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。     

高磷鲕状赤铁矿煤基还原焙烧制备直接还原铁

针对鄂西高磷鲕状赤铁矿,采用煤基还原焙烧-磁选工艺制备直接还原铁,研究了还原剂用量、焙烧温度、焙烧时间、助熔剂等对还原焙烧效果的影响规律。研究结果表明:在焙烧温度为1 100℃,焙烧时间为50 min,还原剂用量为30%,助熔剂为碳酸钠和硫酸钠、用量分别为15%和30%时,磨矿磁选后获得直接还原铁的铁品位91.13%,铁的回收率78.87%,残留S含量0.03%,P含量0.09%,满足电炉炼钢原料要求。本文方法为同类型铁矿石的综合开发利用提供了充分的技术支持。     

鲕状赤铁矿悬浮焙烧的磁性研究

针对鄂西某鲕状赤铁矿进行悬浮焙烧研究,并采用振动样品磁强计、X射线衍射分析仪、穆斯堡尔谱仪分析还原温度、还原时间、氧化温度、颗粒粒度对焙烧物料磁性和物相组成的影响规律.结果表明:铁矿石经悬浮焙烧后磁性明显增强,且焙烧物料磁性与强磁性铁矿物的含量呈正比.当还原温度为550~650℃时,还原物料的磁化强度和比磁化率随还原温度的升高而升高,超过700℃后则随之降低.延长还原时间可提高还原物料的磁化强度和比磁化率.焙烧物料中γ-Fe2O3含量随氧化温度升高而增加,在氧化温度为350℃时物料中γ-Fe2O3的含量达到最大值.当焙烧物料颗粒粒度小于15μm时,颗粒的磁化强度和比磁化率随之降低,而剩磁和矫顽力则随之增加.     

煤的挥发分对高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧的影响

在相同还原焙烧条件和等量添加剂下,系统研究了煤基还原剂中的挥发分对鄂西高磷鲕状赤铁矿在直接还原焙烧过程中对含铁和磷矿物的影响.通过XRD及SEM分析对煤基中挥发分的作用机理进行初步阐述.研究结果表明,煤的挥发分有利于铁回收率的提高,对降低铁产品中磷不利.经过类高温干馏的两种煤种的原煤作为还原剂时,焙烧产品新生成脉石矿物不同,并且原矿中鲕绿泥石和石英等会与含铁矿物发生复杂的化学反应,原矿中含磷矿物大部分仍以氟磷灰石形式存在,但少部分含磷矿物仍会参与还原焙烧的反应.     

鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧同步脱磷机理

采用XRD和SEM分析方法研究了鄂西高磷鲕状赤铁矿添加脱磷剂后直接还原焙烧的产物及磁选后的最终产品. 结果表明,还原焙烧过程中添加的脱磷剂除具有脱磷效果外,对铁的还原也有促进作用. 脱磷剂可以使部分磷转化为易去除的可溶性磷酸盐,同时破坏鲕粒结构,使细磨-磁选后铁相易与脉石矿物分离从而达到脱磷效果,并且可以提高产品中铁的品位和回收率.     

高磷鲕状赤铁矿还原焙烧及微生物脱磷试验

以湖北鄂西某高磷鲕状赤铁矿为研究对象,采用还原焙烧-弱磁选方法进行试验,并用黑曲霉对磁选后精矿进行微生物浸出脱磷研究.试验结果表明,正交实验得出各因素对精矿品位的影响顺序从大到小依次为焙烧温度、焙烧时间、还原剂比例、磨矿粒度.最佳焙烧-弱磁选条件为焙烧温度900℃、焙烧时间25 min、还原剂配比6％、磨矿粒度-0.074 mm95.08％,在此条件下获得精矿品位57.25％、回收率90.20％的较好的选别指标.黑曲霉对精矿中的磷元素具有较强的脱除能力,微生物浸出作用8d后,在较低的矿浆浓度下矿石的脱磷率为79.68％,矿石中的含磷量由0.85％降低到0.17％.该研究为微生物用于铁矿石的脱磷提供了理论依据.     

还原剂对高磷鲕状赤铁矿还原焙烧铁磷分离的影响

研究还原剂种类及用量对高磷鲕状赤铁矿还原焙烧铁磷分离的影响.添加脱磷剂Na2CO3,在提铁降磷的同时能降低还原铁的硫含量;还原剂用量的增加都能促进铁还原,但使用灰分和固定碳含量较高或挥发分含量较低的还原剂时,不利于降磷.焙烧产物的X射线衍射分析表明:添加脱磷剂Na2CO3时,随着还原剂用量的增加,焙烧产物中金属铁含量增加,浮氏体和石英含量降低;使用灰分含量较高的还原剂时,随其用量的增加,灰分会消耗Na2 CO3,从而减弱其对于铁还原的促进作用;还原剂用量相同时,石煤、烟煤、焦炭和褐煤所得焙烧产物中金属铁含量逐渐增加,浮氏体含量逐渐降低.总体来看,褐煤作为还原剂时铁磷分离效果最好,其次为烟煤,焦炭和石煤.     

某地区鲕状赤铁矿还原焙烧-弱磁选试验研究

鲕状赤铁矿选矿一直被认为是世界选矿难题。本文针对某地区难选鲕状赤铁矿进行了焙烧—弱磁选试验研究,在焙烧温度900℃,焙烧时间80分钟,矿煤比12,磨矿细度-0.074mm占85%,磁场强度为70KA/m条件下,经过一次精选,可获得品位63.57%,回收率85.98%的铁精矿。     

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。     

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...     

矿粉粒度及反应温度对高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁的影响

为探索利用高磷鲕状赤铁矿作为炼钢原料的新途径,在CH4-H2气氛下对高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁进行了实验研究,探讨了矿粉粒度对还原和碳化的影响。采用热重法、SEM-EDS和XRD分别对实验中试样还原失重过程、高磷鲕状赤铁矿矿相和碳化产物进行了分析。实验得到120~160目粒度矿粉的反应活化能最低,还原反应活化能为44.95kJ/mol,碳化阶段表观活化能为9.71kJ/mol。从反应速率的角度,利用高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁的最佳温度为1 023K,矿粉的最佳粒度为120~160目,总体来讲,温度比矿粉粒度对高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁反应速率的影响大。     

高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷新脱磷剂

为开发高磷鲕状赤铁矿,采用直接还原焙烧的方法对含TFe品位为43.58%,磷含量0.83%的鄂西某宁乡式高磷鮞状赤铁矿进行系统研究。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对提铁降磷机理进行研究。研究结果表明:在配合使用NCP和新脱磷剂TS2种脱磷剂的条件下,可以获得TFe品位为91.35%、铁回收率为85.12%、磷含量为0.081%的直接还原铁粉。原矿加入脱磷剂焙烧后,含磷矿物的物相并没有发生变化,仍以氟磷石的形式存在,通过细磨磁选实现提铁降磷。加入的脱磷剂有助于破坏鲕状结构,使金属铁颗粒与脉石颗粒的接触面变得平滑、清晰,改善高金属铁和脉石的解离条件,同时脱磷剂还能促进中间产物铁橄榄石的还原。     

难选鲕状赤铁矿深度还原-磁选实验研究

针对国内某种难选鲕状赤铁矿的特点,进行了深度还原--磁选实验研究,探讨了还原温度、还原时间、二元碱度、磨矿细度和磁场强度等不同实验条件对渣铁分离效果和产品指标的影响.通过光学显微分析、X射线衍射分析、SEM和化学分析等手段确定了原矿与产品的物相组成与特点.在还原温度为1200℃、还原时间为2h及二元碱度为0.2的工艺条件下,获得了品位为91.94%、回收率为95.85%的铁精矿粉.分析表明,所得铁精粉的品位高,有害杂质少.     

赤铁矿石隧道窑直接还原助还原剂的作用及机理

对隧道窑直接还原焙烧--磁选法处理低品位难选赤铁矿石进行了探讨,重点研究助还原剂NCP的作用及机理.以煤作还原剂,质量分数为20%,CCO和NCP为助还原剂,质量分数分别为15%和5%,在焙烧温度为1200℃,焙烧时间为8 h的条件下,可以得到铁品位92.61%、铁回收率92.38%的铁精矿.利用X射线衍射和扫描电镜对助还原剂NCP的作用机理进行分析.结果表明NCP可以与原矿中石英发生反应,生成硅钠石和钠长石,破坏原矿结构,使还原性气体更易与赤铁矿接触发生还原反应生成金属铁.     

高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中铁颗粒长大特性研究

研究鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的长大特性,并着重讨论还原温度、渣相碱度及反应时间对铁颗粒长大的影响。研究结果表明,高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒成核及晶核长大的过程是破坏原矿鲕状结构的过程;提高还原温度以及延长还原时间有利于铁颗粒的聚集长大,提高渣相碱度不利于铁颗粒的聚集长大。     

助磨剂对鄂西高磷鲕状赤铁矿磨矿的影响

鄂西高磷鲕状赤铁矿在微细粒磨矿时黏度非常高,严重影响磨矿效率,导致磨矿能耗大幅上升。用助磨剂六偏磷酸钠和三聚磷酸钠对鄂西高磷鲕状赤铁矿进行降黏度磨矿试验。结果表明,添加两种助磨剂均可降低矿浆的黏度,助磨剂添加量为0.2%时降黏和助磨效果最佳;助磨剂使球磨机的生产能力得到显著提高,其相对增量最高可达144%,磨矿时间为5min时助磨效果最佳。添加助磨剂后磨矿产品中粒度小于38μm的颗粒含量明显增加,两种助磨剂都能有效降低磨矿的能耗,最大能耗降幅为57.14%。     

微波预处理条件对鄂西鲕状赤铁矿磨矿效率的影响

以鄂西鲕状赤铁矿为研究对象,采用不同功率与加热时间对其进行微波预处理,研究矿样在微波场中的升温特性,考察预处理前后矿样形貌、比表面积及孔隙率变化,分析所得矿样的磨矿效率、邦德磨矿功指数及过程功耗。结果表明,当微波功率为1~3kW时,矿石可在90s内被迅速加热至400℃以上,且升温速率随功率的增大而增加;经不同条件微波预处理后,赤铁矿与脉石颗粒间出现明显裂缝,矿石比表面积与孔隙率分别提升43.8%~51.9%和20.9%~40.0%;相同磨矿条件下,经功率为2kW、时间为45s处理后的矿样,-0.038mm和-0.074 mm粒级产品产率最高可提升37.2%和43.4%,邦德磨矿功指数最多可下降13.6%;微波预处理有助于降低磨矿过程功耗,当磨矿产品中-0.038 mm粒级产率为49.2%时,最大能耗降幅为21.4%。     

生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右.