闪速磁化焙烧机理与应用研究
悬浮式闪速磁化焙烧技术
济有效 的方法 。２ ０ １ ２年 ， 湖 南 长 拓 高科 冶 金 有 限公
左荣宝（ １ ９ ５ ３ 一） ， 男， 总工程师 ， ４ １ ０ ０ ０ ５湖南 省长沙 市开福区体
育馆路 ３ ６号。
以保持。悬浮式闪速磁化 焙烧工艺 的磁 化率高达
９ ５ ％ 以上 。
（ ３ ） 铁 回收率 高 ， 资 源得 以充分 利 用 。①焙 烧 矿 的高磁化 率为实现 高的铁 回收率 奠定 了基础 ； ②原 矿
现 在 中国钢 产量 约 占全 球 总 产 量 的一 半 ， 是世
界上 最 大 的铁 矿 石 进 口国 。２ ０ １ ４年 中 国铁 矿 石 进 口量 ９ ． ３ ２ ５亿 ｔ ， 对外依存 度达 ７ ８ ． ５ ％ 。据 业 内人 士估 算 ， 全球 三 大矿业 巨头 的铁 矿石 生 产 成 本 为 ３ ０
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ５ ５ ５
现
代
矿
业
Ｍ０ＤＥ ＲＮ ＭＩ Ｎ Ｉ ＮＧ
总第５ ５ ５期 ２ ０ １ ５ 年 ７月 第 ７期
悬 浮 式 闪速 磁 化 焙烧 技 术
左荣 宝 李 永 恒
（ 湖 南长拓 高科 冶金 有 限公 司） 摘 要 悬浮 式 闪速磁 化 焙烧技 术 旨在 解 决低 品位 弱磁 性铁 矿 资 源 以及 含铁尾 矿 尾渣 资 源的
大安 全 隐患 。 在 现 有 的技 术 条 件下 ， 磁 化 焙 烧 是提 高 铁 矿 物
状态下与 Ｃ Ｏ接触并发生反应 ， 使弱磁性 的铁氧化 物 瞬间转 化为 强磁 性 的四氧 化三铁 。磁 化焙 烧后 的
矿粉经 多段 弱 磁 选 后得 到高 品位 铁 精 矿产 品 。煤 、 天然 气 、 煤 制气 、 可 燃废 气等 都可 以作 为悬 浮式 闪速
某复杂难选红铁矿磁化焙烧-磁选工艺及机理研究
随着钢铁 工业 的飞速 发 展 ， 内钢 铁 企 业对 高 质 国 量铁矿 石 的需 求量 迅速增 加 ， 其质 量要求 日渐 提高 。 对 国内钢 铁行业 过多 依赖 于 进 口矿 ， 我 国钢 铁行 业 处 使
关 键 词 ：红铁 矿 ；磁 化焙 烧 ； 选 磁 中 图分 类 号 ： Ｄ ２ Ｔ ９ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： ２３— ０９ ２ ｍ ）６— ０ ８— ４ ０ ５ ６ ９ （０ ０ ０ ３ ０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ ｆ Ｍ ａ ｎ ｔｃ Ｒｏ ｓ ｎ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｏ ｇ ｅ ｉ ａ ｔ ｇ ｉ ａ ｄ Ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｆ ａ Ｒｅ ｒ ｃ ｏ ｙ Ｒｅ ｒ ｎ Ｏｒ ｎ ｅ ａ ａ ｎ ｏ ｆａ ｔ ｒ ｄ Ｉ ｏ ｅ ｉ
第３ ０卷第 ６ 期
２１ ００年 １ ２月
矿 冶 工 程
ＭＩ Ｎ Ｇ ＡＮＤ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ Ｍ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｖ０ ． ０ Ｎ ６ Ｉ３ ｏ
Ｄｅ ｅ ｅ ０ Ｏ ｃ ｍｂ ｒ １ ２
ห้องสมุดไป่ตู้
某 复 杂 难 选 红 铁 矿 磁 化 焙 烧 一 选 工 艺 及 机 理 研 究① 磁
磁化焙烧
物理化学术语
01 简介
03 褐铁矿
目录
02 方法
磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行物理化学反应的过程，经磁化焙烧后，铁矿物的磁性显 著增强，脉石矿物磁性则变化不大，如铁锰矿石经磁化焙烧后，其中铁矿物变成强磁性铁矿物，锰矿物的磁性变 化不大。因此，各种弱磁性铁矿石或铁锰矿石，经磁化焙烧后便可进行有效的磁选分离。
简介
目前，铁矿石的生产与加工直接影响我国钢铁工业和经济发展建设的资源供给安全。利用磁化焙烧技术，被 认为是提高难选铁矿资源综合利用率的有效途径之一。磁化焙烧是矿石加热到一定温度后，在相应的氛围中进行 物理化学反应的过程，不仅如此，它还可以将弱磁性铁矿物变成强磁性的磁铁矿或磁性赤铁矿，由于矿石的不同， 其发生的化学反应不同。磁化焙烧是弱磁性矿石在磁选前的准备作业，以便进行物料的分选。磁化焙烧—磁选技 术的分选指标优良，磁化焙烧按原理分为还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧，其中还原焙烧在生产中应用最广。它 是在500—800℃的还原气氛下进行，产物为强磁性四氧化三铁，若产物在还原气氛下被冷却到400℃，然后再在 空气中冷却，则产物为三氧化二铁。前者为还原焙烧，后者为还原一氧化焙烧。还原焙烧所用的还原剂为固体或 气体。固体还原剂有煤粉和焦炭粉;气体还原剂是各种煤气，如高炉煤气、焦炉煤气、天然气等。
磁铁矿氧化成磁赤铁矿石，放出热量，如利用（预热矿石），可降低焙烧的热耗。
上述五种方法是根据不同矿物分别采用的磁化焙烧方法，其中最主要的是还原焙烧，其余的几种方法尚无较 大规模的工业实践。
当铁矿石能使用磁选或者浮选方式取得比较好的选矿指标的情况下，一般不使用焙烧对铁矿石进行处理。因 为焙烧不仅要使用大型的回转窑才能为后续的磁选技术提供足够的矿石供应，回转窑的处理量相对于弱磁选较小， 且焙烧使用的电力及煤、煤气的能耗过高，各类焙烧技术在实际的铁矿生产中主要应用在各种大型的铁矿及选厂 中。
难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法
难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法在矿产资源日益枯竭的今天，高效、环保的选矿技术显得尤为重要。
难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法是一种新型的选矿技术，它能够提高铁矿石的利用率，降低资源浪费。
本文将详细介绍这一选矿方法。
一、难选氧化铁矿石的特点难选氧化铁矿石是指含铁量较低、铁矿物与脉石矿物嵌布关系复杂、用传统物理选矿方法难以有效分离的一类铁矿石。
这类矿石在我国储量较大，但由于选矿难度高，导致其开发利用程度较低。
二、旋流悬浮闪速磁化焙烧技术旋流悬浮闪速磁化焙烧技术是一种在高温条件下，利用矿石中的氧化铁矿物在磁场作用下迅速磁化，从而实现铁矿物与脉石矿物分离的方法。
该技术具有以下优点：1.高效：焙烧速度快，矿石在短时间内完成磁化，提高了选矿效率。
2.节能：旋流悬浮闪速磁化焙烧设备结构紧凑，热能利用效率高，降低了能源消耗。
3.环保：焙烧过程中产生的尾气可以通过净化处理，减少对环境的污染。
4.适用范围广：该技术不仅适用于难选氧化铁矿石，还可以应用于其他金属矿物的选矿。
三、磁选方法磁选是利用磁铁矿石的磁性差异，通过磁场作用实现矿物分离的一种方法。
在旋流悬浮闪速磁化焙烧后，矿石中的铁矿物已具有良好的磁性，可以通过磁选方法进行有效分离。
磁选方法主要包括：1.干式磁选：适用于磁性较强的矿石，通过干式磁选机进行分离。
2.湿式磁选：适用于磁性较弱的矿石，通过湿式磁选机进行分离。
四、应用实例某难选氧化铁矿石选矿厂采用旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法，取得了良好的选矿效果。
经过磁化焙烧，矿石中的铁矿物与脉石矿物实现了有效分离，铁精矿品位提高，选矿回收率也得到了显著提高。
五、总结难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法是一种高效、环保的选矿技术，为我国难选氧化铁矿石的开发利用提供了新途径。
难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法
难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：氧化铁矿石是一种重要的矿石资源，在工业生产中有着广泛的应用。
然而，氧化铁矿石的磁性较弱，存在着难以选择性的难题。
为了克服这一困难，研究者们提出了一种新颖的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法，在氧化铁矿石的提纯过程中取得了良好的效果。
在传统的氧化铁矿石提纯方法中，常常需要通过矿石浮选、磨矿、浮选等步骤，造成矿石的磁性增强和分离。
然而，由于氧化铁矿石的磁性较弱，在这些步骤中往往难以实现有效的分选。
因此，研究者们提出了一种新的方法，即旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法。
旋流悬浮是一种利用液固两相之间的速度差异来实现颗粒分离的技术。
通过旋流悬浮，可以有效地将氧化铁矿石中的磁性颗粒与非磁性颗粒分离开来。
在这一步骤中，可以通过控制流速和悬浮物质量浓度等条件来实现高效的磁性颗粒的分离。
在闪速磁化焙烧过程中，氧化铁矿石中的磁性颗粒经过高温处理后，磁性得到显著提升。
通过闪速磁化焙烧，可以进一步增强氧化铁矿石中的磁性，使得磁性颗粒更加容易被磁选器吸附。
最后，在磁选过程中，可以通过磁选器将提纯后的氧化铁矿石中的磁性颗粒进一步分离。
在这一步骤中，磁选器的强磁场可以有效地吸引磁性颗粒，从而实现氧化铁矿石的提纯。
通过这种旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法，氧化铁矿石的提纯效率得到了显著提高。
研究者们在实际的生产实践中，通过对氧化铁矿石的试验，验证了这种方法的可行性和有效性。
通过这种方法，可以快速、高效地提纯氧化铁矿石，使其得到更广泛的应用。
总的来说，旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法为氧化铁矿石的提纯带来了新的思路和方法。
通过这种方法，可以有效地克服氧化铁矿石磁性弱、难以分选的问题，提高矿石的利用率和经济效益。
这种方法的提出和应用，必将为氧化铁矿石的生产和利用带来新的发展机遇。
第二篇示例：随着矿石资源的日益枯竭，开采难度增加，矿石品位逐渐下降，氧化铁矿石的选矿技术也面临着越来越大的挑战。
张汉泉磁化焙烧技术
附件 2、大冶智达资源再生材料厂多级动态磁化焙烧炉
11
附件 3、福建三明多级动态磁化焙烧炉
12
附件 4：广西灵山诚丰矿业公司多级动态磁化焙烧炉
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附件 5：湖北省发明奖励证书
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附件 6：专利说明书及发表论文 1、 粉状低品位氧化铁矿石选矿方法 2、 黄梅褐铁矿悬浮闪速磁化焙烧试验研究 3、 多级动态磁化焙烧技术及其应用
1
前言
近年来，我国进口成品铁矿石的数量都在需求总量的 60%以上 （对外依存度大于 60%），因此随着钢铁工业的快速发展及易选磁铁 矿资源的日趋枯竭，难选氧化铁矿资源的开发利用已迫在眉睫。磁化 焙烧是将难选的弱磁性铁矿石在焙烧炉中加热并在适宜气氛中使弱 磁性铁矿物在还原介质中转变为强磁性铁矿物的过程。经磁化焙烧 后，弱磁性铁矿物比磁化系数增加上千倍，而脉石矿物在大多数情况 下磁性变化不大，从而增大了铁矿物与脉石矿物的磁性差异，产品弱 磁选分离效果好，因此磁化焙烧-磁选是处理此类难选氧化铁矿最行 之有效的方法之一。
对不同粒级（-5.0mm）、含 Fe 25%～45%的难选低品位氧化铁 矿石在运动状态下实现 Fe2O3（弱磁性）向 Fe3O4（强磁性）快速转 变，转化率≥90%；焙烧产品经弱磁选，铁精矿品位≥60%，铁回收率 ≥85%，综合加工成本低，经济效益明显。
本项目有效解决了现行磁化焙烧工艺中存在回转窑、竖炉、沸腾
本项目针对不同类型难选弱磁性氧化铁矿进行多级动态磁化还 原焙烧，集成粉状矿石多级干燥预热、磁化还原、密闭冷却等过程为 一体的高效快速磁化还原炉，采用多级动态磁化焙烧的方法，增大焙 烧过程的传热传质效率，充分利用余热降低能量消耗；通过提高气固 固反应速度，提高磁化焙烧效率；采用低温磁化焙烧，有效避免铁矿 物与杂质矿物烧结。大幅度改善了难选氧化铁矿（赤铁矿、褐铁矿、 菱铁矿、镜铁矿等）弱磁选分选性能。
关于细粒铁物料闪速磁化焙烧的技术探究
关于细粒铁物料闪速磁化焙烧技术的探究摘要：针对我国每年数亿吨“收之不能、弃之可惜”的低品位难选强磁精矿、中矿和伴生弱磁性铁物料难以分选和利用问题，近年来，开发出了数以秒计的闪速磁化焙烧新技术，为直接处理细粒粉状铁物料开辟了新的有效利用途径，并在闪速磁化焙烧还原工艺和前期工程技术等方面做了许多开拓性的研究工作。
选择新疆哈密金矿选冶厂铁矿粉粉料，研究应用闪速磁化焙烧新技术处理后的物料性质，推广闪速磁化焙烧技术。
关键词：细粒铁焙烧试验性质一、矿产资源利用存在问题我国是世界上矿种较齐全，部分矿产储量相当丰富的少数几个国家之一。
虽然我国矿产资源总量丰富，但人均占有量却只有世界平均水平的58％，排在世界第53位。
我国的优势矿产主要是用量不大的矿种，而用量大的矿产储量却相对不足，结构性矛盾突出；且贫矿资源比重偏大，经济可利用的资源储量少；资源分布与生产力布局不匹配。
1．矿产资源供需前景不容乐观我国已经成为矿产资源开发利用的大国。
2006年，我国钢、煤炭及10种有色金属、水泥、化肥等产品的产量居世界第一位，虽然我国矿产资源消费总量很大，但人均水半不高。
与需求快速增加相反的是，国内矿产资源的保障程度在下降。
一方面，国家经济建设所需要的大宗支柱性矿产，如石油、铁矿石、铜、铬铁矿、钾盐等，供需缺口越来越大，进口量逐年攀升，另一方面，矿产资源对经济发展的支持力度，已经从过去的基本保障供给到难以满足需求。
2. 资源浪费虽然国家在资源节约和矿山环境保护方面，做出了很大的努力，并取得了明显的进步。
但由丁小型矿山，特别足个体矿山的人员素质、技术水平、机械设备等方面的原因，资源回收率普遍偏低。
采富矿的时候糟蹋甚至破坏了贫矿，开采主要矿种时浪费或破坏了伴生矿，开采多种金属矿的时候只用了其中的单种元素，共伴生矿的综合利用率不到20％，比国外平均水平40％～50％低20到30个百分点。
由此可以看出，我国在矿产资源开发利用中的浪费是多么惊人，同时说明我国提高资源效率的潜力还非常巨大13.污染问题严重我国由于采矿而诱发的各类地质灾害和生态环境破坏问题也相当突出，需要给予足够的重视。
红矿(赤铁、褐铁、菱铁矿)磁化焙烧新工艺新技术
红矿（赤铁、褐铁、菱铁矿）磁化焙烧新工艺新技术一、红矿的磁化焙烧选矿技术及工程赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及其共生矿（红矿）属于难选矿，尤其是嵌布粒度细、易泥化的矿石，常规的强磁或强磁－浮选工艺回收率和精矿品位较低，资源浪费严重、精矿质量较差难以满足精料冶炼的要求。
工业应用表明：磁化焙烧是一种把难选红矿变为易选磁矿的经济可行的有效法。
1、基本原理：铁是一种多价态元素，能形成几种氧化物：α-Fe2O3(赤铁矿) 、γ-Fe2O3(磁赤铁矿)、Fe3O4（磁铁矿）、FexO（浮氏体）. 其中只有磁铁矿和磁赤铁矿是强磁性，其余是弱磁性，这取决于他们的结构和各种影响因素。
磁铁矿是一种尖晶石型的铁氧体，赤铁矿及浮氏体的晶体结构属斜方晶系，磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行化学反应的过程，弱磁性矿物（赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿菱锰铁矿及其共生矿）经磁化焙烧后，磁性显著增强，即可通过弱磁选进行有效的分离。
常用的的磁化焙烧法可分为：还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化还原焙烧和还原氧化焙烧。
我们通过多年的试验研究和工业化实施，解决了磁化焙烧工业应用方面的技术问题，通过磁化焙烧，赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿（及其共生矿）转化为易选的磁铁矿，磁化率可达85～92％，弱磁选回收率可达70～85％、精矿品位61～63％，为这些难选资源的工业应用找到了一条经济、可行的新方法。
2、还原焙烧：赤铁矿、褐铁矿、高价锰矿石和铁锰矿石在加热到一定温度后，与适量的还原剂相作用，就可使弱磁性的铁矿物转变为磁铁矿，同时锰矿物由高价还原为低价，常用的还原剂有C、CO、H2等。
Fe2O3+C →Fe3O4+COFe2O3+CO→Fe3O4+CO2Fe2O3+H2→Fe3O4+H2OMnO2+CO→MnO+CO2MnO2+H2→MnO+H2O褐铁矿在加热脱水后变成赤铁矿后，按上述反应还原成磁铁矿。
3、中性焙烧：菱铁矿（FeCO3）、菱镁铁矿、菱铁镁矿、等碳酸铁矿石与赤褐铁矿的共生矿在一定焙烧条件也可变成磁铁矿。
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。
磁化焙烧原理
C ihUQ beishQO一CIXU0n 磁化焙烧一磁选(magnetizing roasting-磁化焙烧megnetic separation)磁化焙烧与磁选的联合处理法。
磁化焙烧是在一定温度和气氛下把弱磁性铁矿物(赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和黄铁矿等)变成强磁性的磁铁矿或磁性赤铁矿(不Fe203)的过程。
是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。
磁化焙烧一磁选技术的分选指标优良，但成本较高。
磁化焙烧按原理分为还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧。
还原焙烧应用最广。
它在500~800℃的还原气氛下进行，焙烧产物是强磁性的Fe30、;若产物在还原气氛下冷却到400℃，再在空气中冷却，则产物是井 Fe203。
前者为还原焙烧，后者为还原一氧化焙烧。
还原焙烧用的还原剂为固体或气体。
固体还原剂如煤粉和焦炭粉;气体还原剂是各种煤气，如高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等。
中性焙烧是在不加或少加空气的条件下，把菱铁矿加热到300~400℃，使其分解为磁铁矿。
氧化焙烧是在氧化气氛下，将黄铁矿氧化为磁黄铁矿或磁铁矿。
为判断磁化焙烧后弱磁性矿物转化为强磁性矿物的程度，采用还原度来度量。
还原度是焙烧矿石中的氧化亚铁和全铁含量的百分数 (架只1。
写)。
还原完全时还原度为42.8%，小于、TFe/、‘“”厂”沪。
一，/J、/。
一”“~j/J、浅/J了曰.LJ/。
”J’“ 28%时，则表示还原程度不够。
磁化焙烧炉有竖炉、回转窑和沸腾炉。
中国多采用竖炉，炉子容积一般为50m“，处理能力15t/h;容积较大的为70m3，处理能力为23t/h。
竖炉给矿粒度为75~Zomm，小于Zomm的粉矿不能用竖炉焙烧。
回转窑能处理粉矿，但有时容易结瘤。
沸腾炉热效率高，还原性能好，能处理3一。
mm 粉矿。
但粉尘量大，对环境污染较严重。
磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应的气氛中进行物理化学反应的过程。
根据矿石不同，化学反应不同。
镜铁矿粉矿微波磁化焙烧工艺及机理研究
镜铁矿粉矿微波磁化焙烧工艺及机理研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
难选弱磁性铁矿石闪速(流态化)磁化焙烧成套技术开发与应用研究
2016-10-19国家科技支撑计划课题（2015BAB 03B 01)刘小银（1964-)，男，湖南邵阳人，教授级高级工程师，硕士，主要研究方向为热能工程与闪速（流态化）焙烧成套技术与装备第37卷第2期 2017年04月矿冶工程MINING AND METALLURGICAL ENGINEERINGV 〇1.37 ^2 April 2017难选弱磁性铁矿石闪速（流态化）磁化焙烧成套技术开发与应用研究①刘小银1,余永富1,洪志刚2,彭泽友1,李家林1,赵强1(1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙410012;2.湖北凤山矿业有限公司，湖北黄梅435500)摘要：针对难选弱磁性菱铁矿、褐铁矿采用常规选矿方法不能有效分选的难题，进行了基础理论研究、成套技术与装置研发以及系统工程技术集成等，开发了高效处理难选弱磁性铁矿石的闪速磁化焙烧成套技术与装备，并在湖北黄梅建成了首个60万吨/年 的产业化工程项目并稳定生产。
原矿品位32.52%的菱（褐）铁混合矿，经闪速磁化焙烧处理后，工业生产可获得铁精矿品位 57.52%、Si 02含量4.76%、铁回收率90.24%的先进技术指标;原矿焙烧热耗31.22kgce /t ，产品铁精矿制造成本234.36元/吨，低于其 它焙烧方法。
该技术的推广应用前景十分广阔。
关键词：菱铁矿；褐铁矿；闪速磁化焙烧；产业化中图分类号：TD 981 文献标识码：A doi :10.3969/j .iwn .0253-6099.2017.02.010文章编号：0253-6099(2017)02-0040-06D evelopm ent and A p p lic a tio n o f Packaged Technology fo rFlash ( Fluidization ) M agnetizing Roasting o f R efractory W eakly M agnetic Iro n OreLIU Xiao -yin1，Y U Yong -fu1，H O N G Zhi -gang2，P E N G Ze -you1，LI Jia -lin1，Z H A O Qiang 1(1. Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd ，Changsha 410012，Hunan ，China ； 2.Hubei Fengshan Mining Co Ltd，Huangmei 435500，Hubei ，China )Abstract ： On account o f processing inefficiency in conventional separation o f refractory weakly magnetic iron ores suchas sider ite and limonite ， a packaged technology and equipment for flash magnetizing roasting were developed for high-efficient beneficiation o f refractory weakly magnetic iron ores ， based on previous basic theoretical research ， development o f packaged technology and facil it ies ，as well as researches on the systematical integration o f engineering techniques . The f i r s t industrialization project with a handling capacity o f 600 000 t/a was successfully constructed and put into operation in Huangmei o f Hubei Province . A mixture o f sider ite and limonite with iron grade o f 32.52% as the raw material，was subjected t o the process o f flash magnetizing roasting in the industrial production，resulting in 90.24% recovered into the iron concentrate grading 57.52% Fe and containing 4.76% Si 〇2. The heat consumption for raw ore roasting i s 31.22 kgce/t and the production cost i s R M B ¥ 234.36 Yuan/ton o f iron concentrate，which i s lower than other roasting method . The excellent performance and economic advantages indicate t h i s packaged technology will have a wide application prospect .Key words ： siderite ； limonite ； flash magnetizing roasting ； industrialization我国有近百亿吨难选菱铁矿、褐铁矿及其共生矿。
难选铁矿石闪速磁化焙烧的重大技术突破
悬浮式闪速磁化焙烧技术
简介
湖南长拓高科冶金有限公司
二零一四年三月
目录
一、 中国铁矿.............................................1 二、 核心技术.............................................2 三、 工业试验.............................................3 四、 应用领域.............................................3 五、 八大优势.............................................3 六、 经济效果.............................................5 附录一、名词释义..........................................8 附录二、项目历史..........................................9 附录三、技术团队..........................................11
2
“悬浮式闪速磁化焙烧技术”，以其优异的性能及低成本优势，将为我国 开发利用复杂难选的低品位铁矿资源和尾矿尾渣作出重大贡献。
二、核心技术
悬浮式闪速磁化焙烧核心技术：以褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿等复杂难选的 低品位铁矿或尾矿尾渣等矿物为原料，磨细成粉，经多级预热后进入悬浮式磁 化焙烧反应炉。磁化反应炉内为高温还原性气氛，矿粉在悬浮状态下快速换热 并在几秒钟内快速磁化，获得强磁性的焙烧矿。再经多级弱磁选和反浮选后得 到高品位铁精矿粉产品。
闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统[实用新型专利]
![闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/857e89c23169a4517623a30e.png)
专利名称：闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统专利类型：实用新型专利
发明人：庄大英,李永恒,高泽斌,陆晓苏
申请号：CN201320236064.2
申请日：20130503
公开号：CN203286889U
公开日：
20131113
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统，该闪速磁化焙烧炉包括上行段及下行段，上行段经鹅颈管与下行段连接;上行段的底部设有烟气进口及物料进口，下行段的底部设有气料出口。
本实甩新型闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统的气固反应充分、成本低、磁化焙烧转化率高、能耗低、有利于大规模工业化。
申请人：湖南长拓高科冶金有限公司
地址：410005 湖南省长沙市芙蓉路一段435号唐朝大厦2601
国籍：CN
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：吴贵明
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复杂铁矿物闪速磁化焙烧前后的物化特征
复杂铁矿物闪速磁化焙烧前后的物化特征罗立群;余永富;尚亿军【摘要】利用穆斯堡尔谱(CEMS)方法,结合X射线衍射(RXD)和磁性能测试等手段,研究粒度-0.30 mm的酒钢富含镜铁矿、褐铁矿和镁(锰)菱铁矿难选铁粉料闪速磁化焙烧前、后的物理和化学特征,探讨闪速磁化焙烧过程中弱磁性铁矿物的固态相变及磁性变化规律.研究表明:弱磁性细粒铁矿物的相变均转变为龟裂较为发育的人造磁铁矿,其比饱和磁矩的增加值较焙烧前增加33～42倍不等,综合效果与磁选管分选的铁回收率相吻合;在此磁化焙烧过程中,菱铁矿的磁化转变过程主要由化学反应速度控制,而镜铁矿的磁化转变过程受扩散控制影响,部分未转化完全.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2009(018)011【总页数】4页(P84-87)【关键词】复杂铁矿物;闪速磁化焙烧;穆斯堡尔谱;磁性能;人造磁铁矿【作者】罗立群;余永富;尚亿军【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070;矿物资源加工与环境湖北省重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070;长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TD92;TD924针对我国每年数亿吨“收之不能、弃之可惜”的低品位难选强磁精矿、中矿和伴生弱磁性铁物料难以分选和利用问题，近年来，在余永富院士的领衔下，开发出了数以秒计的闪速磁化焙烧新技术，为直接处理细粒粉状铁物料开辟了新的有效利用途径，并在闪速磁化焙烧还原工艺和前期工程技术等方面做了许多开拓性的研究工作［1-3］。
同时，许多涉及闪速磁化还原过程的基础工作，需要从理论与实践上进行相应的深入细致研究。
本文以我国著名的难选“红铁矿”——酒钢镜铁山铁矿的含铁粉料为研究对象，对实施闪速磁化焙烧新技术的相关试样，利用穆斯堡尔谱（CEMS）方法，结合X射线衍射（RXD）等技术，探讨了闪速磁化焙烧过程中，弱磁性铁矿物的固态相变、晶态转化及磁性变化规律，以期掌握控制闪速磁化焙烧工艺的操作参数，为闪速磁化焙烧技术的工程化应用，提供理论依据和技术支持。
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第三届中国工业副产石膏（粉煤灰）资源利用及市场开发新思路新技术研讨会
黄铁矿 菱（褐、赤、针、镜）铁矿
赤铁矿、镜铁矿
氧化焙烧 氧化一还原焙烧
还原—氧化焙烧
７ＦＥＳ２＋６０２＝Ｆｅ７Ｓ８＋６Ｓ０２ ３Ｆｅ７Ｓｓ＋３８０２＝７Ｆｅ３０４＋２４Ｓ０２
３ＦｅＣ０３＝Ｆｅ３０４＋２Ｃ０２＋Ｃ０ ３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２ ３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ，Ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚｅ．Ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｕ∞ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｑｕｉｃｋｌｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｉｒｏｎ ｏｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ，ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｑｕｉｃｋｌｙ
１５２
第三届中国工业副产石膏（粉煤灰）资源利用及市场开发新思路新技术研讨会
重选、絮凝脱泥等机械选矿工艺流程，铁精矿品位很难达到４５％以上，只能少 量配矿使用。
有着丰富菱铁矿资源的钢铁公司如酒钢、昆钢、龙钢等都做了菱铁矿配矿直 接烧结的试验，大量试验结果表明：在烧结原料中配入的菱铁矿达到５％～７％以 后，极易粉化，明显降低烧结强度；褐铁矿、针铁矿结构中通常含有结晶水，在 我国虽有少量工业应用，但铁精矿品位多数徘徊在５０％＇－－－５５％，回收率甚至不到 ５０％，造成极大的资源浪费，直接选矿所得铁精矿品位不仅很低，而且结晶水影 响烧结强度、增加能耗。鲕状赤铁矿是目前人们公认最难选的铁矿石，独特的鲕 状构造、复杂的矿物组成、含磷高，决定了它属于极其难选矿，目前尚未大规模 工业开发。
ＦｅＣ０３＝ＦｅＯ＋Ｃ０２
总反应方程式：
３ＦｅＯ＋Ｃ０２＝Ｆｅ３０４＋ＣＯ ３ＦｅＣＯ。＝Ｆｅ。０４＋Ｃ０＋２Ｃ０。
曲线ＧＨ段表示菱铁矿分解产物Ｆｅ。０。在该温度范围内比较稳定，重量基本恒
定，只是磁铁矿热容随温度升高而有所下降。
吸热谷Ｃ点（３１９℃）、Ｆ点（５３３℃）和放热峰Ｇ点（６１４℃）比较容易测量，
Ｄ点或Ｇ点时，变成磁铁矿，并完成磁化过程。磁铁矿在无氧气氛中快速冷却时，
其组成不变，仍是磁铁矿（ＤＭ线段）。磁铁矿在４００℃以下，在空气中冷却，则
被氧化成强磁性的Ｙ－Ｆｅ。０。（ＤＥＮ线段）；如在４００℃以上，在空气中冷却，则被
氧化成弱磁性的Ｑ－Ｆｅ。０。（ＤＢ线段）。磁化焙烧适宜的焙烧温度为７００’９００℃。
表３－１
矿石类型 镜铁矿、赤铁矿（鲕状）
褐（针）铁矿 菱铁矿
典型铁矿磁化焙烧方程式
磁化焙烧类型
磁化焙烧反应方程式
（按焙烧气氛）
（选择还原剂ＣＯ）
还原焙烧
３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２
还原焙烧 中性焙烧
２Ｆｅ２０３．３Ｈ２０＝２ Ｆｅ２０３＋６Ｈ２０ ３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２ ３ＦｅＣ０３＝Ｆｅ３０４＋２Ｃ０２＋Ｃ０
温度／℃６００
聋 ４ Ｋ ●
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４００ 一Ｇ
２００ ２００
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菱铁矿 褐铁矿
７８
７６
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７２
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Ｆｅ／％
２２
２４
２６
２８
３０
０２／％
第三居中阿工韭副产石膏（粉堞灰）资源利用蔑市场开发新思路新拄术研讨舍 围３－Ｉ铣矿物磁化焙烧相图
２Ｆｅ２０。·３Ｈ２０＝２Ｆｅ２０３＋３Ｈ２０
曲线ＤＥ段表示菱铁矿比较稳定，本身热容性质随温度升高而降低；曲线ＥＦＧ 段（４８０℃—６１４℃）表示菱铁矿吸热分解，生成ＦｅＯ，ＦｅＯ性质相当活泼，不稳定，
被自身分解产生的ＣＯ。快速氧化生成强磁性矿物Ｆｅ。０。，析出ＣＯ、Ｃ０：混合气体，
菱铁矿失重２６．０７％，ＦｅＯ氧化放出大量的热，反应方程式如下所示：
１８～３０ ３２～３６ ２０～５０ ２０～３０ ３０—４０
钢铁公司 陕西龙钢 新疆克州 甘肃酒钢
重钢
云南昆钢
湖北武钢
内蒙包头 江西新余 河南灵宝
表１－２不同类别的典型铁矿储量
铁矿名称
地质储量
矿石类型
大西沟铁矿 亚星
酒钢选厂 接龙铁矿 篆塘角铁矿 綦江铁矿 桃花铁矿 王家滩铁矿 惠民原生矿 惠民氧化矿 包子铺铁矿 黄梅铁矿 鄂西铁矿 大冶尾矿强磁精
随着我国国民经济的快速发展，国内钢铁工业发展迅猛，原料需求日益增长， 然而在我国铁矿资源严重紧缺时，却有上百亿吨的复杂难选矿因为矿石本身的特 点及目前选矿技术的局限而几乎没有利用，因此，为充分利用现有国内资源，缓 解进口铁矿石的压力，提高钢铁企业矿石的自给率，保证国民经济可持续发展， 应用高效选矿技术——闪速磁化焙烧工艺，加快开发利用疑难杂矿已成为当务之 急。
３ ３差热（ＤＳＣ）—熟重（ＴＧ）分析 差热（ＤＳＣ）分析是在程序控制温度下．测量输给物质和参比物之『日Ｊ的功率差 与温度关系的一种技术，差热分析曲线是描述样品与参比物之间的功率差随温度 的变化关系。 热重（ＴＧ）分析是程序控制温度下借助热天平虬获得物质的质量与温度关系 的一种技术，热重曲线是程序控制温度下物赝质量与温度关系的曲线。 差热—热重分析技术常用于跟踪测定物质的反应机理，反应动力学一反应历 程的考查。 图３－２、图３－３为采用差熟—热重仪Ｎｅｔｚｓｃｈ测得菱铁矿在空气环境中的差 热—熟重曲线。
矿得到高效利用，很有现实意义和推广价值。
关键词：复杂、难选、闪速磁化焙烧、
中图分类号：
文献标识码：
文章编号：
Ｔｅｓｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｒｏａｓｔｉｎｇ Ｑｕｉｃｋｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ
Ｗａｎｇ Ｑｉｕ—ｌｉｎ，Ｃｈｅｎ Ｗｅｎ，Ｙｕ Ｙｏｎｇ—ｆｕ，Ｌｉａｎ Ｘｉａｏ－ｆｕ，Ｌｉｕ Ｘｉａｏ－ｙｉｎ （Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
它既不反映变化速率到达最大值时的温度，也不代表放热或吸热结束时的温度，
只表示菱铁矿热流对参比样热流的偏移程度。
图３—４、图３－５为采用差热—热重仪Ｎｅｔｚｓｃｈ测得菱铁矿在密闭中性环境中 的差热一热重曲线。
图３．４
，７疗
菱铁矿在密闭中性环境中的差热曲线
第三居中国工生捌产石膏（粉煤葳）资《利用及市场开发新恳路新拄术研讨会
菱、褐铁矿 褐、菱铁矿 菱、镜铁矿 菱、赤铁矿 菱、赤铁矿 菱、鲕状赤铁矿 鲕状赤铁矿
菱铁矿 菱铁矿、 褐、镜、针铁矿
褐铁矿 褐铁矿 鲕状赤铁矿
菱、褐铁矿
菱、褐铁矿 褐铁矿 赤铁矿
开发现状
投产 投产 投产 在建 在建 投产 拟建 拟建 拟建 拟建 拟建 拟建 在建
拟建
拟建 拟建 在建
２选矿现状 在世界选矿史上，复杂难选铁矿的选矿一直是一个世界性难题，由于菱铁矿 的铁品位较低，与钙、镁、锰呈类质同象共生，因此采用传统的强磁一反浮选、
第三届中国工业副产石膏（粉煤灰）资源利用及市场开发新思路新技术研讨会
学经过长期潜心研究，联合研发出新型高效多级循环悬浮流态化磁化焙烧装置一 闪速炉，在菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿等复杂难选铁矿选矿技术上取得革命性突破 和历史性跨越，该设备和技术己获多项国家发明专利（专利号 ＺＬ２００７２００６４９９６．８）。闪速炉焙烧系统主要由预热器和反应炉组成。
罔３－２ 菱铁矿在窀气环境中的差热曲线
圈３－３菱铁矿在空气环境中的热重曲线
第三届中国工业副产石膏（粉煤灰）资源利用及市场开发新思路新技术研讨会
从曲线ＡＢ段（２４１℃之前）可以看出：该段菱铁矿相态保持稳定，也未失重，
只是自身热容随温度升高而有所增加，在该温度范围内菱铁矿比较稳定；随着温
度的升高，曲线ＢＣＤ段（２４１℃一３６０℃）表示菱铁矿中杂质矿物一少量褐铁矿吸 热、脱水分解，重量开始减轻，失重０．９１％，其化学方程式如下所示：
４烙烧炉型 磁化焙烧按焙烧炉型可分为：竖炉、回转窑、沸腾炉、闪速炉。上述焙烧炉 型各有所长，均已成功应用于大工业生产，不同类别的矿石．应选择不同的焙烧 炉型：竖炉只适宜于焙烧块矿（２０’７５ｒ啪）、原料利用率低，物料呈堆积态、传热 效率低、自动化程度低、投资大、劳动强度高、处理量小，中心易欠烧，表面易 过烧，焙烧效率低，焙烧成本高：回转窑可实现全粒级（Ｏ’２０ｒａｍ）焙烧，但设各 投资大，热量利用率低、对物料、燃料性质、含水量、焙烧气氛、温度、燃烧器 要求严格，需精确控制，否则容易结窑结圈，导致工业生产难以顺行：闪速炉是 在传统焙烧炉基础上发展起来的新一代焙烧炉型。长沙矿冶研究院、武汉理工大
欲获得较高品位的铁精矿，应用闪速磁化焙烧技术，改变矿石矿相，拉大铁 矿物与脉石矿物比磁化系数的差距，提高可选性，是开发利用复杂难选铁矿的有 效手段。