褐铁矿的磁化焙烧新技术
褐铁矿气基磁化焙烧及分选新技术
中 图 分 类 号 ：Ｄ Ｔ
文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编号 ： ２ ３ ９ （ ０ ２ ０ （） ０ ８ － ２ １ ７ － ７ １２ １ ）４ ｃ一 ０ ４ ０ ６
我 国 褐 铁 矿 储 量 大 ， 铁 矿 的 富 矿 很 褐 少 ， 且 多 数 含 有 大量 矿 泥…。 并 目前 ， 褐铁 矿 主要 通 过 重 选 、 选一浮选 联 合 选 等 方法 处 磁 理， 由于 褐 铁 矿 含有 结 晶水 ， 难 得 到 较 好 很 的 选 矿 指标 ［ ３ 磁化 焙 烧 是 处 理 常 规 选 矿 ２ ｌ －。 方 法 难 分 选 的 铁矿 石 的 有 效 方 法 之 一 ， 磁 化 焙 烧 除 增 加 矿 物 磁 性 外 ， 可 排除 矿 物 还 中的结 晶水 和挥 发份 ， 矿石 结构 疏松 ， 使 提高磨 矿效果 并可排除部分 有害元素 。 褐
１
Ｑ：
８０Ｉ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ ＮＦ ＭＡＴＩ ｌ ０Ｒ ＯＮ
工 业 技 术
褐 铁 矿 气 基磁 化 焙烧 及 分 选 新 技 术
田仕友 萎 丽娟 （ 中南大 学资 源加工 与生物 工程学 院 长 沙
４ ０ ３ ８ ） １ ０
摘 要： 本研 究是通过对 某铰 品位 为３ ． 褐铁矿 采用． 粒一 气基磁 化焙烧一 磁选 工艺进行试验研 究。 ０１％ ６ ４ 原料研 究发现 褐鼓 矿 与脉石矿物 的壤 嵌关 系较 为复杂， 属难选矿石 。 试验 中对 原料进行 部分润磨处理后进行削拉 为２ ｍ～３ ｍ ７ ０ ｍ ｍ ， ５ ℃下氧化焙 烧５ ｉ ， 气氛 为ｃ ／ ０／ ｍｎ 在 ０ ｃ Ｎ
２ 试验结果 与分析
温 度／℃
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
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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。
铁矿石磁化焙烧新工艺新技术---磁化焙烧炉2
世上无难事，只要肯攀登铁矿石磁化焙烧新工艺新技术---磁化焙烧炉2（二）回转窑回转窑主要用于处理矿石粒度为30 毫米以下的一种炉型。
对各种类型铁矿石都能较好地进行磁化焙烧，焙烧矿质量较好。
铁矿石磁化焙烧使用最广泛的回转窑结构如图4 所示。
回转窑身是用耐热钢板制成的圆筒，其内壁衬有耐火砖。
沿窑身长度方向分为加热带、还原带和冷却带。
矿石从窑尾端给入加热带,随窑身转动而向前移动,同逆向流动的热气流接触而被加热.进入还原带后与还原剂反应生成磁铁矿石,然后进入冷却带,从排矿端排出.矿石在窑内一般为3～4 小时,窑内充填系数为20～25%。
我国酒泉钢铁公司的回转窑焙烧车间设计6 座窑，现建成一座。
车间内由加料系统（矿石和煤）、收尘系统、焙烧窑系统、排料系统、煤制粉系统及环水系统组成。
回转窑外径3.6 米，内径3.1 米，长50 米，有效容积约377.4 米3。
窑内衬有高铝砖,窑倾斜角为5%窑身安装有8 个风嘴和4 组温度测定装置,窑身转数为1.37 转/分。
还原用烟煤。
加热用焦炉煤气。
苏联克里沃罗格中部采选公司有30 座ф3.6×50米回转窑进行工业生产。
[next] （三）沸腾炉沸腾炉主要用于处理矿石粒度为3～0 毫米（5～0 毫米）的一种炉型。
沸腾焙烧以流态化技术为基础。
固体颗粒在气流的作用下，构成流态化床层似沸腾状态，被称作流态化床或沸腾床。
这样矿石可在沸腾状态下进行加热还原，有利于提高焙烧矿质量。
鞍山钢铁公司曾在100 吨/日试验炉的基础上设计并建成日处理量700 吨的折倒式半载流两相沸腾焙烧炉，如图5 所示。
焙烧炉由主炉和副炉组成。
主、副炉中间设有隔板，上部连通，炉膛为方。
褐铁矿粉磁化焙烧的实验与模拟研究
褐铁矿粉磁化焙烧的实验与模拟研究朱超;杨彪;龚志军;李保卫;武文斐【摘要】针对脱水后的多孔褐铁矿,利用同步热分析仪研究了CO在823~873 K 之间还原褐铁矿的过程,利用传热、传质与化学反应耦合的动力学模型模拟了微粉磁化焙烧的过程,同时还模拟了孔隙率对焙烧反应的影响. 实验结果表明,细颗粒所需的反应活化能更低且反应时间明显缩短. 数值计算结果表明,当环境CO浓度由1 mol/m3增大到3 mol/m3时,褐铁矿磁化还原时间减少了73%;褐铁矿颗粒粒径越大,气体越难进入到颗粒内部;模拟和实验结果表明,425μm粗颗粒磁化焙烧所需时间约为75μm颗粒的2.5倍.%Aiming at the porosity of dehydrated limonite, reduction of limonite at 823~873 K with CO was studied by STA. Then, the magnetic roasting process of powder was simulated with a kinetics model that coupled heat and mass transfer with chemical reaction, and the effect of porosity on the roasting reaction was also simulated. The experimental results showed that the activation energy of fine particle reactions was lower and the reaction time was significantly shortened. And the numerical calculation indicated that the reduction time of limonite reduced by 73% when the ambient CO concentration increased from 1 mol/m3 to 3 mol/m3 . Furthermore, limonite of larger particle size brought in more difficulty for the gas into the interior of particles. It can be seen from the testing and simulation results that the magnetic roasting time required for the limonite of particle size of 425 μm is 2. 5 times as much as that for limonite wit h size of 75 μm.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2015(035)005【总页数】5页(P103-106,109)【关键词】褐铁矿;磁化焙烧;数值模拟【作者】朱超;杨彪;龚志军;李保卫;武文斐【作者单位】内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】O551磁化焙烧⁃磁选工艺是有效处理难选弱磁性氧化铁矿最有效的方法之一，对于难选赤铁矿、褐铁矿及菱铁矿等矿物，相比其他选矿方法，磁化焙烧可以得到更好的选矿指标［1］。
磁化焙烧某赤褐铁矿工艺试验研究
磁化焙烧某赤褐铁矿工艺试验研究陶恒畅（巴彦淖尔西部铜业有限公司015000）摘要：本文从某地赤铁矿选矿工艺矿物学着手，研究了赤褐铁矿的化学多元素以及铁物相与铁的赋存状态。
针对该赤褐铁矿的矿石特性，采用还原焙烧-磁选工艺对其进行试验研究，最终得到铁的品位为55.77%，回收率为84.58%的铁精矿。
试验研究表明还原焙烧-磁选工艺可有效地富集该赤褐铁矿中的铁。
关键词：赤褐铁矿工艺矿物学还原焙烧磁选Experimental study of a hematite andlimonite magnetization roasting technologyTao hengchang（Western Bayannaoer Copper Co. Ltd. 015000）Abstract: This paper starts from a hematite ore beneficiation process mineralogy, which takes more careful the analysis of chemical elements in the hematite and limonite , the iron phases and the occurrence of Fe. According to the characteristics of the hematite and limonite ore, it applies the reduction roast-magnetic separation in the study which focuses on the high-temperature reaction of the iron oxide in the roasting reduction, it is available to achieve the qualified iron concentrate with the Fe grade 55.77% and the Fe recovery 84.58%.Experimental studies have shown that iron can be enriched from limonite and hematite by the reduction roasting – magnetic separation process.Keyword: Limonite and hematite Process mineralogy Roasting reduction Magnetic separation 赤褐铁矿是一种具有工业利用价值的铁矿石具有工业利用价，因其矿物嵌布粒度细，矿石结构复杂，其选别难度较大 [1]。
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。
褐铁矿的磁化焙烧新技术
褐铁矿的磁化焙烧新技术1、褐铁矿开发利用现状褐铁矿是主要的铁矿物之一，属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3·nH2O）。
成分不纯，水的含量变化也很大。
由于褐铁矿中的含铁矿物没有磁性，而且含铁矿物在破碎磨矿过程中极易泥化，采用简单的物理选矿方法（比如磁选）金属回收率低，铁精矿品位也很低。
即使浮选工艺也几乎不能获得好的结果。
磁化焙烧一弱磁选工艺是处理褐铁矿比较好的技术方案。
褐铁矿中的含铁矿物通过磁化焙烧，变成的有磁性的磁铁矿，然后通过磁选就可以获得高品位铁精矿粉，金属回收率也很高。
传统上可以实现褐铁矿磁化焙烧的热工设备是回转窑。
回转窑磁化焙烧技术存在着投资巨大（年处理50万吨的回转窑工艺投资约9000万元）、操作困难容易结圈以及指标不稳定等缺点。
2、褐铁矿的焙烧过程褐铁矿在加热条件下焙烧，会发生很复杂的矿物变化。
（1）褐铁矿在低温条件下焙烧，铁矿物变成赤铁矿。
Fe2O3·nH2O =Fe2O3+ nH2O 反应1（2）含赤铁矿的焙砂在非氧化气氛下继续焙烧，赤铁矿变成磁铁矿。
3Fe2O3+ CO =2Fe3O4+CO2 反应2（3）含磁铁矿的焙砂在弱还原气氛、温度小于600℃的条件下焙烧，磁铁矿不发生改变。
Fe3O4→ Fe3O4 反应3（4）含磁铁矿的焙砂在弱还原气氛、温度大于600℃的条件下继续焙烧，磁铁矿会变成没有磁性的方铁矿。
Fe3O4＋CO=3FeO+CO2 反应43、回转窑焙烧褐铁矿技术块状褐铁矿在回转窑中在温度大于800℃、弱还原气氛下焙烧，褐铁矿转化为磁铁矿和方铁矿的混合物。
通过调节温度和气氛的还原势（CO/(CO+CO2)的比例）可以调节焙砂中磁铁矿的含量。
见反应4。
褐铁矿的回转窑焙烧技术具有以下特点：（1）焙烧温度高，大于800℃（如果低于800℃，就不能在回转窑内保持稳定的火焰）。
（2）只能使用块矿。
（3）对还原煤和燃烧煤有特殊要求如挥发分、灰熔点、粘结性等。
（4）需要复杂的、笨重的传动系统，投资巨大（某地年处理50万吨的回转窑工艺投资约9000万元）。
褐铁矿颗粒的CO磁化焙烧还原特性研究
褐铁矿颗粒的CO磁化焙烧还原特性研究代涛;李保卫;官媛;严泉;武文斐【摘要】针对包头固阳褐铁矿磁化焙烧过程中含有丰富孔隙结构的特点，采用氮气吸附法在77 K下对－0．074 mm褐铁矿粉进行了吸附⁃脱附等温线测定，研究了其孔径分布、比表面积等孔结构变化，计算得到其脱水矿的体积比表面积为1．152×108 m2／m3。
在此基础上，考虑到还原气体浓度、化学反应和孔隙结构变化对褐铁矿颗粒磁化焙烧过程的影响，提出了传热、传质与孔隙变化的耦合动力学模型，以模拟褐铁矿颗粒在773～873 K温度区间下的磁化焙烧过程。
通过数值计算得到颗粒在不同温度下的还原度随时间的变化，同时模拟了一氧化碳在颗粒内部的浓度分布变化，颗粒粒度为－74μm，873 K下，CO浓度为10％时，还原度达到1时所需时间为80 s。
%In view of the abundant pore structure of Guyang limonite in the process of magnetizing roasting, nitrogen adsorption⁃desorption isotherms of limonite at the size of -0.074 mm were determined at 77 K, with the changes in pore size distribution and specific surface area of the limonite studied, resulting in the calculation of specific surface area per volume for the dehydrated ore at 1.152×108 m2/m3. With the effects of reducing gas concentration, chemical reaction and variation of pore structure on the magnetizing roasting of limonite particles taken into account, a coupling dynamic model for heat transfer, mass transfer and pore structure variations was proposed to simulate the magnetizing roasting process of limonite particle at the temperature of 773~873 K. The variations in the reduction of particles with time at different temperature were obtained by numerical calculation, and variations in theconcentration distribution of carbon monoxide in the particle were also simulated. It took 80 s for the limonite particle with particle size of -74 μm at the temperature of 873 K, with CO concentration of 10%, to achieve the reduction degree of 1.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P83-87)【关键词】中低温还原;褐铁矿颗粒;孔结构;氮气吸附法法;数值模拟【作者】代涛;李保卫;官媛;严泉;武文斐【作者单位】内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室，内蒙古包头014010; 武汉海王科技有限公司，湖北武汉 430064;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室，内蒙古包头014010;湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司，湖北武汉430205;武汉海王科技有限公司，湖北武汉 430064;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室，内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TD951褐铁矿主要含铁矿物为含有结晶水的赤铁矿，可表示为mFe2O3·nH2O，可细分为针铁矿(FeOOH)、水针铁矿(FeOOH·nH2O)等［1］。
科技成果——低品位菱、褐铁矿回转窑磁化焙烧-磁选新技术
科技成果——低品位菱、褐铁矿回转窑磁化焙烧
-磁选新技术
技术开发单位
新疆克州亚星矿产资源集团有限公司
适用范围
低品位菱、褐铁矿、低品位氧化锰矿等
成果简介
利用新型大型磁化焙烧回转窑成套装置，将菱、褐铁矿加热到一定温度后在相应气氛中进行物理化学反应，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。
各种弱磁性铁矿石经磁化焙烧后再通过磁选便可进行有效的磁选分离，实现铁矿物的有效分选。
工艺技术及装备
1、低品位菱、褐铁矿回转窑还原磁化焙烧-磁选选矿联合选矿工艺；
2、回转窑磁化焙烧技术；
3、大型工业回转窑内中低温、弱还原气氛精确控制技术；
4、焙烧矿冷却及输送方式；
5、燃料与还原剂互补利用技术；
6、还原磁化焙烧回转窑。
市场前景该技术在新疆、云南等地区成功应用，实现了低品位菱、褐铁矿的高效回收，资源和经济效益显著，可在陕西等相似资源地区进行大范围推广应用。
铁矿石磁化焙烧新工艺新技术---磁化焙烧炉1
世上无难事，只要肯攀登铁矿石磁化焙烧新工艺新技术---磁化焙烧炉1磁化焙烧炉主要有竖炉、回转窑和沸腾炉三种类型。
（一）竖炉竖炉主要是处理块矿的一种炉型,利用竖炉进行大规模工业磁化焙烧是1926 年始建于我国鞍山,故称为“鞍山式竖炉”.我国科研、设计和生产部门在多年研究、设计和生产实践中，对炉体结构和辅助设备，进行了不断改进。
在原容积50 米3鞍山式竖炉基础上改进成70、100 和160 米3 容积的大型竖炉。
矿石处理量由6～10 吨/台•时提高到30～40 吨/台•时。
目前，在中国已有各种类型竖炉100 多座在进行生产。
竖炉是由炉顶上部的给料系统、炉体、炉体下部的排矿系统和抽烟系统四部分所组成。
炉体内部从上到下分为预热带、加热带和还原带三部分。
从断面上看，炉膛上部较宽，向下逐渐收缩，到加热带最窄处（炉腰）后又逐渐扩大到还原带的最宽处。
矿石在炉内停留时间为6～10 小时。
50 米3 竖炉的有效容积为50 米3，炉体外形尺寸为长66 米，宽5.3 米，高9.7 米。
加热带的最窄处宽为0.45 米。
还原带的最宽处宽为1.76 米。
炉体结构及断面布置，如图1 和图2 所示。
[next]70 米3 竖炉是在50 米3 竖炉外形尺寸不变的情况下，将炉腰由原来的0.45 米扩大为1.044 米。
同时，在加热带增设一排横向放置的六根导火梁；在预热带上部增设五个集气管；在还原带增设四个煤气喷出塔。
这样，由于废气、加热煤气、还原煤气等在炉内分布比较均匀，改善了炉况，扩大了容积，提高了处理量，并降低了热耗。
炉体结构如图3 所示。
低品位褐铁矿制粒一气基磁化焙烧研究
ｆ ｒ５ ～２ ｍｍ ，ｍｉ ｅ ａ ０ ｘ ｄ ｇ ｓ ＣＯ ，ａ ｄ ＣＯ２ ｎ ｏ ｕ ｈ ｎ ｆ ｒ１： ２，ｍａ ｎ ｔｚ ｔｏ ｏ ｓｉ ｔｒａ ｎ ，ａ ｄ Ｎ２ｖ ｌ ｍｅ ｔ ａ ｏ ２： ｇ ｅ ｉａ ｉｎ ｒ ａ ｔ ｎｇ ｍａ ｅ ｌ ｉ ｌ ｙ ｒｔ ｉ ｋ ｅ ｓ ｆｒ２ ０ ｍｍ ，ｒ ａ ｔｎ ｅ ａ ｅ ｈ ｃ ｎ ｓ ０ ｏ ｏ ｓｉ ｇ ｔｍｐｅａ ｕ ｅ ｆ ｒ７ ５ Ｃ ，ｉ ｕｌｔ ｎ ｔｍｅ ｆｒ １ ｎ Ｍａ ｎｅｉ ｏ — ｒ ｔ ｒ ２ ｏ ｏ ｎｓ ａ ｉ ｉ ｍｉ ． ｏ ｏ ０ ｇ ｔｃ Ｓ ｒ ｔ ｇ ｃ ｔｒａ：ｇ ｎ ｉ ｇｆｎ ｎ ｓ ｏ 一０ ０ ４ ｍｍ ｒ８ ％ ，ｗｅ ｋ ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｓｒ ｎ ｔ ｏ ００ ｋ ｉ ｒ ｅｉ ｎ ｉ ｉ ｒ ｄ ｎ ｅ ｅ ｓｔ ｉ ．７ ｏ ｆ ５ ａ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｔｅ ｇ ｈ ｆｒ１ Ａ／ｍ．Ｉｏ ｃｉ ｒｎ ｇ ａ ９． ８％ ａ ｄ ｒ ｃ ｖ ｒ ６ ９％ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｅ ｃ ｎ ｂ ｅ ｅｖ ｄ ｒ ｄｅ５ ７ ｎ ｅ ｏ ｅ ｙ ８ ．１ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ａ ｅ ｒｃ ｉｅ ． Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｌｍｏ ｉ ｒ ｓ ｉ ｎｔ ｅ，Ｇａ ａ ｅ ｓ ｂ ｓ ｄ，Ｍａ ｎ ｔｃ Ｒｏ ｓｉ ｇ ｇ ｅ ｉ ａ ｔｎ
同 时 由于 褐铁 矿具 有 化 学成 分 不 固定 、 铁 量 不 稳 含 定 、 分 含 量 变 化 大 、 磨 过 程 中容 易 过 粉 碎 等 性 水 碎 质 ， 于难 选 铁 矿 石 Ｊ 目前 ， 铁 矿 主要 通 过 重 属 。 褐
１ 原 料 性 能 及 研 究方 法
云南某褐铁矿磁化焙烧-磁选工艺试验研究
自然界 中褐铁矿绝大部分 以 ２ ｅＯ ３ Ｆ ・ Ｈ ０形态 存在 ， 呈非晶质 、 隐晶质或胶状体 ， 外表颜色呈 黄褐色 、 暗褐至褐黑色 ， 弱至中磁性¨ 。褐铁矿 的富矿很少 ， Ｊ
合等方法处理 ， 由于褐铁矿含有结晶水 ， 通过普通选矿 方法 很难 得 到较好 的选 矿 指 标 』但 采 用焙 烧 一 选 ， 磁
工 艺可 获得 较好 的选 矿指 标 。云南某 公 司为 了更好 的 利用 云南 的褐 铁 矿资 源 ， 委 托 长 沙 矿 冶研 究 院对 云 特
ｍ 一般 ００ ０ ２ｍ ｍ， ．２— ． ｍ。根据集合体 中褐铁矿所 占 比例 ， 还可进一步分为稠密浸染状、 中等稠密浸染状和 稀疏浸染状等三种类型。其 中稠密浸染状集合体中褐 铁 矿 的体积 含量 通常 大 于 ７ ％ ， 分 可 过渡 为致 密 状 ０ 部 集合体 ； 中等稠密浸染状集合体中褐铁矿的体积含量
致 密 状集合 体 ， 分 显 微 孔 洞 较 为 发育 ， 状 构 造 常 部 胶
见， 少数孔洞中可充填微细粒石英或高岭石 ， 集合体粒 度 通 常在 ０ ５ｍ 以上 ， 别可 至 １～ ． ｍ 个 ２ｍｍ； 呈 细脉 ② 状、 网格状或不规则状沿石英等脉石矿物粒问充填 ， 粒
度 变化 较 大 ， 小 者 小 于 ０ ０５ ｍ 粗 者 大 于 ０ ３ 细 ． ０ ｍ， ．
第３ 卷第 ６ １ 期
２１年 １ ０１ ２月
矿 冶 工 程
强化褐铁矿磁化焙烧的新工艺及机理研究
ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｋｅｐｔ
ｍａｇｎｅｔｉｔｅ
ｓｔａｂｌｅ，ｎｏｔ ｏｘｙ－ｇｅｎａｔｅｄ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ
ｅｊｅｃｔｉｖｅ
ｏｆ
ｇａｓ ＣＯ
ｂｙ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ｃｏｕｌｄ ｒｅｄｕｃｅ ｈｅｍａｔｉｔｅ，ｎａｍｅｌｙ ３Ｆｅ２０３＋ＣＯ－－－．２Ｆｅ３０４＋ Ｃ０２．Ｆｏｒ ｔｈｅｓｅ ｒｅａｓｏｎｓ，ｔｈｅ Ｆｅ ｃｏｎｔｅｎｔ
ｒｉｔｅ，ｔｈｅ ｏｆｆｅｒ
ａ
ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｅ ｇｏｔ ｗａｓ ｓｏ
ｐｅｒｆｅｃｔ ｔｈａｔ ｉｔ ｃｏｕｌｄｅｒｉａｌ ｆｏｒ
ｎｅｘｔ ｗｏｒｋｓｔａｇｅ．Ｉｎ
ｏｆ ｍａｇ
—ｎｅｔｉｚｉｎｇ ｒｏａｓｔｉｎｇ，ｓｉｄｅｒｉｔｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ Ｗａｓ ２％．Ｕｐｏｎ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｅ ｃｏｕｌｄ ｇｅｔ ｒｏａｓｔｅｄ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ４７．１ ５％ＴＦｅ、２．２６ ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｉｎｅｎｅｓｓ Ｂｙ ｏｆ
ｏｒｅ
ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ；ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ
为ｋ＝０．４９２８ｅ硼ｗ。由于配加菱铁矿后菱铁矿热分解产生的气体要向外
扩散，导致混合矿的致密度有所降低，此时在团块中必然产生了一定 比例的孔隙，原本致密的团块不再是无孔固体，气体扩散的阻力降低， 还原反应更易进行，还原剂用量更低。 焙烧矿球磨磁选后的尾矿中大部分为微细粒矿物，其中有价成分 铁的含量依然较高，本试验考虑添加一定比例的较大粒度的天然磁铁 矿充当载体，以充分回收微细粒矿物中的有价元素。通过计算可知： 当要回收的有价元素的粒度小于３８９ｍ时，加入的磁载体的粒度等于 或小于１００Ｉ．ｔｍ时磁团聚力达到最大值，此时吸附效果最佳。 磁团聚试验的最佳参数条件如下：天然磁铁矿的粒度范围为 １２０～１８０９ｍ，天然磁铁矿占混合矿的比例为１０％，当焙烧矿的磨矿 细度为．０．０７４ｍｍ８６．５０％时，此时扣除天然磁铁矿后的磁选精矿的铁 品位为６１．８１％，铁回收率为７４．８５％，比不加天然磁铁矿时的铁品位 提高了０．７９％，铁回收率提高了４．６５％。 关键词褐铁矿，菱铁矿，磁化焙烧，磁团聚，动力学
铁坑褐铁矿石压球_磁化焙烧_弱磁选试验
Series No.434 August2012金属矿山METAL MINE总第434期2012年第8期*江西省科技支撑计划项目（编号：2010BGA00200），江西省教育厅科技基金项目（编号：GJJ10161）。
沈远海（1987—），男，硕士研究生，341000江西省赣州市红旗大道86号。
·矿物工程·铁坑褐铁矿石压球—磁化焙烧—弱磁选试验*沈远海1罗仙平1冯晓双1陈江安1，2陈晓明1（1.江西理工大学资源与环境工程学院；2.北京科技大学土木与环境工程学院）摘要为使铁坑褐铁矿石能得到高效利用，采用压球—磁化焙烧—弱磁选工艺对其进行了选矿试验，主要考察了成球条件对球团强度的影响及磁化焙烧条件和磨矿细度对铁精矿指标的影响。
试验结果表明：在内配煤、水、黏结剂CMC与原矿的质量比分别为20%、10%、0.5%，压力为190kN的条件下压球，可使球团的强度达到要求；球团在外配煤与原矿的质量比为15%、焙烧温度为900ħ、焙烧时间为50min的条件下磁化焙烧，焙烧矿磨至－0.074mm占85%后进行磁场强度分别为159.2和119.4kA/m的1粗1精弱磁选，可获得铁品位为63.55%、SiO2含量为6.38%、铁回收率为83.54%的铁精矿。
关键词褐铁矿石压球磁化焙烧弱磁选Experimental Study on the Beneficiation of Tiekeng Limonite Ore by Ball-pressurePelletization-magnetization Roasting-Low Intensity Magnetic SeparationShen Yuanhai1Luo Xianping1Feng Xiaoshuang1Chen Jiang＇an1，2Chen Xiaoming1（1.Faculty of Resource and Environmental Engineering，Jiangxi University of Science and Technology；2.Civil and Environmental Engineering Institute，University of Science and Technology Beijing）Abstract For the properties of Tiekeng Limonite Ore，ball-pressure pelletization-magnetization roasting-low intensity magnetic separation was used to improve the iron concentrate grade.Investigated the influence of balling conditions to pellet strength，magnetization roasting conditions and grinding fineness to iron concentrate.The results show that，under the con-ditons of the mass ratio of inner coal，water and bending agnet CMC to raw ore each for20%，10%and0.5%，the pres-sure190kN，ball-pressure pelletization can make the pellet strength achieve to demand.Under the condition of the mass ratio of outer coal to raw ore for15%，roasting temperature900ħ，roasting time50min，magnetization roast the pellet，after grinding the roasting ores to the size85%－0.074mm，carried out once roughing once cleaning magnetic separation under the magnetic field intensity each as159.2kA/m，119.4kA/m，iron concentrate with iron grade of63.55%，ironrecovery of83.54%and SiO2grade of6.38%was obtained.Keywords Limonite ore，Ball-pressure pelletization，Magnetization roasting，Low intensity magnetic separation江西铁坑铁矿有着较为丰富的褐铁矿资源，但由于其具有化学成分不稳定、水分含量变化大、碎磨过程极易过粉碎和泥化等特性［1］，资源利用率一直处于较低水平。
刘胜歌 一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法与流程
刘胜歌一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法与流程摘要：一、引言二、褐铁矿球团带式焙烧生产方法的原理1.褐铁矿性质及应用2.带式焙烧技术概述三、生产方法与流程1.原料准备1) 褐铁矿选矿2) 添加剂选择与配比2.球团制备1) 混合料预处理2) 球团成型3.带式焙烧工艺1) 焙烧设备介绍2) 焙烧参数控制3) 环保与节能措施4.产品应用与质量评价四、生产过程中关键技术问题与解决措施1.球团矿结块现象处理2.带式焙烧过程中污染控制3.提高产品质量与产率措施五、经济效益分析与前景展望1.项目投资与收益分析2.行业竞争与发展趋势3.我国褐铁矿资源开发利用策略正文：一、引言随着全球钢铁工业的快速发展，对铁矿资源的需求日益增加。
褐铁矿作为一种重要的铁矿资源，其开发利用具有重要意义。
刘胜歌所研究的一种褐铁矿球团带式焙烧的生产方法，不仅提高了褐铁矿的利用率，还降低了生产成本，为我国钢铁工业发展提供了有力支持。
二、褐铁矿球团带式焙烧生产方法的原理1.褐铁矿性质及应用褐铁矿是一种含水量较高的铁矿石，其主要成分是Fe2O3。
由于褐铁矿含水量高、氧化性较强，直接用于钢铁生产会导致钢铁质量不稳定。
通过带式焙烧生产方法，可以有效降低褐铁矿的水分，提高其品位，从而满足钢铁生产需求。
2.带式焙烧技术概述带式焙烧技术是一种连续生产工艺，主要通过高温焙烧使褐铁矿氧化、脱水、结晶，形成高品位、低能耗的球团矿。
带式焙烧设备具有生产效率高、能耗低、环保效果好等特点。
三、生产方法与流程1.原料准备（1）褐铁矿选矿选用含铁量较高的褐铁矿作为原料，通过选矿工艺提高铁矿品位。
选矿方法包括重选、浮选、磁选等。
（2）添加剂选择与配比根据褐铁矿性质，选择合适的添加剂，如粘结剂、防粘剂、破碎剂等。
添加剂配比要充分考虑球团矿的强度、还原性等指标。
2.球团制备（1）混合料预处理将精选的褐铁矿与添加剂按一定比例混合，搅拌均匀，使矿粒表面充分与添加剂接触。
（2）球团成型将预处理的混合料通过成型设备压制成球团，成型过程中要保证球团矿强度均匀、孔隙率适中。
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褐铁矿的磁化焙烧新技术
1、褐铁矿开发利用现状
褐铁矿是主要的铁矿物之一，属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3·nH2O）。
成分不纯，水的含量变化也很大。
由于褐铁矿中的含铁矿物没有磁性，而且含铁矿物在破碎磨矿过程中极易泥化，采用简单的物理选矿方法（比如磁选）金属回收率低，铁精矿品位也很低。
即使浮选工艺也几乎不能获得好的结果。
磁化焙烧一弱磁选工艺是处理褐铁矿比较好的技术方案。
褐铁矿中的含铁矿物通过磁化焙烧，变成的有磁性的磁铁矿，然后通过磁选就可以获得高品位铁精矿粉，金属回收率也很高。
传统上可以实现褐铁矿磁化焙烧的热工设备是回转窑。
回转窑磁化焙烧技术存在着投资巨大（年处理50万吨的回转窑工艺投资约9000万元）、操作困难容易结圈以及指标不稳定等缺点。
2、褐铁矿的焙烧过程
褐铁矿在加热条件下焙烧，会发生很复杂的矿物变化。
（1）褐铁矿在低温条件下焙烧，铁矿物变成赤铁矿。
Fe2O3·nH2O =Fe2O3+ nH2O 反应1
（2）含赤铁矿的焙砂在非氧化气氛下继续焙烧，赤铁矿变成磁铁矿。
3Fe2O3+ CO =2Fe3O4+CO2 反应2
（3）含磁铁矿的焙砂在弱还原气氛、温度小于600℃的条件下焙烧，磁铁矿不发生改变。
Fe3O4→ Fe3O4 反应3
（4）含磁铁矿的焙砂在弱还原气氛、温度大于600℃的条件下继续焙烧，磁铁矿会变成没有磁性的方铁矿。
Fe3O4＋CO=3FeO+CO2 反应4
3、回转窑焙烧褐铁矿技术
块状褐铁矿在回转窑中在温度大于800℃、弱还原气氛下焙烧，褐铁矿转化为磁铁矿和方铁矿的混合物。
通过调节温度和气氛的还原势（CO/(CO+CO2)的比例）可以调节焙砂中磁铁矿的含量。
见反应4。
褐铁矿的回转窑焙烧技术具有以下特点：
（1）焙烧温度高，大于800℃（如果低于800℃，就不能在回转窑内保持稳定的火焰）。
（2）只能使用块矿。
（3）对还原煤和燃烧煤有特殊要求如挥发分、灰熔点、粘结性等。
（4）需要复杂的、笨重的传动系统，投资巨大（某地年处理50万吨的回转窑工艺投资约9000万元）。
（5）效率低下，处理量小。
（6）能耗高，尾气中含有不能回收的CO气体。
（7）操作困难，容易结圈（新疆某地建设的年处理50万吨的回转窑生产线，一直不正常，经常结圈）。
（8）技术指标不稳定。
4、褐铁矿的磁化焙烧新技术
褐铁矿磁化焙烧新技术――内燃式竖炉煤基直接还原技术，是我们发明的一种新的、以煤
为还原剂、以内燃式竖炉为热工设备的非高炉炼铁技术。
发明该技术的最初目的是利用高品位铁精矿粉生产直接还原铁（海绵铁）。
后来发现，该技术更适合处理各类难选铁矿石如褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿等。
内燃式竖炉煤基直接还原技术处理褐铁矿的工艺流程包括矿石粉碎、矿粉制球、球团包衣、竖炉磁化焙烧、磨矿和磁选等。
矿石粉碎：使用雷蒙磨或者干式球磨机把矿石块磨成粉末。
矿粉制球：与氧化球团的制球一样，把矿粉制成球团。
包衣：用煤粉在球团上包裹一层覆盖层，有点像包元宵，矿粉在内，煤粉在内。
这种球团我们成为包衣球。
竖炉磁化焙烧：湿的包衣球从竖炉上部加入，下部排出，经过干燥、焙烧和冷却等过程。
焙烧需要的助燃风从竖炉中下部鼓入，烟气从竖炉顶部排出。
从竖炉下部排出的包衣球中的褐铁矿转化磁性矿物－磁铁矿。
然后进入磨矿和磁选工序。
5、新技术的特点
新技术是在中性气氛、温度小于600℃的条件下焙褐铁矿，在这种条件下，褐铁矿只能变成磁铁矿。
详见反应2。
与其他处理菱铁矿的技术如回转窑工艺，使用新的技术处理褐铁矿有如下特点：
（1）焙烧温度低，只有600℃（在内燃式竖炉中，煤是无焰燃烧，不需要保持火焰的稳定。
在回转窑内如果温度低于800℃，就不能保持稳定的火焰）。
（2）使用矿粉。
（3）使用煤粉，对煤质无特别要求，各种类型的煤都可使用，焦炭末也可以使用。
（4）以内燃式竖炉为热工设备，不需要燃烧室，不需要热风炉，直接向竖炉内部送常态空气，不需要外部燃料。
没有复杂的燃烧系统。
（5）投资少，不到回转窑的1/3。
（6）生产成本低。
（7）煤耗低，约为回转窑的1/2。
（8）效率高、处理量大。
每平方米竖炉每小时可处理矿石4－5吨，一座15-20平方米的竖炉就可处理矿石50万吨。
（9）操作简单，容易控制。
（10）技术指标稳定，品位大于65%，回收率大于90%。
6、新技术的成熟度
我们和石家庄新华工业炉有限公司合作，完成了新技术的工业试验。
技术成熟，可以提供技术服务和技术转让。