強化褐鐵礦磁化焙燒的新工藝及機理研究.pdf

1、2008年9月,全球性的次貸危機使我國的鋼鐵行業(yè)面臨著巨大的壓力,再加上近期三大礦山單方面要求鐵礦漲價90％,嚴峻的國內外形勢,使我們更加深刻地認識到加大對國內復雜難選鐵礦資源的開發(fā)利用力度具有重要的現(xiàn)實意義。褐鐵礦與菱鐵礦均是公認的低品位難選礦種,儲量巨大,長期未能得到有效利用,因此,合理地開發(fā)利用褐鐵礦與菱鐵礦資源迫在眉睫,可以有效地緩解我國鋼鐵行業(yè)所面臨的壓力。
　　 褐鐵礦原礦鐵品位為40.33％,其磁化焙燒的最佳工藝條

2、件為：磁化焙燒溫度850℃,還原時間15min,內配煤比例為2％。此條件下得到的焙燒礦鐵品位為47.15％、磁化率為2.26；焙燒礦磨礦－磁選的最佳工藝條件為:磨礦細度為－0.074mm87.35％,磁場強度為61.52kA/m。經磁選管一次選別,得到的精礦鐵品位為60.17％,鐵回收率為64.76％。
　　 褐鐵礦配加菱鐵礦最佳的試驗工藝參數(shù)如下：磁化焙燒溫度850℃,還原時間15min,內配煤比例為1.4％,配加菱鐵礦的比例

3、為15％。此條件下得到的焙燒礦鐵品位為47.18％、磁化率為2.29；焙燒礦在磨礦細度為－0.074mm86.50％,磁場強度為61.52kA/m的條件下經磁選管一次選別,得到的精礦鐵品位為61.02％,鐵回收率為70.20％。
　　 褐鐵礦配加菱鐵礦后比褐鐵礦單獨焙燒的各項指標均有所提高：在相同的磁化焙燒溫度下還原相同的時間,加入菱鐵礦后內配煤用量從2％降低到1.4％,減少了30％；同時磁選精礦的鐵品位從60.17％升高到61

4、.02％,而回收率也從64.76％提高到70.20％。
　　 褐鐵礦以及褐鐵礦配加菱鐵礦后通過磁化焙燒－磁選工藝后,磁選精礦都可以達到較好的指標,能夠為下一道工序提供良好的原料。菱鐵礦在磁化焙燒過程中存在一個自身磁鐵礦化的過程,其熱分解產生的CO2可使FeO轉化為Fe3O4,而反應生成的CO又可將試樣中的Fe2O3還原成Fe3O4,因此加入菱鐵礦后可以降低還原劑的用量。同時,配入菱鐵礦后由于菱鐵礦的分解是在還原氣氛下完成的(混合

5、礦內配煤外配焦粉),分解式為:3FeCO3→Fe3O4+2CO2+CO；還原氣氛不僅有助于磁鐵礦的穩(wěn)定,不被氧化且與分解時放出的CO氣體一起參與赤鐵礦的還原反應,即3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2。因此,此時磁選精礦的鐵品位和回收率均比不配菱鐵礦時好。
　　 由動力學試驗結果可知：單一褐鐵礦的磁化焙燒反應遵循未反應核模型,反應受內擴散控制,其表觀活化能Ea=34.79KJ/mol,速率方程式為k=0.2227e-4186

6、/T；未反應核模型并不適用于混合礦的磁化焙燒反應,通過分析計算得其表觀活化能Ea=32.33KJ/mol,速率方程式為k=0.4928e-3888/T。由于配加菱鐵礦后菱鐵礦熱分解產生的氣體要向外擴散,導致混合礦的致密度有所降低,此時在團塊中必然產生了一定比例的孔隙,原本致密的團塊不再是無孔固體,氣體擴散的阻力降低,還原反應更易進行,還原劑用量更低。
　　 焙燒礦球磨磁選后的尾礦中大部分為微細粒礦物,其中有價成分鐵的含量依然較高

7、,本試驗考慮添加一定比例的較大粒度的天然磁鐵礦充當載體,以充分回收微細粒礦物中的有價元素。通過計算可知：當要回收的有價元素的粒度小于38μm時,加入的磁載體的粒度等于或小于100μm時磁團聚力達到最大值,此時吸附效果最佳。
　　 磁團聚試驗的最佳參數(shù)條件如下：天然磁鐵礦的粒度范圍為120～180μm,天然磁鐵礦占混合礦的比例為10％,當焙燒礦的磨礦細度為-0.074mm86.50％時,此時扣除天然磁鐵礦后的磁選精礦的鐵品位為61