褐铁矿气基磁化焙烧及分选新技术

褐铁矿气基磁化焙烧及分选新技术

摘要:本研究是通过对某铁品位为30.16%褐铁矿采用制粒—气基磁化焙烧—磁选工艺进行试验研究。原料研究发现褐铁矿与脉石矿物的镶嵌关系较为复杂,属难选矿石。试验中对原料进行部分润磨处理后进行制粒为2mm～3mm,750℃下氧化焙烧5min,在气氛为CO/CO2/N2比为20/40/40气氛725℃焙烧温度10min,分选条件为磨矿90s、磁场强度为1.0KA/m下铁精矿品位达61.23%,此时的回收率达86.19%。

关键词:褐铁矿气基磁化焙烧铁精矿

我国褐铁矿储量大,褐铁矿的富矿很少,并且多数含有大量矿泥[1]。目前,褐铁矿主要通过重选、磁选-浮选联合选等方法处理,由于褐铁矿含有结晶水,很难得到较好的选矿指标[2～3]。磁化焙烧是处理常规选矿方法难分选的铁矿石的有效方法之一,磁化焙烧除增加矿物磁性外,还可排除矿物中的结晶水和挥发份,使矿石结构疏松,提高磨矿效果并可排除部分有害元素。褐铁矿磁化焙烧从温度和气氛上要求不高,采用煤基磁化焙烧研究表明,铁矿磁化效果难以均匀。因此本文针对某铁品位为30.16%低品位铁矿,采用制粒—气基磁化焙烧—磁选工艺进行了试验研究,取得了良好的效果。

1 原料性能及研究方法

试样多元素化学分析结果如表1所示,矿石铁品位为30.16%。有

煅烧,焙烧与烧结的区别

焙烧 焙烧与煅烧是两种常用的化工单元工艺。焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷和氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化、还原或其他化学变化的单元过程，常用于无机盐工业的原料处理中，其目的是改变物料的化学组成与物理性质，便于下一步处理或制取原料气。煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程。两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行，不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，后者是物料发生分解反应，失去结晶水或挥发组分。 烧结也是一种化工单元工艺。烧结与焙烧不同，焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应，而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。烧结也与煅烧不同，煅烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程，但烧结是在物料熔融状态下的化学转化，这是它与焙烧、煅烧的不同之处。 焙烧 1. 焙烧的分类与工业应用 矿石、精矿在低于熔点的高温下，与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反应，改变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。在无机盐工业中它是矿石处理或产品加工的一种重要方法。 焙烧过程根据反应性质可分为以下六类，每类都有许多实际工业应用。 (1) 氧化焙烧 硫化精矿在低于其熔点的温度下氧化，使矿石中部分或全部的金属硫化物变为氧化物，同时除去易于挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。硫酸生产中硫铁矿的焙烧是最典型的应用实例。硫化铜、硫化锌矿的火法冶炼也用氧化焙烧。 硫铁矿(FeS2)焙烧的反应式为： 4FeS2+11O2＝2Fe2O3+8SO2↑ 3FeS2+8O2＝Fe3O4+6SO2↑ 生成的SO2就是硫酸生产的原料，而矿渣中Fe2O3与Fe3O4都存在，到底那一个比例大，要视焙烧时空气过剩量和炉温等因素而定。一般工厂，空气过剩系数大，含Fe2O3较多；若温度高，空气过剩系数较小，渣成黑色，且残硫高，渣中Fe3O4多。焙烧过程中，矿中所含铝、镁、钙、钡的硫酸盐不分解，而砷、硒等杂质转入气相。

化学选矿之影响还原焙烧的因素

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 化学选矿之影响还原焙烧的因素 影响还原焙烧的因素较多，归纳起来主要包括以下几个方面的因素: (1)矿石性质。矿石性质主要是指矿物种类、脉石成分及结构状态。这些性质决定了矿石被还原的难易程度。一般而言，具有层状结构的矿石要比致密状、绍状及结核状易于还原。脉石成分以石英为主的矿石，因受热后石英产生晶型转变，体积膨胀而导致矿石的爆裂，增大了矿石的有效反应面积，从而有利于还原反应进行。 (2)矿石的粒度及粒度组成。矿石粒度的大小及其分布对还原过程的主要影响是矿石还原的均匀性。当其他条件不变时，小块矿石比大块矿石先完成还原过程;对于大块矿石来说，表层比中心部位先完成还原过程。因此，为了改善矿石在还原过程中的均匀性，必须降低人炉矿石粒度上限，提高粒度下限。据我国生产实践的经验，认为粒度在20 一75 mm 比较合适。 (3)焙烧温度和气相成分的影响。矿石只有在一定的焙烧温度和气相成分的条件下才能完成还原反应，下面以弱磁性贫铁矿石的磁化焙烧为例进行说明。在实践中贫赤铁矿磁化焙烧温库下限是450`C，上限700 一800%。炉内还原气体的成分应选定P(C02)/V(CO)比值不小于1. 温度过高时，会导致弱磁性的富氏体(FeO 溶于Fe3O,中的低熔点熔体)和硅酸铁(Fee SiO4 )的生成。因为无论是高温造成的炉料软化或是过还原生成的硅酸铁熔体，都会钻附在炉壁或附属装丑上，影响炉料正常运行。若温度过低时，如在250 一300℃以下，虽然赤铁矿也可以被还原成磁铁矿，且不会产生过还原现象。但是，还原反应的速度很慢，而且低温生成的Fe3O4 磁性较弱，所以生产上是不能采用低温磁化焙烧的。各种矿石的适宜还原温度及气相成分，由于矿石性质、加热方式及还原剂的种类不同而有较大变化，应通过试验最后确

褐铁矿的磁化焙烧新技术

褐铁矿的磁化焙烧新技术 1、褐铁矿开发利用现状 褐铁矿是主要的铁矿物之一，属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3·nH2O）。成分不纯，水的含量变化也很大。 由于褐铁矿中的含铁矿物没有磁性，而且含铁矿物在破碎磨矿过程中极易泥化，采用简单的物理选矿方法（比如磁选）金属回收率低，铁精矿品位也很低。即使浮选工艺也几乎不能获得好的结果。 磁化焙烧一弱磁选工艺是处理褐铁矿比较好的技术方案。褐铁矿中的含铁矿物通过磁化焙烧，变成的有磁性的磁铁矿，然后通过磁选就可以获得高品位铁精矿粉，金属回收率也很高。传统上可以实现褐铁矿磁化焙烧的热工设备是回转窑。回转窑磁化焙烧技术存在着投资巨大（年处理50万吨的回转窑工艺投资约9000万元）、操作困难容易结圈以及指标不稳定等缺点。 2、褐铁矿的焙烧过程 褐铁矿在加热条件下焙烧，会发生很复杂的矿物变化。 （1）褐铁矿在低温条件下焙烧，铁矿物变成赤铁矿。 Fe2O3·nH2O =Fe2O3+ nH2O 反应1 （2）含赤铁矿的焙砂在非氧化气氛下继续焙烧，赤铁矿变成磁铁矿。 3Fe2O3+ CO =2Fe3O4+CO2 反应2 （3）含磁铁矿的焙砂在弱还原气氛、温度小于600℃的条件下焙烧，磁铁矿不发生改变。Fe3O4→ Fe3O4 反应3 （4）含磁铁矿的焙砂在弱还原气氛、温度大于600℃的条件下继续焙烧，磁铁矿会变成没有磁性的方铁矿。 Fe3O4＋CO=3FeO+CO2 反应4 3、回转窑焙烧褐铁矿技术 块状褐铁矿在回转窑中在温度大于800℃、弱还原气氛下焙烧，褐铁矿转化为磁铁矿和方铁矿的混合物。通过调节温度和气氛的还原势（CO/(CO+CO2)的比例）可以调节焙砂中磁铁矿的含量。见反应4。 褐铁矿的回转窑焙烧技术具有以下特点： （1）焙烧温度高，大于800℃（如果低于800℃，就不能在回转窑内保持稳定的火焰）。（2）只能使用块矿。 （3）对还原煤和燃烧煤有特殊要求如挥发分、灰熔点、粘结性等。 （4）需要复杂的、笨重的传动系统，投资巨大（某地年处理50万吨的回转窑工艺投资约9000万元）。 （5）效率低下，处理量小。 （6）能耗高，尾气中含有不能回收的CO气体。 （7）操作困难，容易结圈（新疆某地建设的年处理50万吨的回转窑生产线，一直不正常，经常结圈）。 （8）技术指标不稳定。 4、褐铁矿的磁化焙烧新技术 褐铁矿磁化焙烧新技术――内燃式竖炉煤基直接还原技术，是我们发明的一种新的、以煤

铬铁矿的还原焙烧过程

铬铁矿的还原焙烧过程 1、焙烧温度对铬铁矿还原焙烧效果的影响 图1铬铁矿经不同温度下焙烧120min后所得产物的SEM图像图1为铬铁矿在不同焙烧温度下还原120min后产物表观形貌的SEM图像。从图中可以看出，当焙烧温度为950℃时，矿石颗粒表面存在明暗不同两相，但相互分离并不彻底，相界面难以辨别。温度为1050℃时，明亮物相与相对较暗物相己能够明显分辨，且较950℃时体积有所增大。当温度升至1150℃时，明亮物相由球状发展为棒条状。通过EDS检测可知，明亮物相为还原析出相，其主要成分为金属铁、金属铬和少量的碳，较暗物相为铬铁矿基体相。不考虑各析出相中的碳元素，排除相分离尚不充分的950℃还原产物，可将其他试样析出相中铁和铬的比例关系绘如图2。由图2可知，在1050℃和1100℃时，析出相中主要成分为铁元素，而当温度升至1150℃时，铬元素成为析出相的主体元素。由此可以得出在950-1100℃的范围内主要发生的是铬铁矿中铁的还原，铬仍存在于矿石基体中。当焙烧温度达到如1150℃时，大量的铬被还原为金属态进入析出相，证明在此温度下部分含铬尖晶石相参与了还原反应。实验所得结论与热力学分析结果一致。

图2 不同焙烧温度下还原120min后析出相金属元素组成图3为Factsage软件计算得出的1100℃和1150℃下Cr-Fe-C-O系优势区域图。在1100℃ 时，常压线(由“+”组成)穿过了优势区域图中的灰色区域()和浅灰色区域()，意味着从热力学角度讲，当石墨增锅内气压为1 atm时Cr2O3和Fe(或Fe3C) 可以作为还原产物共存。当温度为1150℃时，常压线穿过了深灰色区域(Cr3C2+Fe)，说明在此温度下铬会被大量还原为金属态，并以碳化物的形式存在。此时，选择性还原铬铁矿中铁元素的目标难以实现。另外，从图中还可得出，当体系中二氧化碳分压很低时(如反应的初始阶段Cr3C2会与Fe3C共存于析出相。所得结论进一步证实了上文所得分析与实验结果。

铁矿石磁化焙烧技术

铁矿石磁化焙烧技术 为了利用高效的磁力选矿方法分选铁矿石，可以利用磁化焙烧法处理弱磁性铁矿石，使其中弱磁性铁矿物转变成为强磁性铁矿物，再经磁选则能得到较高的选矿指标，由于以磁化焙烧作为磁选前准备作业的焙烧磁选法具有对水质、水温无特殊要求，精矿易于浓缩脱水，精矿烧结强度高的优点，目前此法在我国铁矿选矿中得到很大的应用。 磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行物理化学反应的过程，经磁化焙烧后，铁矿物的磁性显著增强，脉石矿物磁性则变化不大，如铁锰矿石经磁化焙烧后，其中铁矿物变成强磁性铁矿物，锰矿物的磁性变化不大。因此，各种弱磁性铁矿石或铁锰矿石，经磁化焙烧后便可进行有效的磁选分离。 常用的磁化焙烧方法可以分为：还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化还原焙烧和还原氧化焙烧等。 还原焙烧 赤铁矿、褐铁矿和铁锰矿石在加热到一定温度后，与适量的还原剂相作用，就可以使弱磁性的赤铁矿转变成为强磁性的磁铁矿。常用的还原剂有C、CO、H2等。赤铁矿与还原剂作用的反应如下： 3Fe2O3+C——-→2Fe3O4+CO 3Fe2O3+CO——-→2Fe3O4+CO2 3Fe2O3+H2——-→2Fe3O4+H2O 褐铁矿在加热到一定温度后开始脱水，变成赤铁矿石，按上述反应被还原成磁铁矿。 还原焙烧一般用还原度表示: R= FeO/TFe*100% 上述公式中FeO------还原焙烧中FeO的含量，100%； TFe------还原焙烧中全铁的含量，100%。 若赤铁矿全部还原成磁铁矿时，还原程度最佳，磁性最强，此时还原度R=42.8%。 中性焙烧 菱铁矿、菱镁铁矿、菱铁镁矿和镁菱铁矿等碳酸铁矿石在不通空气或通入少量空气的情况下加热到一定温度（300---400摄氏度）后，可进行分解，生成磁铁矿。其化学反应如下： 3FeCO3——-→Fe3O4+2CO2+CO

矿物原料焙烧原理及方法

https://www.wendangku.net/doc/f15749962.html, 矿物原料焙烧原理及方法 矿物原料焙烧是化学选矿的预处理作业或独立的化学选矿作业。即在适当的焙烧气氛和低于矿物原料熔点温度等相应条件下，通过加热升温焙烧使矿物原料中的目的矿物发生物理和化学变化的工艺过程。通过焙烧可使目的矿物转变为易于通过浸出或易于用物理选矿分选分离的矿物形态。焙烧使矿物发生化学变化的同时，也使物料（焙砂）的物理形态变得疏松、多孔，为后续作业处理创造了必要条件。焙烧还可除去（回收）易挥发的组分（杂质）。 根据矿物焙烧发生化学反应的条件和工艺参数，焙烧可以分为氧化焙烧、还原焙烧、氯化焙烧、钠化焙烧合硫化焙烧等。 在选矿中采用焙烧法处理的物料常为难选原矿以及物理选矿所得粗精矿和难选的中矿等。焙烧产品有焙砂、干烟尘剂湿法收尘集气产品等。并可相应使用适宜的方法分别处理，回收其中的有用组分。影响焙烧的主要因素有焙烧温度、反应氛围和时间、反应气氛的浓度、气流运动的絮流度以及物料的物理、化学性质，如物料粒度、孔隙率、化学组成及矿物组成等。焙烧法的不利因素是能耗较高，操作控制条件严格，环境污染与治理务必采取相应措施。 矿物热分解是将矿石或人造化合物加热到一定物度，使之分解为组成较为简单的化合物（含气体），或者是使原矿物晶型发生转变的工艺过程。矿物热分解液称款物的煅烧。碳酸盐的热分解有称为焙解，名称不同，实质一样。不论是金属矿还是非金属矿采用煅烧分解矿物都非常普遍。像碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、氢氧化物、硅铝酸盐等矿物往往都少不了通过煅烧分解矿物、改变晶型、构造与形态。高岭土等黏土矿物的煅烧生加工，在近20年来发展迅速。 化合物热分解的平衡常数等于该化合物的热分解压，此分解压可作为该化合物热稳定性的度量。化合物热分解压愈大，热稳定性愈小；反之，热分解压愈小，热稳定性愈大，愈难发生热分解。有些化合物加热至一定温度时，虽其组成未发生变化，但其晶型已产生了变化，物理化学性质液产生了相应的变化，氧化矿物、硫化矿物、硫酸盐、氢氧化物和各种含氧酸盐等各种不同化合物（矿物)的分解压不同，通过控制煅烧温度、气相组成，可选择性地使某些化合物产生热分解，或发生晶型转变，继而采用不同方法进行分选。 通过控制焙解温度和气相组成，即可选择性地分解、改变碳酸盐组成，然后用化学或物理方法选别，达到富集有价组分和去除杂质的目的。

红矿(赤铁、褐铁、菱铁矿)磁化焙烧新工艺新技术

红矿（赤铁、褐铁、菱铁矿）磁化焙烧新工艺新技术 一、红矿的磁化焙烧选矿技术及工程 赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及其共生矿（红矿）属于难选矿，尤其是嵌布粒度细、易泥化的矿石，常规的强磁或强磁－浮选工艺回收率和精矿品位较低，资源浪费严重、精矿质量较差难以满足精料冶炼的要求。工业应用表明：磁化焙烧是一种把难选红矿变为易选磁矿的经济可行的有效法。 1、基本原理： 铁是一种多价态元素，能形成几种氧化物：α-Fe2O3(赤铁矿) 、γ-Fe2O3(磁赤铁矿)、Fe3O4（磁铁矿）、FexO（浮氏体）. 其中只有磁铁矿和磁赤铁矿是强磁性，其余是弱磁性，这取决于他们的结构和各种影响因素。磁铁矿是一种尖晶石型的铁氧体，赤铁矿及浮氏体的晶体结构属斜方晶系，磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行化学反应的过程，弱磁性矿物（赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿菱锰铁矿及其共生矿）经磁化焙烧后，磁性显著增强，即可通过弱磁选进行有效的分离。 常用的的磁化焙烧法可分为：还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化还原焙烧和还原氧化焙烧。 我们通过多年的试验研究和工业化实施，解决了磁化焙烧工业应用方面的技术问题，通过磁化焙烧，赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿（及其共生矿）转化为易选的磁铁矿，磁化率可达85～92％，弱磁选回收率可达70～85％、精矿品位61～63％，为这些难选资源的工业应用找到了一条经济、可行的新方法。 2、还原焙烧：

赤铁矿、褐铁矿、高价锰矿石和铁锰矿石在加热到一定温度后，与适量的还原剂相作用，就可使弱磁性的铁矿物转变为磁铁矿，同时锰矿物由高价还原为低价， 常用的还原剂有C、CO、H2等。 Fe2O3+C →Fe3O4+CO Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 Fe2O3+H2→Fe3O4+H2O MnO2+CO→MnO+CO2 MnO2+H2→MnO+H2O 褐铁矿在加热脱水后变成赤铁矿后，按上述反应还原成磁铁矿。 3、中性焙烧： 菱铁矿（FeCO3）、菱镁铁矿、菱铁镁矿、等碳酸铁矿石与赤褐铁矿的共生矿在一定焙烧条件也可变成磁铁矿。碳酸锰矿石通过中性焙烧可得到 MnO。 FeCO3→Fe3O4+CO或FeCO3→Fe2O3+CO2 Fe2O3+CO→Fe3O4+CO2 MnCO3→MnO+CO2 4、氧化焙烧： 黄铁矿（FeS2）、高硫锰矿石在氧化气氛下经焙烧可变成磁铁矿。碳酸锰矿石通过中性焙烧可得到MnO。 FeS2 +O2→Fe7O8（磁黄铁矿）+SO2 Fe7O8+O2→Fe3O4+SO2

磁化焙烧原理

C ihUQ beishQO一CIXU0n 磁化焙烧一磁选(magnetizing roasting- 磁化焙烧 megnetic separation)磁化焙烧与磁选的联合处理法。磁化焙烧是在一定温度和气氛下把弱磁性铁矿物(赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和黄铁矿等)变成 强磁性的磁铁矿或磁性赤铁矿(不Fe203)的过程。是弱磁性矿石在磁选前的准备作业，以便用弱磁场磁选机进行分选。磁化焙烧一磁选技术的分选指标优良，但成本较高。磁化焙烧按原理分为还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧。还原焙烧应用最广。它在500~800℃的还原气氛下进行，焙烧产物是强磁性的Fe30、;若产物在还原气氛下冷却到400℃，再在空气中冷却，则产物是井 Fe203。前者为还原焙烧，后者为还原一氧化焙烧。还原焙烧用的还原剂为固体或气体。固体还原剂如煤粉和焦炭粉;气体还原剂是各种煤气，如高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等。中性焙烧是在不加或少加空气的条件下，把菱铁矿加热到300~400℃，使其分解为磁铁矿。氧化焙烧是在氧化气氛下，将黄铁矿氧化为磁黄铁矿或磁铁矿。为判断磁化焙烧后弱磁性矿物转化为强磁性矿物的程度，采用还原度来度量。还原度是焙烧矿石中的氧化亚铁和全铁含量的百分数 (架只1。。写)。还原完全时还原度为42.8%，小于、TFe/、‘“”厂”沪。一，/J、/。一”“~j/J、浅/J了曰.LJ/。”J’“ 28%时，则表示还原程度不够。磁化焙烧炉有竖炉、回转窑和沸腾炉。中国多采用竖炉，炉子容积一般为50m“，处理能力 15t/h;容积较大的为70m3，处理能力为23t/h。竖炉给矿粒度为75~Zomm，小于Zomm的粉矿不能用竖炉焙烧。回转窑能处理粉矿，但有时容易结瘤。沸腾炉热效率高，还原性能好，能处理3一。mm 粉矿。但粉尘量大，对环境污染较严重。 磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应的气氛中进行物理化学反应的过程。根据矿石不同，化学反应不同。磁化焙烧按其原理可分为还原焙烧、中性部烧和氧化焙烧等。 1、还原焙烧适用于赤铁矿和褐铁矿。常用的还原剂有C，CO和H2比等。

煅烧-焙烧与烧结的区别

煅烧-焙烧与烧结的区别

焙烧 焙烧与煅烧是两种常用的化工单元工艺。焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷和氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化、还原或其他化学变化的单元过程，常用于无机盐工业的原料处理中，其目的是改变物料的化学组成与物理性质，便于下一步处理或制取原料气。煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程。两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行，不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，后者是物料发生分解反应，失去结晶水或挥发组分。 烧结也是一种化工单元工艺。烧结与焙烧不同，焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应，而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。烧结也与煅烧不同，煅烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程，但烧结是在物料熔融状态下的化学转化，这是它与焙烧、煅烧的不同之处。 焙烧 1. 焙烧的分类与工业应用 矿石、精矿在低于熔点的高温下，与空气、氯气、氢气等气体或添加剂起反应，改变其化学组成与物理性质的过程称为焙烧。在无机盐工业中它是矿石处理或产品加工的一种重要方法。 焙烧过程根据反应性质可分为以下六类，每类都有许多实际工业应用。 (1) 氧化焙烧 硫化精矿在低于其熔点的温度下氧化，使矿石中部分或全部的金属硫化物变为氧化物，同时除去易于挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。硫酸生产中硫铁矿的焙烧是最典型的应用实例。硫化铜、硫化锌矿的火法冶炼也用氧化焙烧。 硫铁矿(FeS2)焙烧的反应式为： 4FeS2+11O2＝2Fe2O3+8SO2↑ 3FeS2+8O2＝Fe3O4+6SO2↑ 生成的SO2就是硫酸生产的原料，而矿渣中Fe2O3与Fe3O4都存在，到底那一个比例大，要视焙烧时空气过剩量和炉温等因素而定。一般工厂，空气过剩系数大，含Fe2O3较多；若温度高，空气过剩系数较小，渣成黑色，且残硫高，渣中Fe3O4多。焙烧过程中，矿中所含铝、镁、钙、钡的硫酸盐不分解，而砷、硒等杂质转入气相。

赤褐铁矿磁化焙烧矿物组成和物相变化规律

第２６卷第７期２０１４年７月 钢铁研究学报 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　 ＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．２６，Ｎｏ．７　Ｊｕｌｙ 　２０１４基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１４４００３ ）作者简介：张汉泉（１９７１—），男，博士，副教授； Ｅ－ｍ ａｉｌ：１３４７７０２２２９６＠１３９．ｃｏｍ； 收稿日期：２０１３－０６－０９赤褐铁矿磁化焙烧矿物组成和物相变化规律 张汉泉，　汪凤玲 （武汉工程大学环境与城市建设学院，湖北武汉４３００７３ ）摘　要：磁化焙烧—磁选工艺是有效处理难选弱磁性氧化铁矿的最有效方法之一，所得到的铁精矿性质与天然磁铁矿性质具有较大的差别。反浮选结果表明，人工磁铁矿和天然磁铁矿在浮选性能方面具有较大的差异，采用ＸＲＤ（Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）、显微镜测试技术观察磁化焙烧矿物组成和物相变化，原矿中硅以碎屑石英和硅质泥岩形式存在，焙烧后有部分硅质泥岩，还有部分石英是被铁矿包裹，分布较原矿分散，即磁化焙烧形成的磁铁矿有一定的包裹、充填和浸染现象，具有不完整的晶体结构，分布分散，矿石内部组织结构的不均匀程度增加。原矿有用矿物主要以Ｆｅ２Ｏ３形式存在，脉石矿物主要是石英；焙烧后铁矿物的赋存由Ｆｅ２Ｏ３转变成Ｆｅ３Ｏ４为主，并掺杂Ｆｅ２Ｏ３，ＦｅＯ，Ｆｅ，矿物组成发生变化，矿物不均匀性增强。焙烧物中还出现高铁橄榄石和铁硅酸盐峰，一部分橄榄石和硅酸盐矿物进入反浮选精矿，造成铁损失。关键词：人工磁铁矿；矿物组成；铁橄榄石；非均匀性文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－０９６３（２０１４）０７－０００８－ ０４Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｃｏｍｐ ｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｈａｓｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎＨｅｍａｔｉｔｅ　ａｎｄ　Ｌｉｍｏｎｉｔｅ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｏａｓｔｉｎｇ　 ＰｒｏｃｅｓｓＺＨＡＮＧ　Ｈａｎ－ｑｕａｎ，　ＷＡＮＧ　Ｆｅｎｇ －ｌｉｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ａｎｄ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７３，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｕｎｉｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　ｉｒｏｎ　ｏｒｅｓ．Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ　ｂｙ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｏａｓｔｉｎｇ－ｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｎａｍｅｄ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ　ｗｅｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｎａｔｕｒａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ．Ｒｅｖｅｒｓｅ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ，Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆ－ｆｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｅｒｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ　ｂｙｏｂｓｅｒｖｉｎｇ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｈａｓｅ　ｉｎ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｏａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｆ　ｒａｗ　ｏｒｅ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｄｅｔｒｉｔａｌ　ｑｕａｒｔｚ　ａｎｄ　ｓｉｌｉｃｅｏｕｓ　ｍｕｄｓｔｏｎｅ，ｗｈｉｌｅ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｆ　ｒｏａｓｔｉｎｇ　ｏｒｅ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｑｕａｒｔｚ，ａｎｄｐａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｑｕａｒｔｚ　ｗａｓ　ｃｏａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｉｒｏｎ　ｏｒｅ，ｍｏｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｓｐｒｅａｄ　ｔｈａｎ　ｒａｗ　ｏｒｅ，ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｅｍｅｒｇｅｄ．Ｍｉｎｅｒａｌ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃｈａｎｇｅｄ　ａｎｄ　ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ　ｉｓ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｉｎ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｏｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｆｔｅｒ　ｒｏａｓｔｉｎｇ，ｉｒｏｎｍａｉｎｌｙ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｉｎ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ　ａｎｄ　ｍａｇｈｅｍｉｔｅ，ｐｅａｋ　ｏｆ　ｌａｉｈｕｎｉｔｅ　ａｎｄ　ｉｒｏｎ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ｉｎ　ｒｏａｓｔｉｎｇ　ｏｒｅ；ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅｌａｉｈｕｎｉｔｅ，ｑｕａｒｔｚ　ｉｎ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　ｏｆ　ｒｏａｓｔｉｎｇ　ｏｒｅ，ｑｕａｒｔｚ，ａｎｄ　ｉｎ　ｎａｔｕｒａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ　ｓｉｌｉｃｏｎ　ｅｘｉｓ－ｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｑｕａｒｔｚ；ｐａｒｔ　ｏｆ　ｑｕａｒｔｚ　ｓｔｉｌｌ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｉｎ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ，ｐａｒｔ　ｏｆ　ｌａｉｈｕｎｉｔｅ　ａｎｄ　ｉｒｏｎ　ｓｉｌｉ－ｃａｔｅ　ｅｎｔｅｒｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　 ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ．Ｋｅｙ　 ｗｏｒｄｓ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｔｅ；ｍｉｎｅｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｌａｉｈｕｎｉｔｅ；ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ 磁化焙烧—磁选工艺是有效处理难选弱磁性氧 化铁矿的方法之一，通过这种方法得到的磁铁矿物理化学性能与天然存在的磁铁矿具有较大的差别， 称之为人工磁铁矿，其品位在５５％～５８％之间［１－２］ 。 目前广大研究工作者对人工磁铁矿性能进行了大量的研究， 罗立群等研究了氧化铁矿磁化焙烧产品磁

悬浮式磁化焙烧完成工业试验(报道)

1 低品位难选铁矿磁化焙烧技术重大突破 悬浮式闪速磁化焙烧成功完成工业试验 针对低品位难选铁矿石资源和含铁尾矿尾渣资源利用，中国工程院余永富院士2002年首次提出悬浮式闪速磁化焙烧工艺设想。2003年该课题列为国家“十五”重点科技攻关项目。2006年列为国家“十一五”重点科技支撑项目。2008年列为“973”国家重点基础研究发展计划课题。余永富院士带领长沙矿冶研究院和武汉理工大学课题组，完成该技术的基础研究、试验室热态小型试验、半工业试验等。2012年湖南长拓高科冶金有限公司在长沙投资建设5万吨/年悬浮式闪速磁化焙烧工业试验生产线。2013年1～2月投入工业试验生产。原料矿为褐铁矿和菱铁矿（平均铁品位33%），磨细成粉，经多级预热后进入悬浮式闪速磁化焙烧反应炉，矿粉在悬浮状态下快速换热并在几秒钟内完成磁化。生产线投料即达到设计指标：原矿磁化率94～98%；铁精矿品位60±2%；铁回收率94%；设计产量7.5吨/时，稳定产量10吨/时以上。试验生产共运行25天，处理原矿约5000吨，圆满完成悬浮式闪速磁化焙烧工业试验任务。 工业试验生产结果表明，悬浮式闪速磁化焙烧工艺及装备已具备大规模工业生产条件，且展现明显优势：（1）磁化速度快，生产效率高，单炉最大产能可达250万吨/年。（2）磁化反应完全，铁回收率高。与回转窑相比，铁矿资源利用率提高约10个百分点。（3）运行稳定可靠，投料生产几天内即可达到设计产能。（4）原料范围广，块状、粒状、粉状、泥状等原矿或尾矿尾渣都可作为生产原料。（5）占地面积小，建设投资省，比回转窑建设投资减少20～40%。 （6）生产成本低，经济效益显著。原料矿在生产线的加工成本约110元/吨；产品铁精矿粉的生产成本约340元/吨。 悬浮式闪速磁化焙烧技术的规模优势和低成本优势，受到产业界的广泛关注和认同。2013年底，湖北某矿业公司投资建设60万吨/年悬浮式闪速磁化焙烧与磁选生产线，现进入设备安装阶段，计划2014年底投产。另有几家矿业公司正在筹备建设悬浮式闪速磁化焙烧与磁选生产线。 湖南长拓高科冶金有限公司是“悬浮式闪速磁化焙烧专利技术”的持有者及实施方，拥有相关技术专利20余项。余永富院士担任公司名誉董事长、董事、首席科学家。

还原焙烧(一)

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 还原焙烧（一） 在一定温度和还原气氛条件下，使含于矿物原料中的金属氧化物转变为 相应的低价金属氧化物或金属的过程称为还原焙烧。除汞和银的氧化物在低于400℃的温度条件下于空气中加热可以分解析出金属外，绝大多数金属氧化物 不可能用热分解的方法将其还原，只有采用相应的还原剂才能将其还原。金属 氧化物的还原可以下式表示：MO+R=M+RO △G°=△G°RO-△G°MO-△G°R 式中MO——金属氧化物；R、RO——还原剂及还原剂氧化物。上式可由 MO、RO 的生成反应合成： 金属氧化物（MO）能被还原剂（R）还原的必要条件是△G°＜0，即 Po2(RO)＜Po2(MO),因此，凡是对氧的亲和力比被还原的金属对氧的亲和力大 的物质均可作为该金属氧化物的还原剂。图1 为不同温度下某些金属氧化物的 标准生成自由能变化曲线，从图中曲线可知，在焙烧条件下，多数金属能被氧 氧化，其氧化物较稳定，其稳定性随温度的升高而降低，图中曲线位置愈低的 金属氧化物愈稳定，愈难被还原剂还原；反之，曲线位置愈高的金属氧化物愈 易被还原剂还原。 还原焙烧时可采用固体还原剂、气体还原剂或液态还原剂。从图1 可知， 一氧化碳的生成自由能随温度的升高而显著降低，因此，在较高温度条件下， 碳可作为许多金属氧化物的还原剂。[next] 固体碳燃烧时可发生下列反应： 1）C+O2=CO2 △G°1=-393.76～0.0008T 千焦/摩[尔] 2）2C+O2=2CO △G°S=- 223.21-0.175T 千焦/摩3）2CO+O2=2CO2 △G3°=-564.8+0.173T 千焦/摩4）CO2+C=2CO △G°4=-170.54-0.174T 千焦/摩C-O2 系的△G°-T 关系如图2 所示，