状或斑杂状构造。
经镜下鉴定,组成矿物种类较为简单,可供选矿回收的铁矿物主要是菱铁矿和褐铁矿,金属硫化物以黄铁矿为主,脉石矿物含量较高的有石英和白云母,其它尚见方解石、绢云母、阳起石、黑云母、电气石、锆石和磷灰石等零星分布。
主要矿物含量见表3。
表1铁矿石化学成分/%TFe FeO S iO2Al2O3CaO M gO45.34 3.6713.44 2.40 1.86 1.23K2O Na2O P S M nO烧矢0.650.0480.0320.085 1.9111.98表2铁矿石物相分布/%碳酸铁赤褐铁磁铁矿硫化铁硅酸铁全铁金属量 3.1041.560.100.070.5145.34分布率 6.8491.660.220.15 1.13100.00表3铁矿石中主要矿物含量/%菱铁矿褐铁矿石英白云母方解石黄铁矿其它8.373.911.2 5.1 5.10.20.3基于该铁矿石的性质,并经过单独磁选和重选试验表明,采用传统的磁、重选矿工艺,不可能将精矿品位提高到60%以上。
选矿工艺之磁化焙烧
磁化焙烧
磁化焙烧是一种热化学处理赤铁矿的方法，它能使弱磁性的赤铁矿等氧化铁矿物转变为强磁性的磁铁矿。
经过磁化焙烧的弱磁性铁矿石即可用弱磁场磁选法处理，弱磁性矿石在磁选前的准备作业，以便用弱磁场磁选机进行分选。
磁化焙烧过程中使用的设备主要是磁选机。
影响磁化焙烧过程的矿石性质的因素主要是：矿物种类，气孔率、脉石成分及其再矿石中的分布状况等。
根据不同的化学反应，不同的矿石磁化焙烧按照其原理可分为还原焙烧，中性焙烧，氧化焙烧。
1、还原焙烧为赤铁矿和褐铁矿，常见的还原剂一氧化碳和氢气的比例。
2、中性焙烧为菱铁矿，菱铁矿在没有空气或少量空气的条件下加热到300~400℃，分解成磁铁矿。
3、氧化焙烧黄铁矿，黄铁矿的氧化性气氛中（或大量空气）短时间时，焙烧氧化为磁黄铁矿氧化，如果时间很长，那么磁黄铁矿变成磁铁矿。
其中最重要的是还原焙烧，焙烧原料和还原过程中还原剂可分为气体，液体和固体，最广泛使用的是工业气体，重油和煤。
磁化焙烧技术发展概况
武汉理工大学提出了一种难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧磁选工艺，是将磨细了的铁矿石在微负压条件下、弱还原性气氛(CO含 量<15%)、600～850C的流态化状态下快速还原，整个反应时间小于 100s即可完成，说明铁矿石的还原动力学非常快。同时还对马弗炉、回 转窑、沸腾炉磁化焙烧进行了比较研究，发现用粉煤作还原介质，在 880～900C下还原20min、1200奥斯特磁场下磁选，可将铁的品位从 33.9%提高到63%。而类似的铁矿(如品位30.1%的铁矿)经马弗炉或回转 窑在700～850C用煤还原处理、1200奥斯特磁场下磁选，只能将铁的 品位提高至60%。
3
用煤气还原，先后对鞍山赤铁矿、南京凤凰山赤铁矿、酒泉菱铁矿、 镜铁矿、河北宣化鲕状赤铁矿、包头白云鄂博含稀土氧化铁矿等进行 磁化焙烧-磁选，得到含Fe 60%~65%的铁精矿，铁回收率在 90%~94%。70年代末，马鞍山矿山研究院利用流态化原理设计的沸 腾焙烧炉，与广西八一锰矿进行了高铁锰矿石焙烧工业试验，焙烧过 程中将粉煤直接喷入沸腾炉内作为还原剂，焙烧矿经磁选分别得到合 格的铁精矿和锰精矿，同时利用该项技术对上海川沙硫酸渣进行了磁 化焙烧工业试验，试验均获得成功。由于焙烧热能耗较高、铁精矿价 格偏低，上述工业试验结束后未能长期进行工业生产。沸腾炉焙烧也 存在还原速度慢，还原不均匀的问题，并且入炉矿粒度较细，破碎磨 矿费用较高，造成生产成本过高。
磁化焙烧技术发展概况
•
对鞍钢生产发展起了很大作用。酒泉钢铁公司 选矿厂至今块矿仍采用竖炉磁化焙烧（高炉煤 气＋焦炉煤气）磁选生产工艺，铁精矿品位 TFe57%，回收率82%，效果较好；其粉矿采 用强磁选生产工艺，铁精矿品位TFe51%，回 收率68.5%，效果较差。我国曾有130多台竖 炉进行生产，每年约处理1300万t铁矿石。由 于竖炉需采用粒径较大的块矿，所以还原过程 缓慢，还原时间长(如酒钢选矿厂对镜铁山铁矿 用100m3鞍山式竖炉焙烧50-15mm的快矿，用 焦炉和高炉混合煤气作燃料和还原剂，焙烧时 间需要8-10小时)，且存在内外还原不均匀问题， 导致竖炉焙烧能耗大，生产成本高。因此，随 着鞍山式红铁矿选矿技术的进步，在鞍山地区 彻底淘汰了磁化还原技术。
磁化焙烧-磁选综合回收回转窑除尘灰中铁的试验研究
０ １ ７ ＋０． ０ ５ ２ ．４ １ｏ ． ８ Ｏ． ｏ ＋０． ７ ９． ５ １ｏ ０４ ９
８ ．８ ５ Ｏ ２ ５ ３ ２１ ６． ４ ４． ７ ．Ｏ ９ ８ ２ ．（ ３ ６】 ３ ７ ４． ２
—
６． ５ ９
８ ９ １． ５
—
０ ０７ ＋０． ４ ｌ ６ ６ ． ５ ． ４ ０ ５ ５． ４ ９ ８ ２ ．６ ８ ０ ３ ３ｌ ６． Ｏ ０ ５ ＋０． ３ ７． １ ．４ ０ ７ ５
中图分类号 ： Ｄ ８ Ｔ ９１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ３— ０ ９ ２ １ ）３一 ｏ４— ３ ０ ５ ６ ９ （０ ２ Ｏ ｏ ６ ０
Ｒｅ ｏ ｅ ｙ ｏ ｒ ｎ ｆ ｏ ｓ ｌ ｃ ｅ ｒ ｍ ｔ ｒ ｌ ｃ ｖ ｒ ｆ Ｉ ｏ ｒ ｍ Ｄｕ ｔ Ｃｏ ｌ ｔ ｄ ｆ ｏ Ｒｏ ａ ｙ Ｋｉ ｅ ｎ
—
１ ９ ７ Ｏ ２． ８ ５． ０ ７． ０ ３ ６ Ｏ ２． ２
一
５ ． ｌ ４ ２
３ ．８ ２ ８
３ ６ ８． ８
０． ３ ０ ７
４ ７ ４ ．Ｏ ６． Ｏ ６ ７ ３ ６ ３ ６ ５ ７ ５ ． ２ ９． ２ ９． ２ ４． ２ ４ ７ １ ０． Ｏ Ｏ ０ ３ ． １ ３ ８ １ ０． ０ ０ ０
精 矿
尾 矿
合 计
图 ２ 除尘灰造球 回收利 用流 程
从表 １ 和表 ２可 以看 出 ， 除尘灰 中 Ｔ ｅ ＦＯ比值 为 Ｆ／ ｅ
回转窑 磁化 焙烧 工 艺技 术 在 新疆 、 云南 等 地 的成
功应 用和推 广 ， 为我 国处理难 选褐 铁矿 、 菱铁 矿技术 的
尘如果丢弃 ， 造成铁 资 源 的严 重 浪费 ， 且对 环境 造 会 而 成污染 。因此 ， 实现窑 尾 除尘 灰 的 回收利 用 ， 但 能实 不 现资源综合利 用 、 免粉 尘对 环境 造成 污 染 ， 且可 使 避 而 回转窑磁化焙 烧工艺技术更加完 善 。为此 ， 针对新 疆克 州建宝选 矿厂的窑尾除尘灰进行 了 回收利用试验 。
悬浮式磁化焙烧完成工业试验(报道)
1低品位难选铁矿磁化焙烧技术重大突破悬浮式闪速磁化焙烧成功完成工业试验针对低品位难选铁矿石资源和含铁尾矿尾渣资源利用，中国工程院余永富院士2002年首次提出悬浮式闪速磁化焙烧工艺设想。
2003年该课题列为国家“十五”重点科技攻关项目。
2006年列为国家“十一五”重点科技支撑项目。
2008年列为“973”国家重点基础研究发展计划课题。
余永富院士带领长沙矿冶研究院和武汉理工大学课题组，完成该技术的基础研究、试验室热态小型试验、半工业试验等。
2012年湖南长拓高科冶金有限公司在长沙投资建设5万吨/年悬浮式闪速磁化焙烧工业试验生产线。
2013年1～2月投入工业试验生产。
原料矿为褐铁矿和菱铁矿（平均铁品位33%），磨细成粉，经多级预热后进入悬浮式闪速磁化焙烧反应炉，矿粉在悬浮状态下快速换热并在几秒钟内完成磁化。
生产线投料即达到设计指标：原矿磁化率94～98%；铁精矿品位60±2%；铁回收率94%；设计产量7.5吨/时，稳定产量10吨/时以上。
试验生产共运行25天，处理原矿约5000吨，圆满完成悬浮式闪速磁化焙烧工业试验任务。
工业试验生产结果表明，悬浮式闪速磁化焙烧工艺及装备已具备大规模工业生产条件，且展现明显优势：（1）磁化速度快，生产效率高，单炉最大产能可达250万吨/年。
（2）磁化反应完全，铁回收率高。
与回转窑相比，铁矿资源利用率提高约10个百分点。
（3）运行稳定可靠，投料生产几天内即可达到设计产能。
（4）原料范围广，块状、粒状、粉状、泥状等原矿或尾矿尾渣都可作为生产原料。
（5）占地面积小，建设投资省，比回转窑建设投资减少20～40%。
（6）生产成本低，经济效益显著。
原料矿在生产线的加工成本约110元/吨；产品铁精矿粉的生产成本约340元/吨。
悬浮式闪速磁化焙烧技术的规模优势和低成本优势，受到产业界的广泛关注和认同。
2013年底，湖北某矿业公司投资建设60万吨/年悬浮式闪速磁化焙烧与磁选生产线，现进入设备安装阶段，计划2014年底投产。
中国复杂难选铁矿资源及选矿技术概述李根兴
2012年9月内蒙古科技与经济September2012 第18期总第268期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.18T o tal N o.268中国复杂难选铁矿资源及选矿技术概述李根兴,孙敬锋,马卫红,田优杰(内蒙古自治区矿产实验研究所,内蒙古呼和浩特 010031) 摘 要:概述我国铁矿资源的分布状况及主要类型,列举国内褐铁矿石、菱铁矿石、高磷鲕状赤铁矿石以及多金属共生铁矿石的地理分布特点,并对其矿石性质、选矿工艺进行介绍,结合选矿实例介绍了国内复杂难选铁矿的选矿技术进展。
关键词:铁矿;选矿技术;铁矿石资源 中图分类号:GD92 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)18—0029—02 我国对铁矿石需求量大,进口依存度高,成为制约我国钢铁工业经济的重大安全隐患,因此,迫切需要依靠改进铁矿选矿技术来充分利用国内铁矿资源。
对复杂难选铁矿石资源进行合理开发利用,对于缓解我国铁矿石供求矛盾及保障我国钢铁工业经济的安全具有重大意义。
1 铁矿石资源及复杂难选铁矿石开发利用状况铁是世界上发现最早、利用最广、用量最多的一种金属,其消耗量约占金属总耗量的95%左右。
我国铁矿资源具有分布广泛,矿床类型齐全,贫矿多富矿少,矿石类型复杂,伴(共)生组分多等特点。
我国铁矿石的主要特点是“贫”、“细”、“杂”,并且复杂难选铁矿占的比例大。
地质勘查和矿床研究结果表明,我国铁矿床类型齐全,世界上已发现的铁矿成因类型在我国均有发现。
我国主要铁矿类型及储量分为: 沉积变质型铁矿,储量占57.8%,居各类型铁矿床之首。
如鞍山——本溪地区沉积变质型铁矿,主要以磁铁矿石为主; 接触交代——热液型铁矿,储量占12.7%。
如大冶式和邯邢式接触交代型铁矿,以磁铁矿石为主; 岩浆晚期型铁矿,储量占11.6%。
如攀枝花——西昌地区铁矿,以磁铁矿、钛铁矿为主; 沉积型铁矿,储量占8.7%。
铁矿石磁化焙烧综述
铁矿石磁化焙烧技术发展现状摘要：目前，我国复杂难选铁矿石种类繁多，储量巨大，极其难选，采用常规机械物理选矿工艺，此类资源难以经济、高效利用，更难以得到高品位、低杂质的铁精矿，磁化焙烧处理低品位铁矿石是典型的最有效的方法，由于该工艺方法在处理这类铁矿资源方面具有积极作用，受到业内广泛的关注。
本文从矿物的磁性与磁化焙烧的基本原理出发，总结分析了目前国内外铁矿磁化焙烧领域的技术现状，重点阐述了流态化磁化焙烧技术的研究与应用。
鉴于铁矿的流态化直接还原技术对流态化磁化焙烧设备与工艺方面有借鉴意义，本文对该方面也做了相应的简要介绍。
目录1.前言 (3)1.1铁矿资源形势 (3)1.2铁矿石选矿概况 (4)2铁矿磁化焙烧技术 (5)2.1矿物的磁性 (5)2.1.1矿物的磁化 (5)2.1.2矿物磁性的分类 (6)2.1.3矿物颗粒的磁性 (6)2.2磁化焙烧基本原理 (8)2.2.1磁化焙烧概述 (8)2.2.2磁化焙烧分类 (9)2.2.3铁矿磁化焙烧图 (10)2.3磁化焙烧技术现状 (12)2.3.1竖炉磁化焙烧 (13)2.3.2回转窑磁化焙烧 (14)2.3.3沸腾炉磁化焙烧 (14)2.4磁化焙烧的影响因素 (16)2.4.1矿石性质 (16)2.4.2温度的影响 (17)2.4.3气氛的影响 (18)2.4.4焙烧时间 (19)3铁矿流态化磁化焙烧技术 (19)3.1铁矿流态化磁化焙烧技术概述 (19)3.2国外铁矿流态化磁化焙烧技术状况 (20)3.2.1埃及低品位铁矿 (20)3.2.2澳大利亚Mt. Newman赤铁矿 (21)3.3国内铁矿流态化磁化焙烧技术状况 (22)3.3.1悬浮态菱铁矿焙烧 (22)3.3.2闪速磁化焙烧 (23)4铁矿流态化直接还原技术 (25)4.1冷态下铁矿石颗粒流态化规律 (25)4.2循环流化床铁矿石直接还原技术 (26)4.3德国Circored和Cireofer法 (26)4.4日本流态化直接还原技术 (27)4.5印度流态化直接还原技术 (28)5总结 (29)1.前言1.1铁矿资源形势据美国地质调查局报告，时至2007年底，世界铁矿石储量约为1500亿吨，基础储量约为3400亿吨；铁金属储量约为730亿吨，基础储量约为1600亿吨。
菱褐铁矿选矿研究成果产业化过程中的问题与对策
随着我国钢铁行业的迅猛发展，近年来我国铁矿石的供需矛盾El益突出，2006年进口铁矿石量已超过矿石总需求量的50%，价格在2005年上涨71.5%的基础上，又上涨19%。
铁矿石原料已经成为制约很多钢铁公司发展的瓶颈[1]，是否有稳定的铁矿石原料基地已经成为钢铁企业能否持续发展的主要影响因素。
为此，寻找新的铁矿原料成了各大钢铁公司的首要任务。
铁矿原料的紧缺及矿石开采巨大的利润空间，在国内形成了见矿就开的全民办矿高潮，有的小矿山只有球磨机没有分级机，磨碎就选，土法上马，连含铁只有10%左右的极贫磁铁矿石也有人开采[2]。
在这种形势下，很多企业甚至个体经营者，纷纷将投资方向转向过去无人敢问津的菱、褐铁矿开发，往往忽视了此类矿开采过程中可能出现的问题，从而造成不必要的损失。
本文针对菱、褐铁矿选矿技术及其产业化过程中的问题进行了探讨。
1 菱铁矿的特征及分选优劣势分析1.1 菱铁矿的矿石特征菱铁矿(FeCO3)密度为(3.7～3.9)×103kg/m3，比磁化系数为(35～150)×10-9m3/kg，多数嵌布粒度微细(如果磁化焙烧，焙烧后因气体挥发磁铁矿晶格更细)、成分复杂、品位低，铁主要以碳酸铁的形式存在，理论品位48.2%，部分菱铁矿因Mg2+和Mn2+替代Fe2+形成类质同象而为镁、锰菱铁矿，且赋存于赤(褐)铁矿和磁铁矿中，部分甚至褐铁矿化而致使理论品位通常在32%～48%之间[3]，这样的铁品位很难被钢铁公司所接受。
某些公司由于菱铁矿来源于自有矿山，为了不造成资源浪费，勉强将菱铁矿精矿配人铁精粉中使用，但在使用过程中发现配人量达到7%～8%就会明显影响烧结矿强度。
因此菱铁矿必须通过磁化焙烧使FeCO3相变为Fe304，然后用回收天然磁铁矿的方法回收。
1.2菱、褐铁矿焙烧-分选的优劣势分析众所周知，铁矿是一种附加值较低的产品，尽管这几年铁矿石需求量很大，铁矿价格较高，很多投资者将投资目光转到菱、褐铁矿领域，但由于其分选技术难度大，工艺流程长，选矿成本相对略高，没有成熟的可借鉴的大规模生产厂，很多投资者对投资开发菱、褐铁矿持观望态度。
年产30万吨低品位铁矿深加工项目招商引资可行性研究报告怎么写
年产30万吨低品位褐铁矿深加工项目招商引资可行性研究报告编制单位：郑州经略智成企业管理咨询有限公司一、项目名称：年产30万吨低品位褐铁矿深加工项目二、项目性质：新建三、项目总投资：7000万元一期年产30万吨粗选褐铁矿总投资2500万元；二期深加工项目总投资4500万元.四、项目建设期：2年五、经济效益：年销售收入21000万元、利税7770万元第一章项目概述1.1.项目内容提要1.1.1.项目名称：开发蓝山县低品位褐铁矿深加工1.1.2.项目实施单位：等你来1.1.4.项目建设地点：蓝山县.1.1.4.项目建设年限：2年1.1.5.项目建设预期目标：通过本项目的实施，首先一期工程在1年内建设一个年开采，粗选30万吨的褐铁矿厂，投产后，可实现年销售收入12000万元（目前市场价），实现税收2040万元，实现利润3000万元。
二期建设矿产深加工项目，形成年产30万吨深加工高品位褐铁矿精粉规模，可实现年销售收入21000万元（市场价），实现利税7770万元。
1.2.项目建设主要内容：一期投资建设一个年加工30万吨的褐铁矿粗选加工厂，堆场及设施，选矿区域10000平方米，堆场仓库10000平方米及辅助设施。
二期建设内容主要包括产品深加工系统各部分，包括选址征地100亩、设备安装、调试及其它辅助工程等。
1.3.项目总投资：（1）、一期建设一个年加工30万吨的低品位褐铁矿选矿厂项目总投资2500万元，其中矿山投资500万，固定资产投资1500万元，流动资金500万，企业自筹资金.（2）、二期建设年产30万吨低品位褐铁矿深加工项目总投资4500万元，其中固定资产投资3000万元，流动资金1500万元。
1.4.项目社会效益和环境评估：1.4.1.社会效益：一、二期整个项目投产运行后，可就地转移劳动力300余人。
1.4.2.环境评估：企业在生产过程中，所产生的“三废”主要是清洗矿石的废水和深加工的废水可处理后循环使用，固废矿石废渣可利用做免烧砖对外售综合利用和矿山回填。
菱铁矿款产资源与选矿工艺概述
目录摘要： (2)1、菱铁矿概述 (2)1.1 菱铁矿的物理学特性 (2)1.2 我国菱铁矿资源及矿石类型 (2)2、菱铁矿选矿工艺 (3)2.1 菱铁矿的可选性 (3)2.2 菱铁矿焙烧-磁选工艺 (3)2.3 菱铁矿强磁选工艺 (7)2.4 菱铁矿浮选工艺 (7)3、陕西大西沟菱铁矿选矿实践 (8)3.1 生产概况 (8)3.2 矿石性质 (8)3.3 技术及外部条件 (9)3.4 选矿工艺流程 (9)4、结语 (12)参考文献 (12)菱铁矿选矿工艺与选矿实践概述彭啸鹏1140079（东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819）摘要：介绍了菱铁矿的主要性质和矿产资源现状以及其主要选矿工艺和选矿设备。
并进一步结合陕西大西沟菱铁矿选矿厂的选矿实际流程，分析了菱铁矿的选矿实践要求与工艺，对了解和学习菱铁矿的选矿工艺以及进行进一步研究奠定了基础。
关键词：菱铁矿；选矿工艺；生产实践Abstract: This article describes the main properties of siderite, as well as its main mineral processing technology and processing equipment. And it studies the actual beneficiation process of the Shanxi Daxigou siderite concentrator, as well as the ore dressing practice requirements and process. It laid the foundation for the understanding and learning of the beneficiation process of the siderite. And it’s good for the further study.Key words：Siderite; Beneficiation Process; Production Practices1、菱铁矿概述1.1菱铁矿的物理学特性菱铁矿是一种碳酸铁矿物，其化学式为FeCO3。
铁矿石提炼中的热力学与动力学分析
铁矿石提炼中的热力学与动力学分析铁矿石是制造钢铁的重要原料之一，在现代工业中扮演着不可或缺的角色。
铁矿石的提炼过程中，热力学和动力学是两个关键的方面。
本文将对铁矿石提炼中的热力学和动力学问题进行深入分析，并探讨相关的理论与应用。
1. 热力学分析热力学是研究物质与能量之间的关系以及它们的转化过程的学科。
在铁矿石提炼过程中，热力学分析可帮助我们了解矿石的热力学性质以及反应的热力学条件。
矿石的热分解是铁矿石提炼的核心反应之一。
以Fe2O3为例，其热分解反应可表示为：2Fe2O3(s) → 4Fe(s) + 3O2(g)该反应需要输入一定的能量（反应热），而矿石的热分解温度是一个重要参数。
根据热力学原理，反应热与温度之间的关系由Gibbs自由能变化ΔG与温度T的关系给出：ΔG = ΔH - TΔS其中，ΔH是反应焓变，ΔS是反应熵变。
在铁矿石的热分解反应中，当ΔG为负时，反应是可逆的。
因此，我们可以通过计算ΔG来确定反应是否可行。
此外，热力学还可以帮助我们优化铁矿石的还原过程。
在还原过程中，常使用一种称为还原剂的材料，如石墨、煤等。
还原剂的选择和使用对铁矿石提炼的效率和成本都有重要影响。
热力学分析可用于确定最佳的还原剂以及最适宜的反应条件，从而提高铁矿石的还原效率。
2. 动力学分析动力学是研究物质在反应过程中速率及其机理的学科。
在铁矿石提炼中，动力学分析可帮助我们了解反应过程的速率和控制步骤，从而优化生产过程。
铁矿石的还原过程是提炼过程中的一个重要步骤。
一般情况下，还原反应可以通过一系列的步骤来描述。
其中的关键步骤可能包括氧化物的表面吸附、表面反应和扩散等。
动力学分析可用于确定反应速率常数以及反应机理，从而为铁矿石还原过程的优化提供基础。
除了还原过程，铁矿石的燃烧反应也是提炼过程中的重要环节。
燃烧反应的速率对提炼效果有直接影响。
动力学分析可用于确定燃烧反应的速率常数以及影响速率的因素，从而为提高燃烧效率提供理论依据。
难选铁矿磁化焙烧热力学研究
难选铁矿磁化焙烧热力学研究陈超;张裕书;杨强【摘要】This paper discusses the thermodynamic process of hematite , siderite , and limonite in magnetic roasting,and states the different conditions for different ores ,which provides a theoretical basis for choosing the conditions of magnetic roasting of refractory ironore .Studies have shown that hematite and limonite can be roasted in two ways ,namely ,high temperature and low CO concentra-tion roasting or low temperature and high CO concentration roasting ,the latter of which has some ad-vantages on energy .Siderite can be roasted in a neutral or a weakly oxidizing atmosphere ,but there are some difficult issues to control the atmosphere , which can be solved by oxidation-reduction roasting.When the proportion of siderite and hem atite is greater than 1∶1, a neutral atmosphere roasting can be considered , otherwise , the appropriate solution is oxidation-reduction roasting .%探讨了赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿磁化焙烧过程的热力学变化，指出不同矿石焙烧时需要的不同条件，为难选铁矿的磁化焙烧条件的选择提供理论依据。
细粒弱磁性铁矿物自磁化-疏水絮凝-磁选研究
细粒弱磁性铁矿物自磁化-疏水絮凝-磁选研究伍喜庆;戴川;戴亮【摘要】利用菱铁矿在碱性溶液中的溶解特性，无需添加任何铁离子，通过控制矿浆pH值、反应温度、搅拌速度和时间等因素实现菱铁矿自磁化及其对赤铁矿的协同磁化作用，使弱磁性铁矿物能被选择性磁选回收。
为加强细粒的回收，考察了六偏磷酸钠用量、非极性油（煤油）用量、油酸钠用量、煤油用量与油酸钠用量比、搅拌速度等因素对疏水絮凝⁃磁选的影响，结果表明，通过自磁化和疏水絮凝的联合作用，含Fe 42．35％的细粒（－0．038 mm）人工混合矿经0．35 T高梯度磁选机一次磁选可获得Fe品位61．30％、铁回收率90．92％的铁精矿。
与其它磁选方法相比，自磁化⁃疏水絮凝⁃磁选流程处理含菱铁矿的细粒弱磁性混合铁矿石，分选效果较好。
%Utilizing the solubility characteristics of siderite in alkaline solution, surface self⁃magnetization of fine siderite and its synergic magnetization on hematite can be actualized by adjusting parameters such as pulp pH, reaction temperature, reaction time and stirring speed without adding any iron ions, resulting in a selective recovery of theseweak⁃magnetic iron minerals. To promote the recovery of fine minerals, hydrophobic flocculation⁃magnetic separation in combination withself⁃magnetization was investigated in terms of some variables such as dosages of sodium hexametaphosphate, kerosene and sodium oleate, the ratio of kerosene to sodium oleate as well as the stirring speed. Results showed an iron concentrate with iron grade and recovery of 61. 30% and 90. 92%, respectively, was obtained from the artificial ore with fineness of -0. 038 mm and iron grade of 42. 35% by a one⁃stage separation using ahigh gradient magnetic separator with the magnetic induction intensity of 0.35 T. In comparison with other magnetic separation techniques, the flowsheet of self⁃magnetization, hydrophobic flocculation, magnetic separation is superior in treating fine weak⁃magnetic iron ores bearing siderite.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P39-43)【关键词】细粒;弱磁性铁矿物;自磁化;疏水絮凝;磁选【作者】伍喜庆;戴川;戴亮【作者单位】中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TD92在选矿生产过程中，大量产生的细粒和微细粒矿物不仅会降低选矿回收率和品位，更造成资源的严重浪费，因而对细粒及微细粒矿物进行研究具有重要意义。
焙烧
多相反应的动力学：多相反应及其步骤
• 在多于一相之间发生的反应称为多相反应。 虽然反应体系中可能存在着更多的相，但实 际上只可能有两个相参加反应
其理由在于反应过程的总速度只被其中某些反应步骤的速度所决定(即速度控制 步骤)。如金的氰化反应过程是在固体金、NaCN溶液和氧气三相之间发生的， 但氧由气相转入液相的速度很快，所以可简化成固-液反应。多相反应可分为五 类：固-气（与焙烧过程直接相关的多相反应）、固-液、固-固、液-气、 液-液。
还原焙烧
还原焙烧是在低于炉料熔点和还原气氛条件下，使矿石中的金属氧化物转 变为相应低价金属氧化物或金属的过程。
除了汞和银的氧化物在低于400℃温度条件下于空气中加热可分解析出金属外， 绝大多数金属氧化物不能用热分解的方法还原，只能采用添加还原剂的方法将其 还原，其中最常用的是CO、氢气和固体碳. 金属氧化物的还原可用下式表示:
化学热力学指出了一个解决化学反应方向问题的方法，同 16:29 时也表明了化学反应等温式的重要性。
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2. Roasting:焙烧过程的理论基础
• 焙烧过程动力学：在给定的焙烧条件下，若ΔG＜0，只能说明焙烧反
应可能发生，但反应实际进行的速度如何，热力学并不能回答，而是属于化 学动力学的研究范畴 。
即PO2（RO）< PO2（MO）
因此凡是对氧的亲和力比被还原的金属对氧 的亲和力大的物质均可作为该金属氧化物的 还原剂
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Reduction methods for producing some common metals.
• Note: • In general, the ease of reducing an ore to the free metal increases from left to right of the periodic table.