褐铁矿气基磁化焙烧及分选新技术

田仕友 姜丽娟

摘要:本研究是通过对某铁品位为30.16%褐铁矿采用制粒—气基磁化焙烧—磁选工艺进行试验研究。原料研究发现褐铁矿与脉石矿物的镶嵌关系较为复杂,属难选矿石。试验中对原料进行部分润磨处理后进行制粒为2mm～3mm,750℃下氧化焙烧5min,在气氛为CO/CO2/N2比为20/40/40气氛725℃焙烧温度10min,分选条件为磨矿90s、磁场强度为1.0KA/m下铁精矿品位达61.23%,此时的回收率达86.19%。

关键词:褐铁矿气基磁化焙烧铁精矿

中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0084-02

我国褐铁矿储量大,褐铁矿的富矿很少,并且多数含有大量矿泥[1]。目前,褐铁矿主要通过重选、磁选-浮选联合选等方法处理,由于褐铁矿含有结晶水,很难得到较好的选矿指标[2～3]。磁化焙烧是处理常规选矿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,还可排除矿物中的结晶水和挥发份,使矿石结构疏松,提高磨矿效果并可排除部分有害元素。褐鐵矿磁化焙烧从温度和气氛上要求不高,采用煤基磁化焙烧研究表明,铁矿磁化效果难以均匀。因此本文针对某铁品位为30.16%低品位铁矿,采用制粒—气基磁化焙烧—磁选工艺进行了试验研究,取得了良好的效果。

1原料性能及研究方法

试样多元素化学分析结果如表1所示,矿石铁品位为30.16%。有害杂质较低,如果能够富集其中的铁,其将是一种优质的烧结或球团原料。石英作为褐铁矿的嵌布的基底,褐铁矿与脉石矿物的镶嵌关系较为复杂,细小的石英和赤铁矿和褐铁矿均匀混杂。矿石中大部分矿物的结晶程度较差,分析表明采用常规的物理选矿方法不能得到较好的选矿指标,因此考虑采用制粒—气基磁化焙烧—磁选工艺。

1.1 试验研究方法

对原矿进行物化分析,试验中采用了显微镜、X射线衍射分析和扫描电镜分析研究原矿、焙烧矿和精矿,进行用以指导试验及对试验现象进行验证。

采用50%原料润磨预处理与未预处理原料混合后,在圆盘造球机上制粒10min,得粒度2mm～5mm的制粒小球。在750℃氧化气氛中加热焙烧5min,然后通入配制好的还原气体进行磁化焙烧,并在氮气保护气氛中冷却至常温。将还原焙砂,使用RK/ZQM(BM)型智能球磨机进行30s磨矿,采用磁选管(XCQS-72型平环湿式强磁场磁选机;SSC型50磁选管)进行磁选获得铁精矿。

2试验结果与分析

2.1 制粒小球粒度对工艺的影响

小球的粒度是控制还原效果的重要条件。试验中通过对不同的小球粒度进行试验得到表2。由表4可知,选取2mm～5mm为粒度还原效果最为理想,磁化率达2.69,粒度小于2mm时,磁化率为4.12还原不充分,制粒粒度+5mm时,磁化率大于4,大颗粒内部还原不充分。

2.2 磁化焙烧气氛和温度对工艺的影响

还原气氛试验结果:VCO/VCO2/VN2比为15/45/40时磁化率为8.01,为20/40/40时磁化率是2.69,为25/35/40时磁化率是2.51,为30/30/40时磁化率是1.94。还原效果随混合气体中CO所占比例的提高而呈良性改善。CO所占比例达25%时,磁化率也达到较为理想的2.51,CO比例进一步提高至30%时,而磁化率变为1.94。CO比例达25%后进一步升高,磁化率变化趋于平缓且持续减小。

如图1所示。随着温度从600℃提高到725℃,磁化率逐渐减小,矿物磁性增强,在温度725℃磁化率接近理论值2.33。725℃以后FeO大量生成,使矿石磁性减弱,

2.3 磁场强度对分选工艺的影响

由图2知,随着磁场强度的增大铁精矿品位先增大到0.8kA/m时达到最大,此时的铁精矿品位为61.8%,1.0kA/m时铁精矿品位为61.26%,继续提高至1.2kA/m,因有磁团聚的发生铁精矿品位快速降低至54.5%。而随着磁场强度的增大回收率不断增大,当1.0kA/m时回收率达到86.19%,继续提高磁场强度,回收率增大不明显。综合显示磁场强大为1.0kA/m为较优条件。

3铁精矿分析

试验室通过单因子试验得到最优条件为:50%原料润磨6min、制粒成2mm～5mm小球,磁化焙烧料层厚度200mm、混合气体中CO/CO2/N2为1/2/2、气体流速0.24m/min、温度725℃、焙烧时间10min、磨矿90s、磁场强度为1.0kA/m。

经磁选后得到精矿化学分析结果如表3。从表3可以知道石英含量从40.44%降至9.89%,铁品位从30.16%提高至61.26%。

采用XRD对磁选精矿进行分析,结果如图3所示。精矿中铁物料主要是磁铁矿(d=2.5344,d=2.972,d=2.09386)。表明原料中铁矿物经磁化焙烧后铁矿物变成了磁性较高的磁铁矿。

参考文献

[1] 游达明,陈雯.菱/褐铁矿选矿研究成果产业化过程中的问题与对策［J］.矿冶工程,2007(1):40～43.

[2] 谢建宏,崔长征,宛鹤.新疆某难选复合铁矿选矿试验研究［J］.矿冶工程,2009(5):33～36.

[3] 艾光华,余新阳,魏宗武.某难选高磷赤褐铁矿提铁降磷选矿试验研究［J］.矿冶工程,2009(2):43～45.

[4] 傅菊英,姜涛,朱德庆.烧结球团学[M].湖南:中南大学出版社,1995:16.