图３－５ 菱铁矿在密闭中性环境巾的熟重曲线 与空气环境中菱铁矿差热—熟重曲线相比，该曲线吸热谷、放热峰的形 状、位置、数目均截然不同。低温时褐铁矿析水率大体相同，但分解温度比空气 环境约低２０℃；菱铁矿在密闭中性环境中分解失重比在空气环境中高３％左右， 因为在较高温度和含氧空气环境中．菱铁矿分解产生的强磁性矿物Ｆｅ，Ｏ，夺取空 气中的氧易进一步氧化而增重。由于气氛不一样，菱铁矿的分解吸热谷、放热峰 的位置、形状均不一样，空气环境中菱铁矿的起始分解温度比密闭中性环境中的 起始分解温度约高７０＇Ｃ。表明采用密闭中性环境，有利于菱铁矿实现中低温 （７００℃’８００℃）磁化焙烧。
第三届中国工业副产石膏（粉煤灰）资源利用及市场开发新思路新技术研讨会
黄铁矿 菱（褐、赤、针、镜）铁矿
赤铁矿、镜铁矿
氧化焙烧 氧化一还原焙烧
还原—氧化焙烧
７ＦＥＳ２＋６０２＝Ｆｅ７Ｓ８＋６Ｓ０２ ３Ｆｅ７Ｓｓ＋３８０２＝７Ｆｅ３０４＋２４Ｓ０２
３ＦｅＣ０３＝Ｆｅ３０４＋２Ｃ０２＋Ｃ０ ３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２ ３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ，Ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚｅ．Ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｕ∞ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｑｕｉｃｋｌｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｉｒｏｎ ｏｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ，ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｒｏａｓｔｉｎｇ ｑｕｉｃｋｌｙ
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第三届中国工业副产石膏（粉煤灰）资源利用及市场开发新思路新技术研讨会
重选、絮凝脱泥等机械选矿工艺流程，铁精矿品位很难达到４５％以上，只能少 量配矿使用。
有着丰富菱铁矿资源的钢铁公司如酒钢、昆钢、龙钢等都做了菱铁矿配矿直 接烧结的试验，大量试验结果表明：在烧结原料中配入的菱铁矿达到５％～７％以 后，极易粉化，明显降低烧结强度；褐铁矿、针铁矿结构中通常含有结晶水，在 我国虽有少量工业应用，但铁精矿品位多数徘徊在５０％＇－－－５５％，回收率甚至不到 ５０％，造成极大的资源浪费，直接选矿所得铁精矿品位不仅很低，而且结晶水影 响烧结强度、增加能耗。鲕状赤铁矿是目前人们公认最难选的铁矿石，独特的鲕 状构造、复杂的矿物组成、含磷高，决定了它属于极其难选矿，目前尚未大规模 工业开发。
ＦｅＣ０３＝ＦｅＯ＋Ｃ０２
总反应方程式：
３ＦｅＯ＋Ｃ０２＝Ｆｅ３０４＋ＣＯ ３ＦｅＣＯ。＝Ｆｅ。０４＋Ｃ０＋２Ｃ０。
曲线ＧＨ段表示菱铁矿分解产物Ｆｅ。０。在该温度范围内比较稳定，重量基本恒
定，只是磁铁矿热容随温度升高而有所下降。
吸热谷Ｃ点（３１９℃）、Ｆ点（５３３℃）和放热峰Ｇ点（６１４℃）比较容易测量，
Ｄ点或Ｇ点时，变成磁铁矿，并完成磁化过程。磁铁矿在无氧气氛中快速冷却时，
其组成不变，仍是磁铁矿（ＤＭ线段）。磁铁矿在４００℃以下，在空气中冷却，则
被氧化成强磁性的Ｙ－Ｆｅ。０。（ＤＥＮ线段）；如在４００℃以上，在空气中冷却，则被
氧化成弱磁性的Ｑ－Ｆｅ。０。（ＤＢ线段）。磁化焙烧适宜的焙烧温度为７００’９００℃。
表３－１
矿石类型 镜铁矿、赤铁矿（鲕状）
褐（针）铁矿 菱铁矿
典型铁矿磁化焙烧方程式
磁化焙烧类型
磁化焙烧反应方程式
（按焙烧气氛）
（选择还原剂ＣＯ）
还原焙烧
３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２
还原焙烧 中性焙烧
２Ｆｅ２０３．３Ｈ２０＝２ Ｆｅ２０３＋６Ｈ２０ ３Ｆｅ２０３＋Ｃ０＝２ Ｆｅ３０４＋Ｃ０２ ３ＦｅＣ０３＝Ｆｅ３０４＋２Ｃ０２＋Ｃ０
温度／℃６００
聋 ４ Ｋ ●
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乡 ．７ ５７ ５℃ ●
４００ 一Ｇ
２００ ２００
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Ｎ
菱铁矿 褐铁矿
７８
７６
７４
７２
７０Ａ Ｌ Ｃ
Ｆｅ／％
２２
２４
２６
２８
３０
０２／％
第三居中阿工韭副产石膏（粉堞灰）资源利用蔑市场开发新思路新拄术研讨舍 围３－Ｉ铣矿物磁化焙烧相图
２Ｆｅ２０。·３Ｈ２０＝２Ｆｅ２０３＋３Ｈ２０
曲线ＤＥ段表示菱铁矿比较稳定，本身热容性质随温度升高而降低；曲线ＥＦＧ 段（４８０℃—６１４℃）表示菱铁矿吸热分解，生成ＦｅＯ，ＦｅＯ性质相当活泼，不稳定，
被自身分解产生的ＣＯ。快速氧化生成强磁性矿物Ｆｅ。０。，析出ＣＯ、Ｃ０：混合气体，
菱铁矿失重２６．０７％，ＦｅＯ氧化放出大量的热，反应方程式如下所示：
１８～３０ ３２～３６ ２０～５０ ２０～３０ ３０—４０
钢铁公司 陕西龙钢 新疆克州 甘肃酒钢
重钢
云南昆钢
湖北武钢
内蒙包头 江西新余 河南灵宝
表１－２不同类别的典型铁矿储量
铁矿名称
地质储量
矿石类型
大西沟铁矿 亚星
酒钢选厂 接龙铁矿 篆塘角铁矿 綦江铁矿 桃花铁矿 王家滩铁矿 惠民原生矿 惠民氧化矿 包子铺铁矿 黄梅铁矿 鄂西铁矿 大冶尾矿强磁精
随着我国国民经济的快速发展，国内钢铁工业发展迅猛，原料需求日益增长， 然而在我国铁矿资源严重紧缺时，却有上百亿吨的复杂难选矿因为矿石本身的特 点及目前选矿技术的局限而几乎没有利用，因此，为充分利用现有国内资源，缓 解进口铁矿石的压力，提高钢铁企业矿石的自给率，保证国民经济可持续发展， 应用高效选矿技术——闪速磁化焙烧工艺，加快开发利用疑难杂矿已成为当务之 急。
３ ３差热（ＤＳＣ）—熟重（ＴＧ）分析 差热（ＤＳＣ）分析是在程序控制温度下．测量输给物质和参比物之『日Ｊ的功率差 与温度关系的一种技术，差热分析曲线是描述样品与参比物之间的功率差随温度 的变化关系。 热重（ＴＧ）分析是程序控制温度下借助热天平虬获得物质的质量与温度关系 的一种技术，热重曲线是程序控制温度下物赝质量与温度关系的曲线。 差热—热重分析技术常用于跟踪测定物质的反应机理，反应动力学一反应历 程的考查。 图３－２、图３－３为采用差熟—热重仪Ｎｅｔｚｓｃｈ测得菱铁矿在空气环境中的差 热—熟重曲线。
矿得到高效利用，很有现实意义和推广价值。
关键词：复杂、难选、闪速磁化焙烧、
中图分类号：
文献标识码：
文章编号：
Ｔｅｓｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｒｏａｓｔｉｎｇ Ｑｕｉｃｋｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ
Ｗａｎｇ Ｑｉｕ—ｌｉｎ，Ｃｈｅｎ Ｗｅｎ，Ｙｕ Ｙｏｎｇ—ｆｕ，Ｌｉａｎ Ｘｉａｏ－ｆｕ，Ｌｉｕ Ｘｉａｏ－ｙｉｎ （Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
它既不反映变化速率到达最大值时的温度，也不代表放热或吸热结束时的温度，
只表示菱铁矿热流对参比样热流的偏移程度。
图３—４、图３－５为采用差热—热重仪Ｎｅｔｚｓｃｈ测得菱铁矿在密闭中性环境中 的差热一热重曲线。
图３．４
，７疗
菱铁矿在密闭中性环境中的差热曲线
第三居中国工生捌产石膏（粉煤葳）资《利用及市场开发新恳路新拄术研讨会
菱、褐铁矿 褐、菱铁矿 菱、镜铁矿 菱、赤铁矿 菱、赤铁矿 菱、鲕状赤铁矿 鲕状赤铁矿
菱铁矿 菱铁矿、 褐、镜、针铁矿
褐铁矿 褐铁矿 鲕状赤铁矿
菱、褐铁矿
菱、褐铁矿 褐铁矿 赤铁矿
开发现状
投产 投产 投产 在建 在建 投产 拟建 拟建 拟建 拟建 拟建 拟建 在建
拟建
拟建 拟建 在建
２选矿现状 在世界选矿史上，复杂难选铁矿的选矿一直是一个世界性难题，由于菱铁矿 的铁品位较低，与钙、镁、锰呈类质同象共生，因此采用传统的强磁一反浮选、
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学经过长期潜心研究，联合研发出新型高效多级循环悬浮流态化磁化焙烧装置一 闪速炉，在菱铁矿、褐铁矿、赤铁矿等复杂难选铁矿选矿技术上取得革命性突破 和历史性跨越，该设备和技术己获多项国家发明专利（专利号 ＺＬ２００７２００６４９９６．８）。闪速炉焙烧系统主要由预热器和反应炉组成。
罔３－２ 菱铁矿在窀气环境中的差热曲线
圈３－３菱铁矿在空气环境中的热重曲线
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从曲线ＡＢ段（２４１℃之前）可以看出：该段菱铁矿相态保持稳定，也未失重，
只是自身热容随温度升高而有所增加，在该温度范围内菱铁矿比较稳定；随着温
度的升高，曲线ＢＣＤ段（２４１℃一３６０℃）表示菱铁矿中杂质矿物一少量褐铁矿吸 热、脱水分解，重量开始减轻，失重０．９１％，其化学方程式如下所示：
４烙烧炉型 磁化焙烧按焙烧炉型可分为：竖炉、回转窑、沸腾炉、闪速炉。上述焙烧炉 型各有所长，均已成功应用于大工业生产，不同类别的矿石．应选择不同的焙烧 炉型：竖炉只适宜于焙烧块矿（２０’７５ｒ啪）、原料利用率低，物料呈堆积态、传热 效率低、自动化程度低、投资大、劳动强度高、处理量小，中心易欠烧，表面易 过烧，焙烧效率低，焙烧成本高：回转窑可实现全粒级（Ｏ’２０ｒａｍ）焙烧，但设各 投资大，热量利用率低、对物料、燃料性质、含水量、焙烧气氛、温度、燃烧器 要求严格，需精确控制，否则容易结窑结圈，导致工业生产难以顺行：闪速炉是 在传统焙烧炉基础上发展起来的新一代焙烧炉型。长沙矿冶研究院、武汉理工大
欲获得较高品位的铁精矿，应用闪速磁化焙烧技术，改变矿石矿相，拉大铁 矿物与脉石矿物比磁化系数的差距，提高可选性，是开发利用复杂难选铁矿的有 效手段。