強(qiáng)化褐鐵礦磁化焙燒的新工藝及機(jī)理研究.pdf

1、2008年9月,全球性的次貸危機(jī)使我國(guó)的鋼鐵行業(yè)面臨著巨大的壓力,再加上近期三大礦山單方面要求鐵礦漲價(jià)90％,嚴(yán)峻的國(guó)內(nèi)外形勢(shì),使我們更加深刻地認(rèn)識(shí)到加大對(duì)國(guó)內(nèi)復(fù)雜難選鐵礦資源的開(kāi)發(fā)利用力度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。褐鐵礦與菱鐵礦均是公認(rèn)的低品位難選礦種,儲(chǔ)量巨大,長(zhǎng)期未能得到有效利用,因此,合理地開(kāi)發(fā)利用褐鐵礦與菱鐵礦資源迫在眉睫,可以有效地緩解我國(guó)鋼鐵行業(yè)所面臨的壓力。
　　 褐鐵礦原礦鐵品位為40.33％,其磁化焙燒的最佳工藝條

2、件為：磁化焙燒溫度850℃,還原時(shí)間15min,內(nèi)配煤比例為2％。此條件下得到的焙燒礦鐵品位為47.15％、磁化率為2.26；焙燒礦磨礦－磁選的最佳工藝條件為:磨礦細(xì)度為－0.074mm87.35％,磁場(chǎng)強(qiáng)度為61.52kA/m。經(jīng)磁選管一次選別,得到的精礦鐵品位為60.17％,鐵回收率為64.76％。
　　 褐鐵礦配加菱鐵礦最佳的試驗(yàn)工藝參數(shù)如下：磁化焙燒溫度850℃,還原時(shí)間15min,內(nèi)配煤比例為1.4％,配加菱鐵礦的比例

3、為15％。此條件下得到的焙燒礦鐵品位為47.18％、磁化率為2.29；焙燒礦在磨礦細(xì)度為－0.074mm86.50％,磁場(chǎng)強(qiáng)度為61.52kA/m的條件下經(jīng)磁選管一次選別,得到的精礦鐵品位為61.02％,鐵回收率為70.20％。
　　 褐鐵礦配加菱鐵礦后比褐鐵礦單獨(dú)焙燒的各項(xiàng)指標(biāo)均有所提高：在相同的磁化焙燒溫度下還原相同的時(shí)間,加入菱鐵礦后內(nèi)配煤用量從2％降低到1.4％,減少了30％；同時(shí)磁選精礦的鐵品位從60.17％升高到61

4、.02％,而回收率也從64.76％提高到70.20％。
　　 褐鐵礦以及褐鐵礦配加菱鐵礦后通過(guò)磁化焙燒－磁選工藝后,磁選精礦都可以達(dá)到較好的指標(biāo),能夠?yàn)橄乱坏拦ば蛱峁┝己玫脑?。菱鐵礦在磁化焙燒過(guò)程中存在一個(gè)自身磁鐵礦化的過(guò)程,其熱分解產(chǎn)生的CO2可使FeO轉(zhuǎn)化為Fe3O4,而反應(yīng)生成的CO又可將試樣中的Fe2O3還原成Fe3O4,因此加入菱鐵礦后可以降低還原劑的用量。同時(shí),配入菱鐵礦后由于菱鐵礦的分解是在還原氣氛下完成的(混合

5、礦內(nèi)配煤外配焦粉),分解式為:3FeCO3→Fe3O4+2CO2+CO；還原氣氛不僅有助于磁鐵礦的穩(wěn)定,不被氧化且與分解時(shí)放出的CO氣體一起參與赤鐵礦的還原反應(yīng),即3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2。因此,此時(shí)磁選精礦的鐵品位和回收率均比不配菱鐵礦時(shí)好。
　　 由動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果可知：?jiǎn)我缓骤F礦的磁化焙燒反應(yīng)遵循未反應(yīng)核模型,反應(yīng)受內(nèi)擴(kuò)散控制,其表觀活化能Ea=34.79KJ/mol,速率方程式為k=0.2227e-4186

6、/T；未反應(yīng)核模型并不適用于混合礦的磁化焙燒反應(yīng),通過(guò)分析計(jì)算得其表觀活化能Ea=32.33KJ/mol,速率方程式為k=0.4928e-3888/T。由于配加菱鐵礦后菱鐵礦熱分解產(chǎn)生的氣體要向外擴(kuò)散,導(dǎo)致混合礦的致密度有所降低,此時(shí)在團(tuán)塊中必然產(chǎn)生了一定比例的孔隙,原本致密的團(tuán)塊不再是無(wú)孔固體,氣體擴(kuò)散的阻力降低,還原反應(yīng)更易進(jìn)行,還原劑用量更低。
　　 焙燒礦球磨磁選后的尾礦中大部分為微細(xì)粒礦物,其中有價(jià)成分鐵的含量依然較高

7、,本試驗(yàn)考慮添加一定比例的較大粒度的天然磁鐵礦充當(dāng)載體,以充分回收微細(xì)粒礦物中的有價(jià)元素。通過(guò)計(jì)算可知：當(dāng)要回收的有價(jià)元素的粒度小于38μm時(shí),加入的磁載體的粒度等于或小于100μm時(shí)磁團(tuán)聚力達(dá)到最大值,此時(shí)吸附效果最佳。
　　 磁團(tuán)聚試驗(yàn)的最佳參數(shù)條件如下：天然磁鐵礦的粒度范圍為120～180μm,天然磁鐵礦占混合礦的比例為10％,當(dāng)焙燒礦的磨礦細(xì)度為-0.074mm86.50％時(shí),此時(shí)扣除天然磁鐵礦后的磁選精礦的鐵品位為61