高磷鮞狀赤鐵礦還原焙燒-磁選新工藝及機(jī)理研究.pdf

1、鮞狀赤鐵礦是一種典型的難處理鐵礦資源,據(jù)統(tǒng)計我國約有30～50億噸儲量,占我國紅鐵礦儲量的30％。這種鐵礦石含磷高(0.4～1.8％)、鐵品位較低(35～50％),鐵礦石中的磷主要賦存于膠磷礦中,并與富含氧化鐵的鮞綠泥石混雜在一起,形成同心層狀相間的鮞粒結(jié)構(gòu),礦石中氧化鐵晶粒粒度細(xì)微,且與脈石嵌布關(guān)系復(fù)雜,難解離。若不改變鐵和磷的賦存狀態(tài),破壞礦石特有的鮞粒結(jié)構(gòu),鐵就無法精選富集,磷也無法有效去除。目前,該資源尚未得到有效開發(fā)利用,尚屬

2、于“呆滯”礦產(chǎn)資源。本文以湖南某地鮞狀赤鐵礦為對象,系統(tǒng)研究了其物化性能以及工藝礦物學(xué)特征,針對其復(fù)雜的嵌布關(guān)系,研究了高磷鮞狀赤鐵礦還原焙燒的熱力學(xué),開發(fā)出高磷鮞狀赤鐵礦還原焙燒.磁選分離的新工藝及添加劑強(qiáng)化還原分選新技術(shù),并結(jié)合光學(xué)顯微鑒定、XRD和顯微圖像分析揭示了高磷鮞狀赤鐵礦鐵磷分離的機(jī)制。
　　 ⑴查明了鮞狀赤鐵礦的工藝礦物學(xué)特征：赤鐵礦呈環(huán)帶狀集合體與脈石礦物的緊密嵌布,鐵礦石中的磷主要以膠磷礦的形式出現(xiàn),膠磷礦在

3、鮞狀赤鐵礦中主要產(chǎn)出形式是球粒狀集合體。鐵與磷等脈石成分的復(fù)雜嵌布關(guān)系導(dǎo)致物理分選鐵和磷十分困難。
　　 ⑵通過高磷鮞狀赤鐵礦還原焙燒-磁選工藝研究,確定適宜的還原焙燒溫度為1050℃,還原焙燒時間為120min,還原產(chǎn)品磨礦細(xì)度-0.074mm含量為97.1％,磁場強(qiáng)度為0.1T。此工藝條件下,鐵金屬化率86.7％,磷揮發(fā)率24.3％,精礦鐵品位85.1％,鐵回收率69.7％,精礦磷品位0.972％,磷脫除率51.4％；加入添

4、加劑可有效強(qiáng)化鮞狀赤鐵礦的還原分選,在適宜的還原磨選條件下,添加了7.5％硫酸鈉和1.5％輔助添加劑BS,鐵金屬化率達(dá)95.8％,磷揮發(fā)率25.1％,精礦鐵品位92.7％,鐵回收率92.5％,精礦磷品位0.086％,磷脫除率96.1％。
　　 ⑶熱力學(xué)研究表明,磷灰石在有碳存在的情況下可還原生成氣態(tài)的單質(zhì)磷揮發(fā)出去,反應(yīng)受溫度和氣體磷分壓的影響。在氣體磷分壓為0.01％的時候,反應(yīng)起始溫度約為1100K。高磷鮞狀赤鐵礦還原焙燒過

5、程中,部分物料在較低溫度下先發(fā)生固相反應(yīng),生成物主要有鐵橄欖石、FeO·Al2O3；T＞1190K時,上述固相反應(yīng)產(chǎn)物在還原過程中可被還原成Fe。添加鈉鹽后,碳酸鈉和硫酸鈉與SiO2均可在低于1190K時發(fā)生反應(yīng),競爭置換出FeO,使其還原阻礙減少。熱力學(xué)上證明鈉鹽添加劑可促進(jìn)金屬鐵的還原。
　　 ⑷結(jié)合XRD結(jié)果和還原焙燒產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)分析可知,無添加劑時鐵晶粒細(xì)小且受界面阻力無法有效聚集；添加鈉鹽后,隨著還原反應(yīng)的進(jìn)行,在局