包頭含稀土選鐵尾礦磁化焙燒及物相轉(zhuǎn)變實驗研究.pdf

1、包頭白云鄂博稀土礦在長期的開發(fā)中產(chǎn)生了大量的選鐵尾礦，尾礦中仍有相當(dāng)數(shù)量的鐵與稀土資源未得到有效利用，且尾礦中礦物成分復(fù)雜，元素種類眾多，相互嵌布包裹，如何有效的分離尾礦中資源一直是一個難題。本文采用磁化焙燒工藝處理含稀土選鐵尾礦，在不污染稀土的前提下通過磁化焙燒-磁選方法將鐵富集進(jìn)入精礦，螢石、稀土等資源分離進(jìn)入尾礦。分別采用煤基還原方法與氣基還原方法進(jìn)行實驗，同時對單礦物在還原焙燒條件下的轉(zhuǎn)變進(jìn)行了研究，采用化學(xué)分析、XRD、SEM

2、等手段分析了焙燒過程中的物相轉(zhuǎn)變過程，磁選精礦與尾礦的分選過程，為合理利用包頭含稀土選鐵尾礦進(jìn)行了一定探索。
　　煤基還原-磁選實驗結(jié)果表明:在最佳焙燒溫度570℃、配煤量2.2％、保溫時間40min、成型壓力40MPa的條件下，采用磨礦細(xì)度＜74μm占98.53％，＜43μm占92.35％，可得到鐵品位45.22％，回收率為74.89％的鐵精礦。通過二段階磨階選流程磁選精礦鐵品位提升為51％，回收率達(dá)到69.64％。煤基還原條件

3、下400-500℃發(fā)生氟碳鈰礦分解，CO2逸出;500-600℃赤鐵礦發(fā)生還原。溫度高于700℃，少量CaO與SiO2生成CaSiO3;赤鐵礦過還原為FeO，與SiO2反應(yīng)生成大量弱磁性的Fe2SiO4。BaSO4在700℃被C還原為BaS，鈉輝石在700℃、鈉閃石在800℃分解。Ca5(PO4)3F在800℃分解為Cax+2P2xO6x+2，伴隨少量氟逸出。CaF2在800℃以下十分穩(wěn)定。在570℃保溫過程中，F(xiàn)e2O3→Fe3O4過

4、程迅速，隨時間延長，F(xiàn)e3O4量增加;保溫時間達(dá)到60min，F(xiàn)e3O4轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2.95Si0.05O4。
　　氣基還原-磁選實驗結(jié)果表明:在最佳焙燒溫度580℃，焙燒時間50min，還原氣CO濃度40％，CO-CO2混合還原氣流量1.2L·min-1的條件下，采用磨礦細(xì)度＜74μm占98.20％，＜43μm占90.26％，磁選場強235KA/m，可獲得鐵品位56.43％，鐵回收率70.15％的鐵精礦粉。氣基還原能夠比煤基還原具

5、有更好的工藝指標(biāo)。氣基還原條件下焙燒溫度400℃時氟碳鈰礦與赤鐵礦未出現(xiàn)變化，500℃時氟碳鈰礦大量分解，少量Fe2O3被還原，570℃Fe2O3完全被還原為Fe3O4，在605℃至640℃時，有部分Fe3O4轉(zhuǎn)化為FeO。Ca5(PO4)3F在675℃以下較為穩(wěn)定。在675℃，有Fe3O4被還原為FeO。CaF2在400～675℃十分穩(wěn)定。
　　弱磁分選結(jié)果表明:磁化焙燒-磁選鐵精礦出現(xiàn)大量裂紋，增加礦物疏松性，有利于還原劑擴散

6、，鐵精礦中夾帶有與鐵共生的螢石、石英、鈣類礦物及磁黃鐵礦;鐵尾礦粒度分布差異巨大，極細(xì)顆粒較多，稀土礦物得到富集，既有單體，也有與螢石等嵌布存在，部分含鐵類礦物鈉輝石、鈉閃石、鐵白云石進(jìn)入尾礦。
　　單礦物實驗表明:在CO氣氛下氟碳鈰礦在500℃未完全分解，在600℃分解為REOF并出現(xiàn)裂紋。REOF在還原氣氛下有微量失氧。還原氣氛下Ce氧化受限，導(dǎo)致REOF進(jìn)一步氧化分解也受到抑制。950℃時出現(xiàn)PrO1.83，1050℃REO