高铁铝土矿低温磁化焙烧-磁选工艺试验研究

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高铁铝土矿还原焙烧分离铁、铝的研究

2019年第12期轻金属•15•高铁铝土矿还原焙烧分离铁、铝的研究吴艳'，白皓S辛海霞蔦徐玉君$(1.东北大学，辽宁沈阳110819；2东北大学秦皇岛分校，河北秦皇岛066004)摘要：高铁铝土矿是一种典型的难处理的多共生资源，具有较高的综合利用价值。

本文采用还原提铁及铁焙烧提铝工艺对高铁铝土矿进行了铁、铝分离研究。

实验研究表明，在还原温度1200弋、还原时间120min、•熔剂用量20%时，铁还原率可达80%,磁选分离后得到磁性物质(铁精矿)和非磁性物质(富铝渣)，再通过铁焙烧的方法提取了富铝渣中的铝，在焙烧温度450弋、恒温时间120min、铁铝比为6时，铝提取率可达80%以上。

提铝后的渣主要为二氧化硅和硫酸钙。

关键词：高铁铝土矿；氧化铝；铁；还原；焙烧中图分类号：TF803.X758文献标识码：A文章编号：1002-1752(2019)12-0015-05DOI：10.13662/ki.qjs.2019.12.004Study on separation of iron and aluminum of high iron bauxite by reduction roastingWu Yan1,Bai Hao1,Xin Haixia2and Xu Yujun2(1.Northeastern University,Shenyang110819,China；2.Northeastern University at Qinhuangdao Branch,Qinhuangdao066004,China)Abstract：High iron bauxiteis a typical multiple symbiotic resource which is difficult to deal with and has high comprehensive utilization value.In this paper,the separation of Fe and Al from high iron bauxite by the process of iron reduction and ammonium roasting was studied.The experimental results show that the reduction rate of iron can reach80%when reduction at1200°C for120min and with20%flux.The magnetic substances(Iron concentrate)and non-magnetic substances(Aluminum-rich residue)were obtained by magnetic separation.The alumina in the aluminum-rich residue was extracted by ammonium roasting.When the roasting temperature is450°C,the constant temperature time is120min and the ratio of ammonium to aluminum is6, the aluminum extraction rate can reach more than80%.Silica and calcium sulfate are the main residues after aluminum extractionKey words:high iron bauxite；alumina；iron；reduction；roasting高铁铝土矿实际上是指全铁含量在25%以上，同时含有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等含铁矿物，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石等含铝矿物矿石的统称［，'21o我国拥有大量的高铁铝土矿资源。

磁化焙烧-磁选回收某褐铁矿中铁的试验研究

还原剂加入量、焙烧时间、磨矿细度、磁场强度
位和回收率都较为理想的铁精矿产品。田峰⑷以西北某铁矿山的TFe品位33.76%的矿样为试验对象，采用“还原磁化焙烧-磁选”工艺对其进行试验研
对磁选铁精矿指标的影响。
1试验原料
究，最佳试验条件下可获得精矿铁品位63.78%, 铁回收率77.59%的精矿产品。陶恒畅151以云南某原矿铁品位35.25%的赤褐铁矿为研究对象，用焦
河南郑州450006)
摘要：某褐铁矿原矿铁品位39.28%,其中褐铁矿矿物含量占73.86%,具有一定的回收价值。以焦煤为还原剂, 釆用磁化焙烧-磁选的工艺回收其中的铁，试验主要考察了磁化焙烧温度、时间、还原剂加入量、磨矿细度、磁场强度对铁精矿选别指标的影响。确定最佳工艺条件为：磁化焙烧温度800'C,焦煤加入量4%,焙烧时间40 min, 焙烧样磨矿至-0.037 mm 90%,磁场强度设置192 KA/m进行磁选，最终可获得磁选精矿铁品位59.76%、铁回收率73.31%的良好指标。
1.1褐铁矿原矿性质试验所用矿样取自海南省北部，化学多元素
分析结果见表1,矿物组成及含量见表2。
表］褐铁矿化学多元素分析结果/%
Table 1 Chemical composition analysis results of the limonite
TFe
Pb
Zn
Co
V
SiO2 AI2O3
S
P
MgO CaO Mn TiO2 Na2O K2O
39.28 0.038 0.013 0.013 0.039 17.24 8.73 0.052 0.29 0.14 0.56 0.30 2.69 0.079 0.22
由表1可知，该褐铁矿原矿TFe品位 39.28%,具有较高的回收价值，其他金属含量较低。

磁化焙烧

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。

高铁沉积型铝土矿的选矿技术研究

高铁沉积型铝土矿的选矿技术研究宋涛;陈献梅【摘要】以云南高铁沉积型铝土矿为研究对象开展选矿试验研究工作.铝土矿原矿Al2O3品位45.58％,S.O2品位8.73％,Tfe品位19.78,A/S为5.22.在研究了该矿石化学成分与矿物组成的基础上,进行了磁选脱铁、正浮选一水硬铝石的试验研究,最终得到Al2O3品位55.38％、回收率达到69.17％的精矿,Tfe品位10.73,A/S 为9 87.研究成果表明,高铁沉积型铝土矿通过磁选—浮选工艺可以实现脱铁提铝降硅的目的.%Targeted at high ferrous sedimentary bauxite in Yunnan province,we carried out mineral processing research work.The bauxite ore has Al2O3 grade 45.58％,SiO2 grade 8.73％,total Fe 19.78％,A/S ratio5.22.Based on the mineral conposition study and chemical analysis,test work was barried out on magnetic separation for removing ferrous and direct flotation of the diaspore minerals to increase A/S.Following figures were obtained from the experiment:A12O3 grade in concentrate55.38％,Al2O3 recovery 69.17％,total Fe 10.73％,A/S ratio 9.87.The test results show that high ferrous sedimentary bauxite can be upgraded by removing ferrous iron and silicon component using magnetic separation-flotation process.【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2017(026)003【总页数】6页(P19-23,45)【关键词】铝土矿;沉积型;高铁【作者】宋涛;陈献梅【作者单位】昆明冶金研究院,昆明 650093;云南选冶新技术重点实验室,昆明650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室;昆明冶金研究院,昆明 650093;云南选冶新技术重点实验室,昆明 650031;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TD952氧化铝含量大于15%的铝土矿称为高铁铝土矿。

某选铁尾矿磁化焙烧-磁选试验研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｆｏｗｓｈｅｅｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇｒｏａｓｔｉｎｇ — ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｔｒｅａｔｔａｉｌｉｎｇｓｆｒｏｍｉｒｏｎｏｒｅｄｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｓｔｕｄｙ．Ｓｔａｔｉｃｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｓｔｓｗｅｒｅｃａ￣ｉｅｄｏｕｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒｏａｓｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｏａｓｔｉｎｇｔｉｍｅ，ｒｅｄｕｃｔａｎｔｄｏｓａｇｅ，ｇｒｉｎｄｉｎｇｆｉｎｅｎｅｓｓａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈｄｙｎａｍｉｃｒｏａｓｔｉｎｇｔｅｓｔｓｗｉｔｈｒｏｔａｒｙｋｉｌｎｌｅｄｔｏｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ：ａｆｔｅｒ６０ｍｉｎｕｔｅｓｏｆｒｏａｓｔｉｎｇａｔａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ７５０ｏＣ，ｗｉｔｈｃｏａｌｄｏｓａｇｅｏｆ６％ａｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｆｉｎｅｎｅｓｓｏｆ一０．０４５ｍｍ８８．６５％，ａｎｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｗｉｔｈｉｒｏｎｇｒａｄｅｏｆ５９．４２％，ｙｉｅｌｄｏｆ７４．６９％ａｎｄｒｅｃｏｖｅｙｒｏｆ９３．８５％ｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｒｏａｓｔｅｄｏｒｅｂｙａｄｏｐｔｉｎｇａｐｒｏｃｅｓｓｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇｏｎｅｒｏｕｇｈｉｎｇａｎｄｏｎｅｃｌｅａｎｉｎｇｏｆｌｏｗｉｎｔｅｎｓｉｔｙｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｍａｇｎｅｔｉｃｉｆｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆ９６ｋＡ／ｍ，ａｎｄｔｈｅｉｒｏｎｇｒａｄｅｉｎｔａｉｌｉｎｇｓｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄｔｏｂｅｌｏｗ１０％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔａｉｌｉｎｇｓｆｒｏｍｉｒｏｎｏｒｅｄｒｅｓｓｉｎｇ；ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇｒｏａｓｔｉｎｇ；ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｒｏｔａｙｒｋｉｌｎ

磁化焙烧-磁选一反浮选工艺回收选金尾矿中铁的试验研究

Ｍａｎｔｚｎａｔｎ－ａｎｔｃＳｐｒｔｏＲｅｅｓｌｔｔｏｇｅｉｉｇＲｏｓｉｇＭｇｅｉｅａａｉｎ－ｖｒｅＦｏａｉｎ
ＺＨＡＮＧｈｎ — ｕｎＣＡＯｈｉｑｎ，ＳＨＩＹｕ —ｉｎＳｅｇｇａｇ，Ｚ —ｕｎｌａｇ
回收该类尾矿提供了新的工艺方法。
关键词：选金尾矿；铁精矿；磁化焙烧；磁选；反浮选
中图分类号：Ｄ８Ｔ９２文献标识码：Ａ文章编号：２３— ０９２１）３— ０４— ４０５６９（０２００４０
ＥｘｅｉｅｔｌＳｕｙｏｃｃｉｇＩｏｒｍｌｅＴａｌｇｙｐｒｍｎａｔｄｎＲｅｙｌｒｎｆｏＧｏｄＯｒｉｎｓｂｎｉ
℃ ，ａｒａｔｇｔｆ５ｍｉｕｅ，ａｍａｎｔｅｄｉｔｎｉｆ１４ｋ／，ａｄａｃｎｕｔｎｏｕｙａｎｒｒｖｒｅｏｓｉｉｏｎｔｓｇｅｉｆｌｎｅｓｙｏ４Ａｍｎｍｅ４ｃｉｔｎｏｓｍｐｉｆａｒｌｍｉｅｆｅｅｓｏｌｏ
ห้องสมุดไป่ตู้
某含铁金矿采用全泥氰化浸出工艺回收金、，银产生了大量的含铁尾矿，虽然经弱磁一强磁选工艺流程回收了部分铁，尾矿中铁的含量依然达到３％一但２
表１样品的多元素分析结果（量分数）％质／
（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙４０１）１０２

高铁铝土矿铝铁分离研究现状

高铁铝土矿铝铁分离研究现状许斌;李帅军【摘要】介绍了我国高铁铝土矿的资源储量和分布。

根据国内外对高铁铝土矿铝铁分离开展的研究，论述了选矿法、磁化焙烧法、直接还原法、拜耳法、酸法等工艺的研究现状。

%This paper introduces the reserves and distribution of high-ferric bauxite in our country and discusses research status of several processes including mineral processing method, magnetization roasting method, direct reduction method, bayer method,acid method and etc based on the research of aluminum and iron separation from high-ferric bauxite conducted home and abroad.【期刊名称】《矿业工程》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P17-19,20)【关键词】高铁铝土矿;铝铁分离;研究现状;综合利用【作者】许斌;李帅军【作者单位】中南大学资源加工生物学院，湖南长沙 410083;中南大学资源加工生物学院，湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TD9820 引言近年来随着氧化铝工业高速的发展，我国铝土矿开采量也逐年递增，但国内铝土矿产量仍无法满足氧化铝生产需要，导致从国外进口的铝土矿比例迅速增长，铝资源对外依存度大幅增加，严重影响我国铝行业的战略安全［1］。

另一方面，我国高铁铝土矿的资源储量高达十几亿吨，随着技术的进步，高铁铝土矿的开发利用将是我国氧化铝工业可持续发展的有力保证。

高铁铝土矿含铁矿物以赤铁矿、针铁矿、褐铁矿等形式存在，铝矿物则以三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的形式存在。

高铁难选铁尾矿低温深度还原试验研究

高铁难选铁尾矿低温深度还原试验研究作者：于莲陈紫珊王阳杨世成刘淑贤来源：《科技资讯》2016年第04期摘要：针对高铁难选铁尾矿嵌布粒度细、传统选矿很难将其与脉石矿物分离的问题，采用了深度还原对其进行处理。

在高温下进行的深度还原，加入助熔剂可有效降低还原温度，减少能耗。

通过深度还原还原剂用量、助熔剂用量和温度、焙烧时间、磨矿细度以及磁选强度条件试验，确定工艺最佳条件为：原矿：无烟煤：Na2CO3=7∶4∶4，还原温度1 050 ℃，还原时间30 min，磨矿细度-0.074 mm占88.6%，一段磁选，磁场强度100 kA/m下，经综合试验最终产品品位达到90.04%，回收率93.53%。

关键词：高铁难选铁尾矿深度还原助熔剂中图分类号：TD981 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0053-02由于矿石嵌布粒度细、易泥化和尾矿中大量存在的细粒赤铁矿、碳酸铁、硅酸铁等难选铁矿物，传统选矿设备很难将铁尾矿中铁矿物与脉石矿物分离。

通过高铁难选铁尾矿深度还原—磁选低温深度还原试验研究，找出最佳工艺条件，为铁尾矿的利用提供有效途径。

1 铁尾矿性质分析对代表性铁尾矿进行多元素分析和铁物相分析，全铁品位为19.68%。

有害元素硫、磷含量较高。

铁矿物以赤褐铁矿为主，约占全铁成分的84.71%左右，同时硅酸铁含量也较高，约为7.47%，磁性矿约为4.47%。

2 还原条件试验2.1 还原剂用量用量试验还原剂无烟煤用量对铁精矿品位和回收率的影响如图1所示，随着无烟煤用量的增加，铁精矿品位和回收率先上升后下降。

当矿煤比7∶4时，还原铁精矿品位和回收率达到最大值。

2.2 焙烧温度试验不同焙烧温度的还原指标如图2所示，随还原温度升高，精矿品位和回收率先上升后下降。

当温度为1 050 ℃时，精矿品位和回收率达到最佳值分别为89.94%和92.23%。

2.3 焙烧时间试验不同焙烧时间下还原指标结果如图3所示，还原时间过长，焙烧产物熔融结块，影响后续磨选作业；还原时间为30 min时，还原铁粉的品位和回收率分别为82.35%和92.88%，为最佳。

一种高铁铝土矿的选矿方法[发明专利]

专利名称：一种高铁铝土矿的选矿方法专利类型：发明专利
发明人：黄光洪,马士强,彭雪清,吉红申请号：CN200810143823.4
申请日：20081205
公开号：CN101417260A
公开日：
20090429
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种高铁铝土矿的选矿方法。

本发明采用强磁选―阴离子反浮选流程，阶段磨矿阶段磁选，强化磁选在保证磁选铁精矿回收率的前提下优先获得较高品质的铝精矿Ⅰ和较高品位的铁粗精矿，提高反浮选入选品位，反浮选过程全开路，反浮选粗选设备选用充气量大，气泡微细均匀的浮选柱，以期获得较高品位的铁精矿。

此外，本发明优化降低了进入反浮选作业的物料产率，达到了节能降耗的目的。

申请人：长沙有色冶金设计研究院
地址：410001 湖南省长沙市解放中路199号
国籍：CN
代理机构：长沙正奇专利事务所有限责任公司
代理人：卢宏
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高铁铝土矿的强化还原焙烧-磁选除铁

高铁铝土矿的强化还原焙烧-磁选除铁谢武明;楼匡宇;张文治;邢瑜;简静仪;刘敬勇【期刊名称】《有色金属（选矿部分）》【年(卷),期】2016(000)001【摘要】以高铁铝土矿为原料,在合适的温度和时间条件下利用铝土矿的煤基直接还原原理,研究Na2CO3和CaF2对其中铁氧化物还原的影响,并考察磁场强度和物料粒径对磁选效果的影响.得出最佳工艺条件为反应时间为180 min,反应温度为1 150℃,还原剂投加量为25％;磁选粒度-75 μm占80％,磁场强度为150 kA/m.添加3％Na2CO3和3％ CaF2进行还原焙烧,磁选后铝精矿铝品位为58.8％,铁含量减少到4.0％,满足生产石油压裂支撑的原料要求.【总页数】5页(P26-30)【作者】谢武明;楼匡宇;张文治;邢瑜;简静仪;刘敬勇【作者单位】广东工业大学环境科学与工程学院,广州510006;广东工业大学环境科学与工程学院,广州510006;广东工业大学环境科学与工程学院,广州510006;广东工业大学环境科学与工程学院,广州510006;广东工业大学环境科学与工程学院,广州510006;广东工业大学环境科学与工程学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TD952.5【相关文献】1.某高铁铝土矿石焙烧—磁选脱铁产物的碱浸—深度脱硅试验 [J], 梁文娟;邓博纳;叶青;欧阳学臻;余俊杰2.高铁铝土矿磁选除铁试验研究 [J], 邹勇;李军旗;徐本军;陈朝轶;董强3.赤泥还原焙烧磁选回收铁的试验研究 [J], 赵玉莲;刘敬;何瑞明;桂亚军;吴雷斌4.铜冶炼渣直接还原焙烧—磁选回收铜、铁试验研究 [J], 邱廷省;周丽萍;李国栋5.高铁铝土矿还原焙烧分离铁、铝的研究 [J], 吴艳;白皓;辛海霞;徐玉君因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

低品位铁矿石流化焙烧_磁选提质试验研究

第45卷第5期2011年5月浙江大学学报(工学版)Journal of Zhejiang U niver sity (Eng ineering Science)Vol.45No.5M ay.2011收稿日期:2009 11 27.浙江大学学报(工学版)网址:w w w.journals.z /eng基金项目:博士点基金新教师基金资助项目200803351056);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08026).作者简介:王国军(1984-),男,山西运城人,硕士生,从事循环流化床高效焙烧系统研究.E mai l:wgjamb@通信联系人:朱燕群,女,工程师.E mail:yqzhu@DOI:10.3785/j.issn.1008 973X.2011.05.018低品位铁矿石流化焙烧磁选提质试验研究王国军,朱燕群,王智化,杨丽,王星昊,黄镇宇,周俊虎,岑可法(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要:针对我国低品位铁矿石嵌布粒度极细,成分复杂,难提难选的现况,运用循环流化床和磁选管进行劣质铁矿石的流化焙烧磁选试验研究,试验采用CO 、N 2的混合气体营造还原性气氛(其中CO 体积分数为10%),将粒径为1mm 以下的新疆某低品位铁矿石(原矿铁品位为9 63%)于850 焙烧10min,得到强磁性的磁铁矿,将焙烧产物破碎细磨(磨至200目以下占75%),利用湿式磁选管在71 66kA/m 的磁场强度下进行弱磁选抛尾,可以得到铁精矿品位为46 25%,全铁回收率为25 52%的选矿指标.研究表明,运用循环流化床焙烧弱磁选的方法提质铁矿石,可以有效地减少焙烧时间,在保证选矿达标的基础上,有效地降低生产周期.关键词:循环流化床;低品位铁矿;焙烧;磁选中图分类号:T K 22;T D 92 文献标志码:A 文章编号:1008 973X(2011)05 0885 05Investigation on upgrading iron ore utilized by circulatingfluidized bed roasting and magnetic separationWA NG Guo jun,ZHU Yan qun,WANG Zhi hua,YANG Li,WAN G Xing hao,HU ANG Zhen yu,ZH OU Jun hu,CEN Ke fa(State K ey L abor ator y o f Clean E ner gy Utiliz ation,Zhej iang Univ ers ity ,H angz hou 310027,China)Abstract:T he low grade iro n o re has ty pically characterisic of dissem inated fine granularity,com plex com ponents and difficult purification in China.T herefo re,a new process o f integ rated circulating fluidized bed (CFB)r oasting w ith magnetic separation w as employed to upgr ade the low grade iron ore.Under the re ducing atmo sphere conditio n w ith 10%CO and N2balanced,the Xinjiang 's low g rade iron or e,w hich w as below 1m m diam eter,9.63%by gr ade o rginally,w as roasted at 850 for 10minutes,to obtain hig hly magnetic mag netite After g rinding,75%less than 0.074mm in diam eter,and wet ty pe magnetic sepera tion at 71.66kA/m,46.25%ir on o re g rading w as obtained w ith iro n reco very around 25.52%.The re sults v erifies that using the w ay of CFB roasting m ag netic separation process can improve the quality of the iron ore,reduce r oasting time,im pro ve the pro duction cycle.Key words:CFB;low g rade iro n ore;r oast;magnetic separ ation 我国低品位铁矿石由于嵌布粒度极细,成分复杂,要使矿物单体解离,需要磨至很细,泥化现象严重,采用常规的强磁选、直接浮选、强磁脱泥正浮选、强磁脱泥反浮选往往都不能达到理想效果,并且矿石品位提升有限.目前国内可开发利用的铁矿资源近一半为难选矿石,品位低、有害杂质多,常规的磁浮选选矿技术已很难提高铁精矿的品位[1].本文对运用一种新的循环流化床磁化焙烧弱磁选工艺对我国新疆某难选鲕状赤铁矿的提质富集问题进行了深入的探讨.利用循环流化床中气固反应物料混合迅速,传热传质速度高,床内处于等温状态等特点,采用磁化焙烧弱磁选的方法将鲕状难选铁矿石在还原性气氛中使弱磁性铁矿物焙烧转变为强磁性铁矿物.1 还原磁化焙烧原理还原磁化焙烧[2]是在低于矿物原料熔点和一定气氛中使弱磁性铁矿物转变为强磁性铁矿物的处理工艺,铁矿中的赤铁矿在还原性气氛中经过磁化焙烧以后变成强磁性的物质,而脉石矿物的磁性却不变,因此铁矿经过磁化焙烧以后就可以有效地实现铁矿石与脉石的分离.本文的还原剂为CO,还原焙烧弱磁性的赤铁矿(Fe 2O 3)的化学反应如下:3Fe 2O 3+CO=2Fe 3O 4+CO 2,(1)当CO 过量时,会和生成的Fe 3O 4继续反应生成弱磁性的FeO,这属于过还原反应,会影响到磁选的效果,过还原反应如下:Fe 3O 4+CO=3FeO+CO 2,(2)FeO+CO=Fe+CO 2.(3)图1 赤铁矿还原过程的Fe O CO 综合图Fig.1 F e O CO com positive g raph利用化学热力学平衡分析软件FACT AGE 进行的Fe 2O 3相变计算结果如图1所示,横坐标表示CO 与Fe 2O 3的相对物质的量之比,纵坐标T 为反应热力学温度,单位K 0,图中可以看出,控制CO 的相对质量,使Fe 2O 3可以有效地转变成为Fe 3O 4,并不希望Fe 3O 4继续还原为FeO 和Fe.当CO 和(Fe 2O 3+CO)的量比大于1/4时,会有弱磁性的FeO 生成,所以保持CO 和(Fe 2O 3+CO)的量比小于1/4,即CO 和Fe 2O 3的量比小于1/3.磁化焙烧弱磁选试验提高低品位铁矿的铁品位,工艺流程如图2所示.图2 磁化焙烧弱磁选工艺流程F ig.2 P ro cess o f magnetizating ro ast and low intensitymag net ic separat ion有研究者采用还原焙烧的方法来提升品位,如李广涛等[3]采用矿石搀混煤样在马弗炉中还原的方法,得到了较好的提升效果,但是反应过程缺乏气氛控制,且矿石与煤粉的接触不佳均限制了其最终应用.在流化床焙烧反应中,对焙烧物料在熔点以下加热,物料不结块,松散成粒状,有利于分析和继续加工.同时反应物料混合迅速,传热传质速度高,床内处于等温状态.本次实验以循环流化床技术实现对新疆某低品位铁矿石的还原焙烧.在循环流化床锅炉燃烧发电过程中,为抑制NO x 生成,常常通过分级配风[4]营造局部还原性气氛,且物料处于流化状态,传热、混合及反应时间均非常充分,若将铁矿石的还原焙烧与煤粉流化床燃烧技术[5]相结合,在流化床锅炉内合理组织燃烧气氛和燃烧温度,同时将赤铁矿有效还原为磁铁矿,将成为一种非常有效的低品位铁矿石品位提升手段和技术.同时流化床燃烧温度也非常适合赤铁矿的还原,并且在低N O x 燃烧技术中控制炉内局部的还原性气氛[6]已非常成熟,同时煤粉燃烧的热量可继续发电,由矿石替代部分床料,在发电的同时有效还原赤铁矿,大大降低运行成本.本试验是初步验证性试验,所以首先采用模拟还原性气氛来研究对矿石的焙烧特性,炉内气氛采用CO 和N 2的不同比例混合气体来实现,温度通过电加热来实现.还原焙烧后通过磁选机进行矿石的富集提纯.硫磷等杂质由于浮选工艺成熟,本文暂以铁品位提升为研究重点[4 7].2 矿样及试验装置介绍本文试验的低品味矿样采自于新疆某地,样品886浙江大学学报(工学版) 第45卷多元素分析见表1,原矿铁品位9 63%,磁性物质的质量分数较小.表1样品多元素化学分析T ab.1 Chemical analysis of specimen%w (T F e)w (F eO)w (M n)w (M g )w (A l)9 633 230 082 267 2w (Si)w (S)w (P)w (T i)w (V )2 230 040 470 5对试验样品的XRD(X 射线衍射)分析结果如图3所示,图中,M 表示2倍角,I 表示衍射强度,样品的成分比较复杂,Fe 主要以硅酸盐的形态存在,少数的磁铁矿以伴生矿状态出现.图3 X 射线衍射分析结果Fig.3 X ray diffr action analy sis results流化床实验装置见图4,主要由流化床反应炉及预热管、高温旋风分离器组成.流化床内部为一根内径为42mm,高度为1000mm 的耐热不锈管,床层内装有测量床温的K 型热电偶.N 2和CO 的混合气体经预热管预热后进入到反应段,作为床料的矿样由流化床上部的投料口加入,反应完后从下部的排渣口排出.在试验时将炉膛温度稳定在某一稳定范围内,从加料口投入铁矿石样品,粒径在1mm 以下,然后通入N 2使和CO 的混和气体使物料充分流态化进行焙烧并开始计时,焙烧到指定时间后,切断气体,打开下部的排渣口并将其卸入水中淬冷,这种冷却方法优点是不与空气接触,冷却速度快,不影响焙烧矿的选别效果[8].将冷却后的物料研磨一定的细度后用磁选管选别,并用化学滴定法分析精矿和尾矿的铁品位,计算铁回收率,作为产品质量的评价指标.本文中表示精矿铁品位, 表示精矿铁回收率.流化风量[9]可根据床层压降流量特性曲线确定.通常将从固定状态转变为硫化状态时的风量成为临界流化风量.风速从零开始逐渐增大时,床层保持固定床状态,床层压降呈正比增加.随着气体流量逐渐增大,一些细颗粒会很容易在大颗粒构成的空穴中起到很好的润滑和促使大颗粒松动的作用,气1 N 2;2 CO;3 流量计:4 预热管;5 卸料管;6 风室,外接U 型管测压力;7 布风板;8 反应炉;9 高温旋风分离器;10 投料口;11 烟气出口;T 测温点图4 循环流化床磁化焙烧试验台示意图Fig.4 Schematic diag ram of CFB used for magnetizing roast体流量大到一定程度后,大颗粒也开始流化,使床层压降逐渐增加,直到大颗粒被完全流化,床层压降才不再随气速的增大而增加.床层从固定床转变到流化床没有明显的解锁现象.一般认为此时固定床与流化床2条压降线的延长线的交点对应的气体流量为临界流化风量.调节电加热的功率使炉膛温度维持在700 10 ,加入粒径为1mm 以下的试样150g ,测得料层阻力p 随入口空气体积流量q V 的变化如图5所示,图中可以看出,当空气体积流量约为0 6m 3/h 时床料开始流化[10],试验时的操作流化气体流量选择为1 4m 3/h.图5 料层阻力Fig.5 L ayer resistance3 结果与讨论3.1 焙烧温度的影响将破碎到粒径为1mm 以下的铁矿石分别在650 10、700 10、750 10、800 10及850 10 5个温度条件下通入CO 体积分数为10%的还原性气体焙烧10min,将还原后的产物磨至200目以下占75%,在磁选磁感强度为71 66kA/m 的条件下进行弱磁选,结果如图6所示.887第5期王国军,等:低品位铁矿石流化焙烧磁选提质试验研究图6 焙烧温度对焙烧产品的影响Fig.6 Effect of temperature o n c r oasted pro duct 从图6可看出,铁精矿铁品位随着温度的升高而增加,铁品位从41 25%增加到46 26%,但是铁回收率在700 10 至850 10 范围内回收率基本相近,综合考虑铁品位和回收率2个因素选择最佳焙烧反应温度为850 .3.2 焙烧时间的影响温度为850 10 、CO 体积分数为10%的条件下,将破碎到粒径为1mm 以下的铁矿石颗粒分别在2、4、6、8、10m in 5个时间段进行还原焙烧,将焙烧产物磨至200目以下占75%,在磁选磁感强度71 66kA/m 的条件下进行弱磁选,结果如图7所示:随着还原焙烧时间t 越长,选矿的效果越好,精铁矿的品位和回收率随着反应时间的延长而增大,在2min 时,精矿铁品位为39 78%,到6min 时已达到43 78%,之后趋势减缓,到10m in 时达到46 25%,时间选择为10min.图7焙烧时间对焙烧产品的影响Fig.7 Effect o f time o n r oasted pr oduct3.3 还原性气氛的影响在850 10 、反应时间为10min 的条件下,将粒径为1m m 以下的铁矿石颗粒分别在CO 体积分数为3%、5%、8%、10%及15%时进行还原焙烧,将还原后的产物磨至200目以下占75%,在磁选磁感强度71 66kA/m 的条件下进行弱磁选,结果见图8所示.当CO 体积分数从3%增加到10%时,精矿铁品位和铁回收率都随之增大,当CO 体积分数为10%时精矿铁品位达到46 25%,精矿铁回收率为25 52%,当CO 体积分数从10%增加图8 (CO )对焙烧产品的影响F ig.8 Effect of CO vo lume f ractio n o n r oasted pr oduct到15%,精铁矿铁品位和铁回收率基本保持不变,所以最佳还原性气氛选择10%的CO 体积分数.3.4 磁感应强度的影响采用磁选管对焙烧矿进行磁选试验.将粒径为1mm 以下的原矿在850 10 、反应时间为10m in 、CO 体积分数为10%的条件下进行焙烧,将焙烧产物磨至200目以下占75%,然后在不同的磁场强度下进行弱磁选,试验结果如表2所示.随着磁选磁场强度H 从39 81kA/m 提高到103 51kA/m,铁回收率从22 05%上升至28 66%,但精矿铁品位从47 2%逐渐下降到42 46%.综合考虑精矿铁品位和铁回收率,选择磁选磁场强度为71 66kA/m.表2 磁场强度对焙烧弱磁选的影响T ab.2 Effect o f mag netic field on r oasting low intensitymag netic separationH /kA m -1产品产率/% (F e)/% (Fe)/%39 8155.7471.6687.58103.51精矿4 5047 222 05尾矿95 57 8677 95原矿100 009 63100 00精矿5 0047 0624 43尾矿95 007 6675 57原矿100 009 63100 00精矿5 5046 2525 52尾矿94 507 5074 48原矿100 009 63100 00精矿6 0044 5927 78尾矿94 007 4072 22原矿100 009 63100 00精矿6 5042 4628 66尾矿93 507 3571 34原矿100 009 63100 003 5 流程试验根据条件试验结果,本文低品味铁矿石提高铁品位的实验流程如图9所示.从图9可见,采用流化床还原焙烧弱磁选的试验工艺流程能有效提升该低品位铁矿石,从原矿的9 63%品位提升到46 25%、铁回收率为25 52%.888浙江大学学报(工学版) 第45卷图9 磁化焙烧弱磁选试验流程Fig.9 Pr ocess of mag net izat ing r oast and lo w intensit y magnetic sepa ratio n进一步的条件优化可望进一步提高低品味矿石的精矿铁回收率.4 结论运用循环流化床和磁选管,通过对劣质铁矿石流化焙烧磁选的试验研究,得到以下结论:(1)试验中采用的新疆某低品位铁矿石原矿品位为9 63%,矿石中磁性物质含量较低,矿物组成复杂,成分分布不均匀,该矿石组成矿物以细粒为主.将1m m以下粒径的矿物在CO体积分数为10%,焙烧温度为850 时间为10m in,可以显著地将铁品位提高到46 25%,同时可以达到铁回收率为25 52%的选矿指标,证明循环流化床焙烧技术处理低品味铁矿石是可行的.(2)温度是影响还原焙烧的最主要因素,提高反应的温度可以显著的减少反应的时间,在本试验中最佳的温度为850 ;还原性气氛含量越高焙烧的效果也越好,本试验中选用10%的CO体积分数作为最佳的还原性气氛.通过结合煤粉流化床燃烧技术,在流化床锅炉内合理组织燃烧气氛和燃烧温度,将赤铁矿有效还原为磁铁矿.参考文献(references):[1]孙炳泉.近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展[J].金属矿山,2006(3):11 13.SU N Bing quan.Pr og ress in China s beneficiation tech no lo gy for co mplex r ef ractor y ir on ore[J].Metal Mine, 2006(3):11 13.[2]任亚峰,余永富.难选红铁矿磁化焙烧技术现状及发展技术[J].金属矿山,2005(11):20 23.REN Ya feng,YU Yong fu.Present status and dev elo p ment orientation of magnetization r oasting technolog y for re fractor y red iron o res[J].Meta l M ine,2005(11):20 23.[3]李广涛,张宗华,张昱,等.四川某高磷鲕状赤褐铁矿石选矿试验研究[J].金属矿山,2008(4):43 47.LI G uang tao,ZH AN G Zong hua,ZH A NG Y u,et al.T est research o n beneficiation of Sichuan hig h phospho r us Oo litic 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