含铁固废干法生产氧化铁红新工艺技术研究

潘旭方

（中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽 马鞍山 243000）

1 国内含铁尘泥的利用现状

含铁尘泥是钢铁企业在原料的转运、加工、冶炼和轧制过程中，产生的工业固体废弃物[1]，主要包括炼钢污泥、烧结尘泥、瓦斯灰（泥）及轧钢铁鳞等，据国家有关部门统计，目前我国含铁尘泥年发生量约1 500万t，由于其含铁量较高，杂质含量相对较少且粒度较细，是一种宝贵的潜在二次资源。冶金行业含铁尘泥发生量及其特性列于表1。

表1 含铁尘泥数量及其特性

目前，我国含铁固废的综合利用处于初级阶段[2]，主要利用途径有以下3种模式：（1）返回烧结，作为烧结矿配料，这是我国当前利用含铁固废的最主要方法，占利用总量的85％以上，但由于其粒度较细，容易穿透烧结料层，进入烧结机收尘系统形成闭路，严重影响烧结作业，另外其铁品位相对铁精矿较低，也严重制约了其发展；（2）在尘泥中添加少量粘结剂，冷压制成团或焙烧，直接作为地方小高炉原料；（3）作为炼钢熔剂等。原始利用方法虽然可以大宗量利用，但由于含铁尘泥的粒度细、成分不稳定，容易给高炉冶炼带来危害，且造成环境的二次污染。因此，进一步开展深加工工艺的技术研究，提高其利用价值，是当前和今后的研究课题。

利用含铁尘泥生产磁材用高档氧化铁红，不但拓宽了含铁尘泥综合利用的途径，减少了环境污染，而且增加了企业的经济效益，同时也为磁材行业提供了优质原料，提升了我国的磁性材料产品的竞争力，使我国由磁材大国变为磁材强国。氧化铁红是生产高性能永磁铁氧体的关键材料[3]，其性能和价格直接影响产品的使用和产业的发展。目前已建成一条年产1.5万t的铁鳞干法生产氧化铁红的生产线，铁红产品Fe2O3含量大于99.0％，FeO小于0.2％，SiO2小于0.3％。颜色为棕红色，现已大规模替代化学法铁红应用于磁材行业。

2 尘泥的除杂工艺研究

含铁尘泥是冶金企业生产过程中产生的，虽然粒度均较细，但性质与天然矿物存在较大的差异。因此在综合利用前期，应对其中所含有的杂质进行预处理，在其除杂时应根据非铁矿物的种类、与铁矿物的结合状况以及嵌布粒度确定除杂工艺和方法。其中较常用的方法是磁选、浮选、重选以及磁选—重选—浮选等联合流程。

对于炼钢污泥可采用阶段磨矿磁选流程，即磨矿—磁选—磁选精矿再磨—磁选。可获取TFe含量大于90.0％，SiO2小于0.4％的铁精粉。

对于出铁厂除尘灰可采用磁选—浮选联合流程进行除杂。可获取TFe含量达到71.0％，SiO2小于0.3％的中间铁精粉产品。

对于铁鳞的除杂应采用磁选—浮选联合流程，可有效地降低其中的二氧化硅、碳等杂质含量，使TFe含量达到73.0％，SiO2小于0.2％。

3 氧化铁红的制取

经除杂后的精磁粉，其主要物相为Fe3O4，FeO，Fe2O3及少量的金属铁。其氧化过程是一个放热、增重反应，采用马沸炉静态和外加热回转窑动态试验。最佳的氧化条件是：入料粒度小于5 μm，焙烧温度700～800℃，焙烧时间2 h左右。虽然提高氧化温度和添加氧化剂都可以加快物料的反应速度，但会对铁红产品的质量构成潜在的影响，在试验和生产中应根据需要酌情处理。表2是氧化铁红的多元素分析结果。

表2 氧化铁红多元素分析

4 氧化铁红产品的磁性能评价

利用尘泥干法生产的铁红产品，经过给料→配料→一次球磨→预烧→二次球磨→成型→烧结→器件磁性能测试，其磁性能考查结果列于表3。永磁铁氧体材料质量分等标准（SJ/T9569.6—1995）列于表4。

由表3和表4可以看出，利用冶金企业的含铁尘泥生产的铁红产品制取永磁锶铁氧体，产品的磁性能达到了新标准Y30H-1以上水平，比其他铁质原料（超精、铁鳞等）制取产品性能要提高一个级别，而且生产成本均较低。

表3 尘泥干法生产的氧化铁红磁性能应用考查结果

5 结语

冶金企业生产过程中产生的含铁尘泥种类繁多、数量较大，是重要的二次资源。目前对其直接返回烧结作为配料的利用方法，经济效益较差，同时又造成磁材行业优质铁资源的浪费。因此综合利用含铁尘泥，经过富集、除杂、干法氧化可获得优质氧化铁红产品，较大幅度地提高其利用价值，为永磁材料行业提供大量的优质资源。

该技术可充分利用闲置设备和厂房，安排企业的富余人员就业，为冶金企业的改革和发展起到一定的促进作用。

[1] 杨吉林.钢铁工业固体废物治理[M].北京：中国环境科学出版社，1992.

[2] 甘勤.攀钢含铁尘泥的利用现状及发展方向[J].金属矿山，2003(2)：62-64.

[3] 王国雄.钢铁厂含铁粉尘的合理利用[J].武汉钢铁学院学报，1991，1(1):66-67