国外某赤铁矿石悬浮磁化焙烧—磁选试验

袁 帅 韩跃新 李艳军 刘 杰

（东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819）

大量的研究表明，常规选矿技术无法实现弱磁性、微细粒嵌布的赤铁矿物的有效回收［1］。近年来，国内许多研究单位围绕微细粒嵌布的菱铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿等复杂难选铁矿资源的高效开发利用，开展了大量的研究工作，选冶联合工艺成为业界的共识［2-5］。东北大学提出的悬浮磁化焙烧—弱磁选技术可实现弱磁性难选铁矿石的高效开发利用［6-9］。

对国外某微细粒嵌布的赤铁矿石，试验采用悬浮磁化焙烧—弱磁选技术，研究了悬浮焙烧给矿粒度、焙烧温度、焙烧时间、CO浓度、焙烧产品磨矿细度等关键工艺参数对产品指标的影响。

1 矿石

矿石主要化学成分分析结果见表1，铁化学物相分析结果见表2，XRD图谱结果见图1。

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从表1可以看出，矿石中有回收价值的元素是铁，含量为44.08%，其中FeO含量非常低，仅为0.14%，可推测主要铁矿物为赤铁矿，SiO2和Al2O3的含量分别为13.44%和5.80%。

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从图1可知，矿石中的主要铁矿物为赤铁矿，脉石矿物主要为石英，绿泥石少量。

从表2可知，矿石中的铁绝大部分为赤（褐）铁，含量为45.04%，占总铁的99.10%，其他铁占比不到1%。

2 试验方法

在高温气氛管式焙烧炉中进行流态化还原焙烧试验。将碎磨至一定粒度的矿石给入炉内，待焙烧炉内升至一定温度后通入N2，排净炉内空气，再通入一定CO浓度（CO占N2+CO的体积分数）的N2与CO的混合气体，还原焙烧一定时间后关闭加热系统，同时通入N2使焙烧熟料冷却至室温，将焙烧产品磨至一定细度后用磁选管（磁场强度为85 kA/m）进行弱磁选，分析精、尾矿的质量和品位。

3 试验结果与讨论

3.1 给矿粒度对试验结果的影响

为考察焙烧给料粒度对悬浮焙烧效果的影响，试验固定焙烧温度为560℃，CO浓度为30%，还原时间为15 min，焙烧产品磨至-0.074mm占85%，试验结果见图2。

由图2可知，随着焙烧给矿粒度变细，精矿铁品位先上升后趋于稳定，主要因为粒度变细，气固接触面积大，更易被磁化还原，同时，粒度过细会导致过还原，粘连石英等脉石，从而使回收率在给矿粒度-0.074 mm后明显下降。综合考虑，确定焙烧给矿粒度为-0.074 mm占55%。

3.2 焙烧温度对试验指标的影响

为了考察还原温度对焙烧效果的影响，在焙烧给料粒度为-0.074 mm占55%，CO浓度为30%，还原时间为15 min，焙烧产品磨至-0.074 mm占85%条件下进行试验，结果见图3。

由图3可知，随着焙烧温度的升高，精矿铁品位先上升后下降，铁回收率缓慢下降，560℃后下降明显。综合考虑，确定焙烧温度为560℃。

3.3 CO浓度对分选指标的影响

为了考察CO浓度对焙烧效果的影响，在焙烧给料粒度为-0.074 mm占55%，焙烧温度为560℃，还原时间为15 min，焙烧产品磨至-0.074 mm占85%条件下进行试验，结果见图4。

由图4可知，随着CO浓度的增加，精矿铁品位先升后降，铁回收率显著上升后小幅下降。综合考虑，确定CO的浓度为30%。

3.4 还原时间对分选指标的影响

为了考察CO浓度对焙烧效果的影响，在焙烧给料粒度为-0.074 mm占55%，焙烧温度为560℃，CO的浓度为30%，焙烧产品磨至-0.074 mm占85%条件下进行试验，结果见图5。

由图5可知，随着还原时间的延长，还原效果变得充分，精矿铁品位上升，铁回收率略有下降。综合考虑，确定还原时间为20 min。

3.5 焙烧产品磨矿细度对试验指标的影响

为了考察焙烧产品磨矿细度对分选效果的影响，在焙烧给料粒度为-0.074 mm占55%，焙烧温度为560℃，CO的浓度为30%，还原时间为20 min条件下进行试验，结果见图6。

由图6可知，随着焙烧产品磨矿细度的提高，精矿铁品位上升，铁回收率先小幅上升后有所下降。综合考虑，确定磨矿细度为-0.038 mm占95%，对应的精矿铁品位为58.29%、铁回收率为91.45%。

4 结论

（1）国外某微细粒嵌布的赤铁矿石中有回收价值的元素是铁，含量为44.08%，FeO含量仅为0.14%，主要脉石矿物成分SiO2和Al2O3含量分别为13.44%和5.80%；主要铁矿物为赤铁矿，主要脉石矿物为石英，绿泥石少量；矿石中99.10%的铁为赤（褐）铁。

（2）矿石适宜的焙烧工艺条件为：给料粒度为-0.074 mm占55%，焙烧温度为560℃，CO的浓度为30%，还原时间为20 min；弱磁选适宜的给矿粒度为-0.038 mm占95%，对应的精矿铁品位为58.29%、铁回收率为91.45%。