第 32卷 第 6期 2010年 6月
北京 科技 大学 学报 Jou rnal of U niversity of Sc ience and T echno logy B eijing
V o.l 32 No. 6 Jun. 2010
安徽褐铁矿的磁化焙烧--磁选工艺
朱德庆 1) 赵 强 1) 邱冠周 1) 潘 建1) 王泽群 2) 潘常甲 2)
第 6期
朱德庆等: 安徽褐铁矿的磁化焙烧--磁选工艺
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图 2 褐铁矿原矿 X射线衍射分析图谱 F ig. 2 X-ray diffraction p attern of raw ores
2 实验方法
211 实验流程及设备 对原矿进行了化学分析和岩相研究, 采用显微
镜、X 射线衍射分析和扫描电镜分析研究原矿中铁 的赋存状态和脉石矿物的嵌布状态等, 用以指导后 续的分选工艺研究.
原矿矿物学研究结果表明: 矿石的矿物组成中,
金属矿物主要是褐铁矿 ( 占 8011% ) , 次为赤铁矿和 硬锰矿, 偶见镜铁矿; 脉石矿物以石英居多, 次为玉 髓和伊利石, 其他微量矿物尚见锆石、石膏和金红石 等 ( 表 3) , 石英常作为褐铁矿的嵌布基底产出; 褐铁 矿与脉石矿物的镶嵌关系较为复杂 ( 图 1), 细小的 石英 ( Q, 黑色 ) 呈粒状或串珠状嵌布在由微细叶片 状赤铁矿 ( H, 白色 ) 和褐铁矿 ( L ) 混杂交生构成的 基底中. 总体来看, 矿石中大部分矿物的结晶程度 较差, 表现在 X 射线衍射分析图谱 ( 图 2) 中矿物的 衍射峰较为弥散. 由矿相分析结果可知, 通过常规 的物理选矿方法不能得到较好的选矿指标. 因此, 考虑采用磁化焙烧--磁选联合法来分选该褐铁矿.
表 1 褐铁矿原矿化学成分 ( 质量分数 ) Table 1 Chem ical composit ion of raw ores
TFe FeO Fe2O 3 S iO 2 A l2O 3 C aO M gO M nO K 2O N a2O
P
S
Cu
Pb
Zn
48101 01 18 681 44 161 26 31 52 01 13 01 15 1160 01 33 01 036 01 047 01 055 01 060 01 045 11 17
收稿日期: 2009--06--30 基金项目: 湖南省国土资源厅资助项目 ( N o. 2007K 02) ; 中南大学研究生学位论文创新资助项目 ( N o. 1343--74335000021) 作者简介: 朱德庆 ( 1964) ) , 男, 教授, 博士生导师, E-m ai:l dqzhu@ m ai.l csu. edu. cn
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北京科技大学学报
第 32卷
素 [ 14] . 因此本文考虑将褐铁矿磁化焙烧, 使之转变 为人工磁铁矿后分选; 通过对安徽某褐铁矿石开展 磁化焙烧--磁选联合工艺研究, 取得了良好的效果.
1 矿石基本性质
111 原料性能 11111 铁矿石
实验所用矿石为安徽某褐铁矿石. 矿石采样
粒度 为 01074 ~ 120 mm, 其 中 褐 铁 矿 原 矿 中 的 + 1mm部 分 用 颚 式 破 碎 机 + 对 辊 机 破 碎 至 - 1mm, 再与原 - 1 mm 部分混 匀以 供实 验之用 . 褐铁矿原矿化学成分如表 1所示. 从表中可见, 矿石铁品位为 481 01% , 属低品位矿, 烧损值高达 7182% , P、S等 有 害 杂质 含 量 也较 低, 如 果能 够 富集其中的铁, 其将是一种优质的烧结或球团 原料.
AB STRACT T he m agnetizing roasting-m agnetic separation process of lim onite ores from A nhu i P rov ince in east Ch ina w as exper-i m enta lly stud ied, wh ich covers de term ining the m ine ra logy o f raw ores and optim izing the m agne tizing roasting-m agnetic separa tion process param eters. It is shown that the limon ite ores conta in low phosphorus and su lphur and high loss on ignition ( LO I); the iron m inera ls and gangue have comp licated occurrence, indicating tha t the lim onite ores are ex trao rd inarily refracto ry iron o res. Through m agnetizing roasting o f raw ores assaying 481 01% F e and b lend ing 5% coa l fines at 850e for 15m in, the bestm agne tiza tion ra tio of roasted iron ores is ach ieved, where a lm ost limon ite is transferred to m agnetite. T his result w as prov en by X- ray diffraction. By the m agnetizing roasting-m agnetic separation process, an iron ore concentra te w ith 621 94% TF e and 87199% recovery is produced. K EY W ORDS lim onite; m agne tization; roasting; m agne tic separation; recovery
1) 中南大学资源加工与生物工程学院, 长沙 410083 2) 铜陵化学工业集团新桥矿业有限公司, 铜陵 244000
摘 要 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 48101% 的 原矿, 在 850e 、内配煤 5% (质 量分数 )的条件下, 磁 化焙烧 15m in, 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 621 94% 、 回收率 87199% 的铁 精矿. 关键词 褐铁矿; 磁化; 焙烧 ; 磁选; 回收率 分类号 T F 046
到 2007 年, 我 国 铁 矿 石 累 计 保 有 储 量 为
431158亿 ,t 其中褐铁矿约占 8% . 褐铁矿之所以长 期未能得到有效利用, 是因为存在直接分选精矿品
位低、回收率低, 产品在烧结过程中因脱水造成烧结 矿强度不高等问题 [ 1] . 自然界中褐铁矿绝大部分以 针铁矿系列矿物 ( 2F e2 O3# 3H2 O ) 的形态存在 [ 2 ] , 呈 非晶质、隐晶质或胶状体, 与脉石矿物紧密共生, 外 表颜色呈黄褐色、暗褐至褐黑色, 弱磁至中磁性 [ 3 ] .
褐铁矿一般疏松多孔、还原性好、融化温度低、易同 化以及堆比重小 [ 4] . 国内褐铁矿富矿很少, 含铁品
位较低时必须进行选矿处理. 目前, 国内外主要用 重力选矿 [ 5] 、磁化焙烧--磁选联合法 [ 6] 和磁选--浮选 联合法 [ 7] 等处理褐铁矿. 磁化焙烧是处理常规选矿 方法难 以 分选 的低 品 位铁 矿 石的 最 有 效方 法 之 一 [ 8--11] , 对于用其他选矿方法不能得到较好经济技 术指标的矿石来 说尤为重要, 如难选赤铁矿、菱铁 矿、褐铁矿及其他铁质硅酸盐等矿物, 磁化焙烧比其 他选矿方法能得到更 好的选矿指标 [ 12] . 磁化焙烧 除增加矿物磁性外, 还可排除矿物中的气体和结晶 水, 使矿石结构疏松, 提高磨矿效果 [ 13] , 排除有害元
% LO I 71 82
11112 还原剂 实验所用的内配还原剂为新疆奇台煤, 破碎至
直径小于 0115mm. 外配的还原剂为焦 粉, 破碎至 - 1mm. 还原剂的工业分析结果如表 2所示.
表 2 还原剂的工业分析
T ab le 2 Indus trial an alysis of reductant
1) S ch ool of M inerals P rocess ing and B ioeng ineering, Cen tral Sou th U n ivers ity, Changsha 410083, Ch ina 2) X in qiaoM in ing Industry Corporation, Tongl ing Ch em ical Indu stry G roup, Tong ling 244000, C h ina
表 3 原矿中主要矿物含量 (质量分数 )
Table 3 M ain m in eral con tents of raw ores
%
褐铁矿 赤铁矿和镜铁矿 硬锰矿 石英和玉髓 伊利石 其他
801 1
41 5
114
111 2
21 6 01 2
图 1 原矿的矿相分析. ( a) 背散射电子像; ( b) Fe的面扫描; ( c) S i的面扫描 F ig. 1 M in eragraphy analysis of raw ores: ( a) b ack scatter electron image; ( b) l ine-by-line scann ing of Fe; ( c) l ine-by-line scann ing of S i