難選褐鐵礦直接還原焙燒-磁選工藝研究

難選褐鐵礦直接還原焙燒-磁選工藝研究

大自然中大多數(shù)棕色鐵礦以2fe2o33h2o的形狀存在。它是一個(gè)非晶態(tài)、隱晶體或針狀體。這是一種含定形的feli氰化物，主要由針蝕和水針蝕組成。我國褐鐵礦儲(chǔ)量非常大,但由于褐鐵礦具有化學(xué)成分不固定、含鐵量很不穩(wěn)定、水分含量變化大、碎磨過程中容易過粉碎等特殊性質(zhì),屬于極難選鐵礦石。目前我國褐鐵礦資源利用率極低,大部分沒有有效回收利用或根本沒有開采。褐鐵礦主要用重力選礦、還原焙燒-磁選聯(lián)合、磁選-浮選聯(lián)合等方法處理。本文采用直接還原焙燒-磁選工藝,對(duì)湖南某地難選褐鐵礦進(jìn)行了試驗(yàn)研究,重點(diǎn)考察焙燒制度對(duì)礦物金屬化率的影響以及磁選制度對(duì)選別效果的影響。1礦石礦物成分分析礦石樣品中的金屬礦物主要有赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、鋰硬錳礦等。脈石礦物主要有高嶺石、伊利石、絹云母等。礦石的結(jié)構(gòu)以隱晶質(zhì)膠狀結(jié)構(gòu)為主,也有結(jié)晶鱗片狀結(jié)構(gòu)等。樣品化學(xué)分析結(jié)果見表1。本文采用無煙煤作還原劑。使用前先經(jīng)過干燥、混勻、磨細(xì)至-0.38mm粒級(jí)占98%。其成分分析結(jié)果見表2。添加劑CaCO3為分析純?cè)噭?烘干試驗(yàn)將-2mm的原礦樣品與還原劑煤粉以及添加劑混合造球,球團(tuán)粒徑10～15mm,制得的球團(tuán)在105℃下烘干。焙燒試驗(yàn)采用石墨坩堝裝料在高溫箱式爐中進(jìn)行,為了保證爐內(nèi)有充分的還原氣氛,蓋煤量為球團(tuán)質(zhì)量的33%。在選定的溫度下保溫一段時(shí)間后,焙燒礦進(jìn)行水淬處理,球團(tuán)經(jīng)棒磨機(jī)磨細(xì)后,通過鼓式濕式磁選機(jī)進(jìn)行磁選試驗(yàn)。以焙燒后樣品的鐵金屬化率考察焙燒效果,以磁選精礦品位以及回收率考察磁選效果。3試驗(yàn)結(jié)果與討論3.1烹飪?cè)囼?yàn)3.1.1焙燒溫度對(duì)鐵金屬化率的影響煤添加量為礦量的25%,蓋煤量為球團(tuán)質(zhì)量的33%,CaCO3用量為礦量的15%,焙燒時(shí)間4h,焙燒后原料鐵金屬化率結(jié)果見圖1。由圖1可以看出:溫度對(duì)鐵金屬化率影響較大,溫度升高,金屬化率隨之提高。當(dāng)溫度為1150℃時(shí),金屬化率達(dá)到了95%。溫度再升高金屬化率提高不明顯。綜合考慮,選定焙燒溫度為1150℃。3.1.2還原劑煤用量對(duì)金屬化率的影響焙燒溫度1150℃,CaCO3用量為礦量的15%,蓋煤量為球團(tuán)質(zhì)量的33%,保溫時(shí)間4h,焙燒后原料鐵金屬化率結(jié)果見圖2。由圖2可以看出:還原劑煤用量對(duì)鐵金屬化率有一定影響,煤用量為25%時(shí),金屬化率達(dá)到了95%,煤用量大于50%后金屬化率有所降低。為此,煤用量選擇25%。3.1.3焙燒金屬化率煤添加量為礦量的25%,蓋煤量為球團(tuán)質(zhì)量的33%,CaCO3用量為礦量的15%,焙燒溫度1150℃,焙燒后原料鐵金屬化率結(jié)果見圖3。由圖3可以看出:隨著焙燒時(shí)間延長,鐵金屬化率提高,焙燒2h金屬化率達(dá)到95.24%,進(jìn)一步延長焙燒時(shí)間,鐵金屬化率逐漸降低。隨著焙燒時(shí)間延長,爐內(nèi)還原性氣氛下降,金屬化鐵部分氧化,焙燒4h球團(tuán)內(nèi)部開始出現(xiàn)空洞,有局部燒熔渣鐵分離現(xiàn)象,保溫時(shí)間越長現(xiàn)象越明顯。故此焙燒時(shí)間選擇2h。3.1.4還原劑用量及用量通過以上條件試驗(yàn)結(jié)果,得到的焙燒工藝條件為:原礦樣品粒度-2mm,焙燒溫度1150℃,CaCO3用量為礦量的15%,還原劑煤添加量為礦量的25%,蓋煤量為球團(tuán)質(zhì)量的33%,保溫時(shí)間2h。3.2礦產(chǎn)率及收率在最佳焙燒條件下制樣,共進(jìn)行了3種磁選方案,工藝流程分別見圖4～6,試驗(yàn)結(jié)果見表3。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出,方案1中礦產(chǎn)率相對(duì)較高,尾礦損失量大,精礦品位71.70%,回收率81.53%。方案2得到的鐵精礦品位80.61%,回收率88.58%,尾礦中鐵品位小于10%,損失6.78%。方案3精礦品位76.47%,回收率91.23%;但是弱磁粗選得到的精礦1產(chǎn)品,品位僅為78.82%,未能達(dá)到預(yù)期效果,后部流程相對(duì)復(fù)雜。通過以上結(jié)果分析,確定方案2為最佳試驗(yàn)方案。3.3元素多維分析通過以上焙燒條件試驗(yàn)和磁選條件試驗(yàn)結(jié)果,制定出的最優(yōu)工藝流程如圖7所示。對(duì)試驗(yàn)得到的鐵精礦進(jìn)行了元素多項(xiàng)分析,結(jié)果見表4。顯微鏡下觀察,精礦中的金屬鐵呈球狀、海綿狀存在,有的金屬鐵粒度在5μm以下,且和其它礦物形成夾雜狀態(tài),難以有效解離,制約了精礦品位的提高。4caco3單次選場(chǎng)通過對(duì)礦樣的直接還原焙燒條件試驗(yàn)以及磁選條件試驗(yàn)研究,確定了最佳焙燒及磁選工藝參數(shù):原料粒度-2mm,焙燒溫度1150℃,CaCO3用量為礦量的15%,煤添加量為礦量的25%,蓋煤量為球團(tuán)質(zhì)量的33%,保溫時(shí)間2h,一段磨礦