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菱铁矿焙烧技术

2013-12-09 17:26:56 来源:矿秘书网采编

菱铁矿焙烧技术

菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁,一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色 —般为灰白或黄白,风化后可变成褐色或褐黑色等。莫氏硬度4,随成分中锰和 镁含量的升高而降低。热液成因的菱铁矿常见于金属矿脉中;沉积成因的菱铁矿常见于页岩层、黏土 层和煤层中。在氧化带易水解成褐铁矿,形成铁帽。菱铁矿大量聚集而且硫、磷等有害杂质的含量小 于0.04%时,可作为铁矿石开采。我国菱铁矿主要分布在湖北、四川、云南、贵州、新疆、陕西、山 西、广西、山东、吉林等省(区),特别是在贵州、陕西、山西、甘肃和青海等西部省,菱铁矿资源占 全省铁矿资源总储量的一半以上。由于菱铁矿的铁理论品位低,且经常与钙、镁、锰呈类质同象共生, 采用普通选矿方法很难使铁精矿品位达到45%以上。一般粗粒或粗粒嵌布的单一菱铁矿石选矿采用重 选(跳汰、重介质)、粗粒强磁选、焙烧磁选及其联合流程者居多,而对于细粒嵌布的菱铁矿石,焙烧 磁选最为有效。

陕西柞水县大西沟菱铁矿是我国最大的菱铁矿基地,矿石组成简单,铁矿物以菱铁矿为主,其次是 褐铁矿和少量的磁铁矿,铁矿物中还因类质同象作用含有一定数量的Mg2♦和MiP,根据MgC03分子百 分含量较高的特征,可将其称为镁菱铁矿。脉石矿物主要为石英和絹云母,其次是绿泥石、铁白云石、 白云母和重晶石等。

武汉理工大学对陕西大西沟菱铁矿矿石进行了中性气氛焙烧试验研究,考察了焙烧温度、焙烧时间、 冷却方式等对焙烧磁选效果的影响。结果表明,应用中性磁化焙烧一干式自然冷却一异地磁选技术,将 在TOOT下焙烧70min的焙烧矿先封闭冷却至400-SOOT,再排人空气中冷却至室温,可形成强磁性的磁 铁矿和7-Fe203;焙烧矿的磁选流程试验获得了精矿铁品位59. 56% ~ 59. 37% ,铁回收率达72.03% -73. 72%的良好指标。西安建筑科技大学针对陕西大西沟菱铁矿传统的堆积态菱铁矿焙烧工艺中气固接 触面积小、能耗大、矿石质量不均匀、容易产生“过烧”和“欠烧”的问题,开展了悬浮态磁化焙烧 细粒菱铁矿的试验。悬浮态焙烧是在气体和固体颗粒相互剧烈运动的状态下进行焙烧,与竖炉、回转 窑等焙烧工艺相比,具有气固接触面积大、传热传质迅速、反应速率快、焙烧矿质量均匀、焙烧能耗 小、易于实现大型化等优点。结果表明,悬浮态焙烧细粒菱铁矿,气固接触面积大,反应速度快,焙 烧3min就可达到较好指标;在焙烧矿的自然冷却过程中,不同出炉温度对焙烧矿性质的影响不同。 500~ 400<^为相变激烈区域,将焙烧矿密闭冷却至400T以下后与空气接触对产品质量的影响不大;将 焙烧矿在空气中快速冷却能够获得质量较好的产品,铁精矿品位达到60. 07%,铁回收率为90. 77%。 长沙矿冶研究院针对大西沟菱铁矿的性质在陕西大西沟铁矿进行了工业试验,研究开发的焙烧一磁选 —反浮选工艺取得了焙烧矿品位30. 08%、最终精矿品位61. 48%、总尾矿品位8.25%、金属回收率 83. 83%的指标。

昆钢王家滩铁矿主要以菱铁矿为主,偶见褐铁矿零星分布,金属硫化物以黄铁矿为主,其次是黄铜 矿和闪锌矿;脉石矿物含*较髙的是石英,其次为絹云母和绿泥石,其他微量矿物包括白云石、方解石、 锆石、磷灰石和独居石等。矿石中菱铁矿分为细粒(颗粒直径小于0.2mm)和中粗粒两种类型。前者多 为自形、半自形粒状,部分呈竹叶状,晶体粒度较为均匀,大多在0.02-0.15mm之间,晶粒相互紧密镶 嵌构成集合体或以浸染状的形式与石英、绢云母和绿泥石等脉石矿物混杂交生。

长沙矿冶研究院对王家滩菱铁矿石进行了焙烧和闪速焙烧试验研究,考察了焙烧气氛、焙烧温度、 焙烧时间、焙烧给矿层厚度等对菱铁矿焙烧效果的影响,并对焙烧矿进行了磨矿细度、弱磁精矿反浮选、 弱磁选楮矿降硫等选矿试验;对细粒矿物进行了闪速焙烧试验。结果表明,焙烧矿选矿所得铁楮矿品位 最高为59. 80%;采用常规焙烧工艺处理王家滩菱铁矿会导致铁精矿的硫含量较高;闪速堉烧可以实现在 焙烧过程中降硫的目的,铁精矿硫含量低于0.20%,同时可以获得比常规焙烧高4.72%的回收率。刘宁斌等人介绍了王家滩菱铁矿土法烧结、烧结机烧结的实验室和现场试验,以及菱铁矿焙烧磁选实验室的 试验情况。研究表明,使用土法烧结工艺烧结王家滩菱铁矿是有效开发利用王家滩菱铁矿资源的方法之 一;配加一定量赤铁粉矿对改苒菱铁矿的成球制粒性能和土烧效果有积极的作用;选择合适的用料结构 和确定适宜的工艺、操作参数,可生产出满足100m3以下高炉使用的土烧结矿;采用机烧是开发利用王 家滩菱铁矿资源可供选择和见效较快的方法之一。在二烧用10. 00%的王家滩菱铁矿等量替代低铁粉组织 酸性烧结矿生产,对烧结的产最、质童和技术经济指标会产生不同程度的影响。高炉使用效果表明,配 加王家滩菱铁矿生产出的二烧矿,在炉料结构合适的情况下,可以满足中小高炉的生产需要,对炉况顺 行不会产生明显的危害作用;用10.00%菱铁矿等量替代低铁粉组织二烧酸性烧结矿生产,可产生一定的 经济效益;对于品质较差的菱铁矿进行了焙烧磁选结果表明:菱铁矿经焙烧后有较大部分可变为强磁性 矿物,采用弱磁选可以得到精矿品位56. 07%-57. 83%的铁精矿;采用回转窑磁化焙烧和弱磁选的方式, 处理品位较低的王家滩菱铁矿在技术上可行。700=C焙烧磁选的分选指标较好,总精矿品位为57. 83%, 粗选梢矿品位为58. 86%,产率为58. 88%,回收率为91. 19%。焙烧矿中二氧化硅的含量较高,在 31.00%以上,经过分选可降到5. 08%以下;焙烧矿中硫的含量最低为0.190%,最髙为0.659%,经过分 选以后,在精矿中对应的含量最低降到0.068%,最高为0.312%。

重庆大学在实验室对威远菱铁矿进行了焙烧、选矿、烧结和冶金性能的试验研究,提出了威远菱铁 矿各种可供选择的利用流程与方法。威远菱铁矿铁含量高,硫、磷含量较低,实际上是赤铁矿和菱铁矿 的复合矿,而不是单一的菱铁矿。威远菱铁矿《02含景高达26%左右,是该种矿石的最大缺陷。研究表 明:该矿氧化焙烧后,用水洗选矿法可以获得铁含量高而Si02含量低的精矿;若全部破碎到-6mm,经 过水洗、干燥、筛去-0.8mm粒级,可获得铁含童50%左右、Si02含最小于20%的梢矿,其精矿回收率 可达70%; 土法还原焙烧一磁选可获得铁含量为58%左右、Si02含量约10%的精矿,其精矿回收率可达 35% -40%;采用现代的磁化焙烧磁选法,其选矿效果和经济效益将更佳;6-30mm氧化焙烧矿的还原 性特别好,还原度可达100%;威远菱铁矿的氧化焙烧矿的烧结性能好,在8%燃料配比条件下,烧结矿 的成品率高,机械强度髙,冶金性能好。

由余永富院士领衔的科研攻关组,对富含菱铁矿的难选贫铁矿资源(包括原矿和中矿),实施闪速磁 化烧烧技术,在数以秒计的时间内,实现难选贫铁矿资源的磁化焙烧过程。闪速磁化焙烧技术的实现, 有利于大大提高难选弱磁性矿物的铁回收率,缩短现有工业生产的工艺流程,降低能源消耗,提髙我国 铁矿资源的利用率。

菱铁矿资源在我国分布广泛、类型多样、组成复杂,相比较而言焙烧一磁选使产物磁性显著增加, 且铁品位能够得到有效的提髙,与强磁选浮选相比有明显的优越性。闪速磁化焙烧与微波焙烧技术是菱 铁矿焙烧处理的技术趋势,具有效果显著效率高,投资成本相对较经济的优点。

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