难选菱铁矿流态化预氧化-低温还原磁化焙烧

磁化焙烧–弱磁选联合工艺是目前实现低品位难选铁矿高效铁资源富集利用的最有效工业化方案之一。菱铁矿（碳酸亚铁）和赤铁矿（三氧化二铁）是两种主要弱磁性难选含铁矿物,菱铁矿在常规工业化赤铁矿还原磁化焙烧条件下会生成弱磁性浮氏体,进而降低磁性物相转化率和最终弱磁选精矿铁元素收得率。对此,本文提出了菱铁矿流态化预氧化–低温还原的磁化焙烧高效物相转化方案,并以低品位陕西菱铁矿为样品进行了系统研究。研究发现,菱铁矿在快速预氧化过程中会生成弱磁性和强磁性三氧化二铁两种铁氧化物,其中强磁性三氧化二铁500–550℃还原焙烧产物除工艺目标物相强磁性四氧化三铁外,还有部分由不稳定四氧化三铁被进一步还原生成的弱磁性浮氏体。预氧化产物只有在更低温度还原焙烧才能实现目标四氧化三铁产物相的稳定存在,优化的菱铁矿流态化快速焙烧完全磁化转变工艺参数为610℃预氧化2.5 min再低温450℃还原焙烧5 min,菱铁矿经此条件磁化焙烧后磨矿弱磁选分离能够达到精矿铁含量62.0wt%、铁元素收得率88.36%的优良指标,相比常规直接还原焙烧铁元素收得率大幅提高34.33%,可以实现低品位难选菱铁矿的高效物相转化资源利用。本文提出的预氧化-低温还原焙烧方案也具有适用于菱铁矿–赤铁矿共伴生铁矿全范围含量比例共磁化焙烧的特点。     

高铁赤泥悬浮磁化焙烧-弱磁选提铁工艺

高铁赤泥中的铁含量较多,是一种潜在的铁矿资源.因此,研发创新性工艺和技术以实现赤泥中铁的回收利用和赤泥减量很有必要.针对拜耳法高铁赤泥,制定了悬浮磁化焙烧-弱磁选的工艺流程,并研究了焙烧温度、焙烧时间、还原气CO浓度和总气量对磁化焙烧效果的影响.结果表明,在最佳焙烧条件下,焙烧矿经过弱磁选别,可获得磁选精矿TFe品位为56.40%,回收率为88.46%的指标.通过对原料和焙烧产品的XRD分析、铁的化学物相分析、SEM-EDS分析和VSM分析可知,赤泥中的弱磁性的赤铁矿在磁化焙烧过程中被还原成了强磁性的磁铁矿.     

东鞍山浮选尾矿预富集精矿悬浮磁化焙烧试验研究

为实现东鞍山铁矿石浮选尾矿的资源化利用,对浮选尾矿预富集精矿开展了悬浮磁化焙烧试验研究.结果表明,浮选尾矿预富集精矿主要矿物组成为赤褐铁矿、磁铁矿、菱铁矿和石英,TFe品位为31.13%.浮选尾矿预富集精矿适宜的悬浮磁化焙烧工艺参数为:气体流量600mL/min,氢气体积分数20%,焙烧温度520℃,焙烧时间20min.焙烧产品经弱磁选可得铁精矿的TFe品位为64.23%,回收率为79.53%.焙烧产品的铁物相,XRD,VSM分析表明,经过悬浮磁化焙烧后,原矿中赤褐铁矿和碳酸铁转变为磁铁矿,矿石的饱和磁化强度和磁化率增强.     

闪速磁化焙烧及铁矿物的微观相变特征

针对酒泉钢铁(集团)公司粒度小于0.30 mm的富含镜铁矿、褐铁矿和镁(锰)菱铁矿难选铁粉料,介绍采用闪速磁化焙烧动态试验装置开发我国难选低品位细粒级铁矿资源的试验效果;对闪速磁化焙烧前、后相关产品进行光学显微镜观察、XRD和EPMA检测分析,研究焙烧前后铁矿物的相变情况及微观特性.研究结果表明:在弱还原气氛和740～800 ℃条件下,通过60 s之内的闪速磁化焙烧处理,可获得铁品位为55.51%～55.35%的弱磁选铁精矿;弱磁性细粒铁矿物的相变均转变为龟裂较为发育的人造磁铁矿,产物中未见菱铁矿和强磁性的γ-Fe2O3;人造磁铁矿其镜下微观形貌与反光特征仍有差异,且由菱铁矿中的Mg和Mn特征元素含量有差别,可将其区分.     

东鞍山含碳酸盐铁矿石悬浮磁化焙烧试验

介绍了一种半工业试验用悬浮焙烧设备,并考察了焙烧温度、还原气体CO及流化气体N₂用量对东鞍山含碳酸盐铁矿石预富集粗精矿悬浮焙烧效果的影响.试验结果表明,在焙烧温度540℃,还原气体CO用量4m³/h及流化气体N₂用量2m³/h的条件下,焙烧物料经磨矿-磁选后可获得铁品位66.1%,回收率91.2%的铁精矿.铁的化学物相、光学显微结构及穆斯堡尔谱分析表明,经悬浮焙烧后弱磁性的菱铁矿和赤铁矿转化为了强磁性的磁铁矿,部分结晶粒度较粗(>100μm)的赤铁矿仅颗粒表面转变为磁铁矿,但这种Fe₂O₃@Fe₃O₄核壳结构的新生磁铁矿由于磁性较强,在后续磁选过程中依然能够得到有效的回收,并不会影响分选效果.     

云南惠民铁矿微波磁化焙烧工艺

基于云南惠民铁矿主要为细粒浸染结构、氧化矿的主要铁矿物为褐铁矿,以氧化矿为研究对象,采用微波磁化焙烧-弱磁选工艺分选铁矿石,考查微波焙烧温度、还原剂用量、磁选磁场强度对分选指标的影响。研究结果表明:在焙烧温度为800℃,还原剂用量为12%,还原时间为12 min,磁选磁场强度为119.37 kA/cm的条件下,获得铁精矿品位为59.31%,回收率为81.92%,证实微波磁化焙烧铁矿石的方法可行,为难选铁矿石的分选提供了一种新的思路。     

安徽褐铁矿的磁化焙烧-磁选工艺

针对安徽某低品位褐铁矿石,采用磁化焙烧-磁选工艺进行了实验研究,对该矿的原矿进行了岩相分析,并对磁化焙烧-磁选工艺参数进行了优化. 结果表明,该矿属低磷硫的低品位褐铁矿,褐铁矿与脉石矿物的镶嵌关系较为复杂,结晶水含量高,属难选矿石. 对铁品位48.01%的原矿,在850℃、内配煤5%(质量分数)的条件下,磁化焙烧15min,焙烧矿磁化率达到最佳值,褐铁矿几乎全部转化为磁铁矿,这由X射线衍射结果证实. 该褐铁矿通过磁化焙烧-磁选工艺可获得品位62.94%、回收率87.99%的铁精矿.     

鲕状赤铁矿的磁化焙烧特性与转化过程分析

以鄂西某鲕状赤铁矿为研究对象,考察焙烧温度、焙烧时间和物料粒度等因素对磁化焙烧效果的影响,利用X线衍射(XRD)定量分析技术,结合显微镜下观察统计等手段,探讨鲕状赤铁矿物的磁化焙烧特性、相态转化及焙烧变化规律。研究结果表明:含铁鲕粒多数由粒径为1~2μm的致密同心外形壳和10μm的多孔状、似针铁矿的小颗粒包裹而成,中间夹带有黏土状的高岭石;对含铁(TFe)49.02%的鲕状赤铁矿,在800℃和60 min的焙烧条件下获得含铁为56.74%,铁回收率为95.54%的较优结果,物料粒度对磁化焙烧矿的质量有较大影响。当温度≤800℃时,很少发生过还原生成Fe O和Fe2Si O4,但含磷与含硅矿物均有相变;当温度为900℃时,生成Fe O的质量分数达23.61%,形成弱磁性的Fe3O4-Fe O固熔体,不利于焙烧矿的弱磁选分离。磁化焙烧过程仅改变铁相,而鲕粒结构未变,磁化还原由表及里受扩散作用控制,与鲕粒粒径和致密度密切相关。     

高铝铁矿石工艺矿物学特征及铝铁分离技术

研究高铝褐铁矿石的工艺矿物学特性及其对铝铁分离的影响.研究结果表明,铁矿物主要为针铁矿和赤铁矿;铝的载体矿物主要是以微细颗粒集合体被针铁矿包裹的三水铝石和以类质同象存在于针铁矿中的铝;铝硅酸盐矿物呈分散状或浸染状与针铁矿共生,铁铝赋存关系十分复杂.强磁选、磁化焙烧-磁选不能有效破坏矿石中铝、铁细粒嵌布和类质同象结构,铝铁分离效果不明显;钠盐焙烧-浸出工艺能有效实现高铝褐铁矿的铝铁分离,当原矿全铁含量为48.92%,Al2O3含量为8.16%,SiO2含量为4.24%时,可获得全铁品位为62.84%,Al2O3含量为2.33%,SiO2含量为0.45%的铁精矿,铁的回收率为98.56%.     

难选赤褐-菱铁矿离析焙烧-弱磁选提铁研究

针对重庆綦江沉积型赤褐-菱铁矿,提出离析焙烧-弱磁选工艺实现提铁。矿石与氯化钙、焦炭混匀后置入焙烧炉中进行离析焙烧,铁从弱磁性矿物转变为强磁性矿物后,焙烧矿采用弱磁选回收铁。研究结果表明:焙烧矿中产生了以磁铁矿(Fe3O4)、金属铁(Fe)为主的新矿相及少量的氧化亚铁(Fe O)新矿相,实现了铁与其他杂质的有效分离。在离析焙烧温度为950℃、离析焙烧时间为60 min、氯化钙和焦炭质量分数分别为4%和15%、弱磁选磁场强度H为0.10 T、弱磁选磨矿细度小于0.038 mm的铁精矿质量分数为95%的综合工艺条件下,得到了铁品位为72.02%,硫和磷质量分数分别为0.080%和0.053%,铁回收率为82.09%的铁精矿分选指标,提铁效果显著。     

镍铁矿选择性还原焙烧相变研究

对镍铁矿原料及不同温度还原焙砂进行矿物学研究,探究镍铁矿选择性还原焙烧发生的相变.研究结果表明:镍铁矿主要金属矿物为褐铁矿,其次为赤铁矿;Ni在不含锰的铁矿物中分布较均匀,而在含Mn的铁矿物中分布相对集中,并与Mn伴生.镍铁矿在还原焙烧过程中Fe、Ni和Co随温度升高逐渐发生还原、相转化和迁移富集的过程.选择性还原焙烧必须严格控制焙烧温度,要达到Ni、Co和Fe的选择性还原并形成Ni高、Fe低的合金相和磁铁矿,焙烧温度采用750℃较合适,在该温度下形成的合金相组成为55.55%Ni、9.86%Co及33.99%Fe,Ni的金属转化率为88.49%,铁氧化物主要为磁铁矿.     

矿浆 pH 对表面磁化和菱铁矿-赤铁矿协同磁化的效应

利用菱铁矿在溶液中的微溶解性以及pH对溶解性的影响,在敞开的体系中搅拌引入空气而导致部分氧化反应,使菱铁矿表面生成强磁性物质,实现表面磁化以及菱铁矿-赤铁矿协同磁化的效应。研究结果表明:矿浆pH、温度、搅拌速度和反应时间是影响磁化反应的因素,磁化反应只能在合适的碱性pH范围进行。菱铁矿在室温、pH为12.78、搅拌速度为400 r/min和8 min磁化反应后,回收率提高10%,提高温度可使回收率增加;在赤铁矿和菱铁矿的混合体系中,菱铁矿对赤铁矿有协同磁化作用。磁化后菱铁矿的磁性由顺磁性转变为亚铁磁性;赤铁矿可以在含Fe2+的碱性介质中磁化,可能是菱铁矿-赤铁矿混合体系中,菱铁矿对赤铁矿协同磁化的原因。磁化后,菱铁矿表层Fe 2p电子结合能增加,铁元素原子数分数增加而碳和氧元素原子数分数下降。     

大西沟难选菱铁矿石综合利用新工艺

采用强磁预选—磁化焙烧—磁选联合工艺对大西沟难选菱铁矿石进行试验研究.结果表明:在磨矿细度-74μm占55%、强磁粗选磁场强度318kA/m、强磁扫选磁场强度717kA/m的条件下，可得到TFe品位为28.47%、回收率为96.78%的强磁精矿；强磁精矿在中性气氛中于焙烧温度700℃、焙烧时间40min、磨矿细度-43μm占95%、弱磁选磁场强度104kA/m的综合条件下，获得TFe品位为59.29%、回收率87.50%的精矿产品.XRD、光学显微镜和VSM等分析结果表明:难选菱铁矿和褐铁矿经焙烧后转变为易选磁铁矿，新生成的磁铁矿表面疏松多孔，多呈胶状，与脉石矿物紧密共生，其磁化强度和比磁化系数均显著提高.     

还原剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程铁还原的影响

采用添加脱磷剂直接还原焙烧--磁选的工艺制备直接还原铁,研究了不同还原剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程铁还原的影响.实验结果和扫描电镜分析表明,还原剂中固定碳和挥发分含量对于焙烧产物中金属铁晶粒的聚集、增多和长大以及所得还原铁指标影响较大.焦炭和无烟煤所得焙烧产物中金属铁晶粒与脉石矿物结合较紧密,难以在磨矿过程中实现单体解离.褐煤所得焙烧产物中金属铁晶粒出现明显的连接和长大,且与脉石矿物界限分明,嵌布粒度较粗,有利于铁颗粒与脉石矿物的解离,从而其铁回收率较其他还原剂高.     

山西某贫赤铁矿氢气还原-弱磁选实验研究

以氢气为还原剂,通过改变还原反应温度、还原反应时间、磁选条件对山西某贫赤铁矿进行还原-弱磁选实验。还原磁化矿采用弱磁磁选工艺,得到高品位铁精矿。采用光学显微镜、XRD、H2-TPR、元素分析(ICP)和化学分析等手段对原矿组成及矿石结构进行分析。结果表明:山西某贫赤铁矿是一种典型的低品位(28.63%)、极细粒、沉积型难选赤铁矿。通过实验得到的最佳工艺条件为:焙烧还原温度440℃,还原时间75min,气体总流速100L/h,H2体积分数50%(N2为平衡气),一段磨矿20min,磁场强度0.229T.采用此工艺可得到精矿铁品位,铁回收率分别达到50.45%,60.92%.氢气还原-弱磁选工艺为山西难选贫赤铁矿的开发利用提供了依据。     

镍红土矿加压浸出渣磁化焙烧-弱磁选铁精矿的研究

以镍红土矿加压酸浸渣为原料(其主要成分是以赤铁矿为主的铁矿物),对其进行磁化焙烧-弱磁选铁精矿的实验研究,确定还原焙烧-弱磁选工艺的优化条件。研究结果表明该工艺的优化条件是:无烟煤质量分数为20%,焙烧温度为750℃,焙烧时间为60 min,冷却方式为水冷,弱磁选磁场强度为195 kA/m,在此最优条件下,铁品位和回收率分别为64%和94%,精矿中S质量分数为0.16%,达到了钢铁对铁精矿成分的要求。     

弱磁性铁矿物的表面自磁化

利用菱铁矿和赤铁矿在酸性体系中的溶解特性,无需添加任何铁离子,只需调节矿浆的pH值,然后通过控制反应温度即可实现矿物表面的自磁化.实验考察了反应时间、铁离子浓度、过氧化氢添加量和反应温度等因素对菱铁矿在酸性体系中溶解行为的影响.在100℃条件下,通过表面自磁化反应,菱铁矿磁选回收率从53.8%提高到94.6%,因此可以确定反应温度是影响自磁化的重要因素.利用赤铁矿和菱铁矿的混合矿物重复菱铁矿单矿物的自磁化实验,混合矿物回收率从66.8%提高到了72.6%.最后利用含有赤铁矿和菱铁矿的实际矿石进行自磁化实验,结果与单矿物实验和混合矿物实验相一致,磁选回收率从46.3%提高到了63.1%,实现了样品的自磁化.     

磨矿粒度对磁铁矿磁性特征及磁团聚的影响

为了研究粒度变化对磁铁矿磁性特征及磁团聚的影响,分别在不同磨矿细度条件下进行磁铁矿的"阶段弱磁选"试验,采用单体解离度分析仪(MLA)和振动磁强计(VSM)分别对磁铁矿的单体解离度和磁化曲线进行测定,并对磁铁矿各组分间的磁团聚力进行分析。研究结果表明:磁铁矿经过一段磨矿后,已经存在部分磁铁矿单体和非磁性脉石,可采用弱磁选实现分离。随着磨矿粒度的降低,磁铁矿单体颗粒的比磁化系数逐渐减小,矫顽力逐渐增大。磁铁矿单体与富连生体比磁化系数之间的差异逐渐减小,磁铁矿单体之间与磁铁矿单体和富连生体之间的磁团聚力差异也逐渐减小,导致磁铁矿单体和连生体的分离难度增大。较粗的磨矿粒度对磁铁矿不同组分的弱磁选分离更加有利,预先分离出合格的磁铁矿精矿和尾矿,仅使连生体作为中矿进行选择性分级再磨,能够提高磁铁矿的分选效率。     

东鞍山贫铁矿石磁选预富集行为

针对东鞍山贫铁矿石(Fe质量分数34.60%)中含有赤铁矿、磁铁矿和少量的菱铁矿,提出了一种弱磁粗选-高梯度扫选的预富集工艺,并借助XRD、铁的化学物相分析及扫描电镜(SEM)考察了磁场强度和原料磨矿细度对东鞍山铁矿石预富集行为的影响.结果表明,在磨矿细度-0.074mm占70%(质量分数)、弱磁粗选磁场强度120mT、高梯度扫选Ⅰ磁场强度300mT及高梯度扫选Ⅱ磁场强度800mT的条件下,可获得Fe质量分数42.67%、回收率95.45%的预富集精矿;磁铁矿富集于弱磁粗选作业中,赤铁矿和菱铁矿在高梯度扫选作业中得到有效富集,尾矿中丢失的铁矿物主要为微细粒赤铁矿(＜10μm),由于受到的磁性捕获力弱而无法得到回收.     

同步还原焙烧法降低循环流化床固硫粉煤灰三氧化硫并回收铁精矿实验

以重庆安稳电厂高烧失量、高SO3和铁质量分数的循环流化床固硫粉煤灰为例,运用同步还原焙烧—湿法弱磁选铁精矿方法对粉煤灰进行协同降硫和选铁实验:以粉煤灰中未燃尽碳作还原剂而无须额外添加,在一次还原焙烧工序中同步实现了粉煤灰中SO3载体矿物无水石膏(Ca SO4)的分解以及赤铁矿(Fe2O3)的磁化;采用水淬法冷却,湿法弱磁选铁精矿,在水淬和湿法磁选阶段Ca SO4分解产物Ca S水化生成粉煤灰的有益组分Ca(OH)2;另一水化产物H2S气体亦予以回收利用。研究结果表明:循环流化床固硫粉煤灰经900℃下还原焙烧15 min,再经水淬快速冷却、湿法弱磁选铁精矿,可获得总铁回收率49.8%、品位52.9%的铁精矿;处理后的粉煤灰烧失量和SO3质量分数分别降至5.3%和1.32%,达到GB/T 1596—2005"用于水泥和混凝土中的粉煤灰"中的相应指标。