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+CO
Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2
Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O
MnO2+CO→MnO+CO2
MnO2+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。

碳酸锰矿石通过中性焙烧可得到
MnO。

FeCO3→Fe3O4+CO或FeCO3→Fe2O3+CO2
Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2
MnCO3→MnO+CO2
4、氧化焙烧：
黄铁矿（FeS2）、高硫锰矿石在氧化气氛下经焙烧可变成磁铁矿。

碳酸锰矿石通过中性焙烧可得到MnO。

FeS2 +O2→Fe7O8（磁黄铁矿）+SO2
Fe7O8+O2→Fe3O4+SO2
MnS+O2 →MnO+SO2
5、氧化还原焙烧：
含有菱铁矿、赤铁矿、褐铁矿的铁矿石，在菱铁矿与赤铁矿的比值小于1时，在氧化气氛和一定温度条件下，菱铁矿可先氧化成赤铁矿，然后再在还原气氛中一并还原成磁铁矿。

二、磁化焙烧简介：
常用的还原焙烧装置有回转窑和竖炉。

回转窑磁化焙烧使用于粒度范围：15～0mm，竖窑磁化焙烧：+20～-75mm。

回转窑磁化焙烧装置组成如下：定量给料系统、回转窑系统、窑头燃烧系统、配风系统、窑尾除尘系统、自控系统、焙烧矿冷却等。

★各种磁化焙烧的反应过程都是相互影响的可逆过程，若要控制反应过程稳定持续地向生成Fe3O4(磁铁矿)的方向进行、获得满意的磁化焙烧效果，稳定的料相控制、气氛控制和温度场控制是必不可少的。

三、菱褐铁矿磁化焙烧工业应用：
1）菱褐铁矿磁化焙烧年处理量与回转窑规格选择
处理量
（万吨/a）
10～15 20～25 30～35 40～60 回转窑规格
（直径×长度.
米）Φ2.4（2.8）×30～35
Φ2.8（3.2）×35～
40
Φ3.2×40～45 Φ4×50～70
注：由于矿石性质的不同，焙烧时间都有所不同，通过试验确定，上述配置供参考。

2）新疆阿图什菱褐铁矿：
新疆阿图什某处菱褐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，呈半自形一自形晶粒状花岗岩变晶结构。

基于该铁矿石的性质，通过磁选、重选、强磁反浮等试验表明，采用传统的磁、重、浮选矿工艺，精矿品位只能达到52％～54％。

要达到精矿品位大于60％的目的，必须采用磁化焙烧工艺，将工业生产上不易处理的菱铁矿(FeCO3)或假象赤铁矿(r一Fe2O3)进行磁化焙烧，转化为强磁性的磁铁矿，然后以经济可行的方式进行分选。

阿图什菱铁矿磁化焙烧选矿厂，一期磁化焙烧系统2008年5月建成试生产，经技术人员指导调试，生产已基本正常，二期4套Φ4×60米回转窑磁化焙烧系统正在建设中。

一期磁化焙烧磁选生产指标如下表所示：
阿图什菱铁矿磁化焙烧选矿指标
回转窑规格产量t/h 矿石名称磁化率％原矿品位％精矿品位％回收率％Φ4×60米50～55 菱褐铁矿87～93 35～40 60～63 81～85
3）陕西大西沟铁矿菱铁矿：
大西沟铁矿属于沉积型菱铁矿，位于陕西省柞水县境内，是我国目前探明储量最大的菱铁矿床，储量约三亿吨。

矿石中原生金属矿物主要为菱铁矿，其次为磁铁矿、穆磁铁矿、镜铁矿、黄铁矿等，偶见黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿、毒砂、锆石等。

氧化金属矿物主要为褐铁矿，其次有少量的孔雀石、兰铜矿、辉铜矿、胆矾、假象赤铁矿等。

非金属矿物主要为绢云母、石英，其次为重晶石、鳞绿泥石、铁白云石、黑云母等，另有少量方解石、鲕状绿泥石、钠长石、电气石、叶腊石、高岭石等。

菱铁矿：矿石最主要的铁矿物，在6、7号矿体中约占铁矿物的70%～75%。

常呈半自形、它形粒状产出，结晶粒度一般在0.01～0.1mm。

2006年8月建成磁化焙烧选矿厂，2007年开始试生产，由于公司性质复杂、有用矿
物堪布粒度细，建厂初期，生产指标不能达到设计要求，经双方技术人员一年的达产调试，2008年生产基本正常。

指标如下。

大西沟菱铁矿磁化焙烧选矿生产指标
回转窑规格产量t/h 矿石名称磁化率％原矿品位％精矿品位％回收率％Φ4×50米42～48 菱铁矿85～90 25～30 52～55 60～70
4）云南玉溪峨山褐铁矿：
峨山褐铁矿磁化焙烧选矿厂设计指标（％）：
产品名称产率(％) 矿量(万t/a) 品位(％) 回收率(％) 原矿100.00 40.00 43.00 100.00 磨机给矿94.46 56.68 45.52 98.04
铁精矿62.41 37.45 62.00 90.00
磁选尾矿32.05 19.23 12.99 8.52
5）云南玉溪峨山菱铁矿
玉溪峨山某菱铁矿矿石铁品位为36%左右，属低磷含硫的单一原生菱铁矿矿石。

矿石中可供选矿回收的主要组分是铁，其品位达32%。

矿石TFe/FeO的比值为0.81，碱性系数(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=2.50。

该精矿主要杂质为碱性脉石，其折算品位高，有害杂质硫、磷含量低，粒度细，焙烧性能好，适于球团矿生产，为高炉炼铁的优质原料。

该矿100万吨/a磁化焙烧选矿厂设计正在进行中。

预计2009年10月建厂，2010年5月投产。

玉溪某褐铁矿属于低硫磷的单一酸性强氧化铁矿石，储量约5000万吨，铁矿物以褐铁矿和赤铁矿为主，有少量硬锰矿分布；脉石矿物主要是石英，其次为高岭石，少量绢云母和方解石。

我们承建的一期40万吨/a磁化焙烧磁选厂，2008年11月开始建设，计划2009年7月投产。

玉溪菱铁矿化学成分分析（%）
组分TFe FeO Fe2O3SiO2Al2O3CaO MgO MnO
含量36.41 44.93 2.12 1.72 0.47 5.79 3.58 4.23
组分K2O Na2O P S Ig TFe/FeO 碱性系数真密度/g∙m-3含量0.010 0.033 0.026 0.23 34.76 0.81 2.50 3.553
矿石中铁的化学物相分析结果（%）
铁相
磁铁矿
中铁赤（褐）铁
矿
中铁
碳酸盐
中铁
硫化物
中铁
硅酸盐
中铁
合计
含量0.04 0.96 34.27 0.17 0.97 36.41
分布率0.11 2.64 94.12 0.47 2.66 100.00
菱铁矿磁化焙烧-磁选设计指标（％）
产品名称产率(％) 矿量(万t/a) 品位(％) 回收率(％) 原矿100.00 100.00 32.00 100.00
磨机给矿（焙烧矿） 73.33 73.33 43.64 100.00 铁精矿 44.69 45.08 61.01 85.22
磁选尾矿 28.63 28.26 16.53 14.78
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