难选铁矿磁化焙烧热力学研究

第５期

２０１３年１０月

矿产保护与利用

ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮＡＮＤＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮＯＦＭＩＮＥＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳ

№．５

Ｏｃｔ．２０１３难选铁矿磁化焙烧热力学研究倡

陈超１，张裕书１，杨强２

（１．中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川成都，６１００４１；２．国土资源部矿产资源储量评审中心，北京，１０００００）

摘要：探讨了赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿磁化焙烧过程的热力学变化，指出不同矿石焙烧时需要的不同条件，为

难选铁矿的磁化焙烧条件的选择提供理论依据。研究表明，赤褐铁矿磁化焙烧可以采用两种方式，即高温低

ＣＯ浓度焙烧，或低温高ＣＯ浓度焙烧，低温焙烧在能耗上有一定优势；菱铁矿可以在中性气氛或弱氧化气氛

中完成磁化焙烧，但存在气氛难以控制等问题，通过氧化—还原焙烧，可以方便控制反应气氛；当菱铁矿与赤

铁矿的比例大于１∶１时，可以考虑在中性气氛中焙烧，否则，适宜的焙烧方案为氧化—还原焙烧。

关键词：赤铁矿；菱铁矿；褐铁矿；磁化焙烧；热力学

中图分类号：ＴＤ９５１．１；ＴＤ９２５＋．７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１－００７６（２０１３）０５－００３１－０４

ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃＳｔｕｄｙｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＲｏａｓｔｉｎｇｏｆＲｅｆｒａｃｔｏｒｙＩｒｏｎＯｒｅ

ＣＨＥＮＣｈａｏ１，ＺＨＡＮＧＹｕ－ｓｈｕ１，ＹＡＮＧＱｉａｎｇ２

（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１；２．ＴｈｅＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＲｅｓｅｒｖｅｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＭＬＲ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｅｍａｔｉｔｅ，ｓｉｄｅｒｉｔｅ，ａｎｄｌｉｍｏｎｉｔｅｉｎ

ｍａｇｎｅｔｉｃｒｏａｓｔｉｎｇ，ａｎｄｓｔａｔｅｓｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｒｅｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ

ｂａｓｉｓｆｏｒｃｈｏｏｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｒｏａｓｔｉｎｇｏｆｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｉｒｏｎｏｒｅ．Ｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔ

ｈｅｍａｔｉｔｅａｎｄｌｉｍｏｎｉｔｅｃａｎｂｅｒｏａｓｔｅｄｉｎｔｗｏｗａｙｓ，ｎａｍｅｌｙ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｏｗＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａ－

ｔｉｏｎｒｏａｓｔｉｎｇｏｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｏａｓｔｉｎｇ，ｔｈｅｌａｔｔｅｒｏｆｗｈｉｃｈｈａｓｓｏｍｅａｄ－

ｖａｎｔａｇｅｓｏｎｅｎｅｒｇｙ．Ｓｉｄｅｒｉｔｅｃａｎｂｅｒｏａｓｔｅｄｉｎａｎｅｕｔｒａｌｏｒａｗｅａｋｌｙｏｘｉｄｉｚｉｎｇａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｂｕｔｔｈｅｒｅ

ａｒｅｓｏｍｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｓｓｕｅｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄｂｙｏｘｉｄａｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ

ｒｏａｓｔｉｎｇ．Ｗｈｅｎｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｓｉｄｅｒｉｔｅａｎｄｈｅｍａｔｉｔｅｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１∶１，ａｎｅｕｔｒａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ

ｒｏａｓｔｉｎｇｃａｎｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ，ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，ｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｏｘｉｄａｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒｏａｓｔｉｎｇ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅｍａｔｉｔｅ；ｓｉｄｅｒｉｔｅ；ｌｉｍｏｎｉｔｅ；ｍａｇｎｅｔｉｃｒｏａｓｔｉｎｇ；ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ

引言

热力学主要研究化学反应的方向和限度，通过热力学可以确定化学反应前后的热力学函数（焓、熵、吉布斯自由能等）的变化，为确定焙烧条件提供理论依据。磁化焙烧过程的热力学主要考察反应的吉布斯自由能变化随温度的关系。但是热力学也有其局限性，即所确定的反应过程的条件是必要的，不是充分的。反应以何种形式发生，需满足一定的条件［１］。

难选铁矿磁化焙烧热力学研究主要以计算为主，以理论推导为基础，结合反应物和生成物的热力

倡收稿日期：２０１３－０８－１６；修回日期：２０１３－０９－２３

基金项目：中国地质大调查项目：渝东典型沉积型赤褐铁矿资源综合利用技术研究（编号：１２１２０１１３０８７６００）支持作者简介：陈超（１９８７－），男，硕士研究生，主要从事复杂难选铁矿流态化磁化焙烧技术研究。