菱鐵礦焙燒技術(shù)

菱鐵礦的主要成分是碳酸亞鐵，一般為晶體粒狀或不顯出晶體的致密塊狀、球狀、凝膠狀。顏色 —般為灰白或黃白，風化后可變成褐色或褐黑色等。莫氏硬度4，隨成分中錳和 鎂含量的升高而降低。熱液成因的菱鐵礦常見于金屬礦脈中;沉積成因的菱鐵礦常見于頁巖層、黏土 層和煤層中。在氧化帶易水解成褐鐵礦，形成鐵帽。菱鐵礦大量聚集而且硫、磷等有害雜質(zhì)的含量小 于0.04%時，可作為鐵礦石開采。我國菱鐵礦主要分布在湖北、四川、云南、貴州、新疆、陜西、山 西、廣西、山東、吉林等省(區(qū))，特別是在貴州、陜西、山西、甘肅和青海等西部省，菱鐵礦資源占 全省鐵礦資源總儲量的一半以上。由于菱鐵礦的鐵理論品位低，且經(jīng)常與鈣、鎂、錳呈類質(zhì)同象共生， 采用普通選礦方法很難使鐵精礦品位達到45%以上。一般粗粒或粗粒嵌布的單一菱鐵礦石選礦采用重 選(跳汰、重介質(zhì))、粗粒強磁選、焙燒磁選及其聯(lián)合流程者居多，而對于細粒嵌布的菱鐵礦石，焙燒 磁選最為有效。

陜西柞水縣大西溝菱鐵礦是我國最大的菱鐵礦基地，礦石組成簡單，鐵礦物以菱鐵礦為主，其次是 褐鐵礦和少量的磁鐵礦，鐵礦物中還因類質(zhì)同象作用含有一定數(shù)量的Mg2♦和MiP,根據(jù)MgC03分子百 分含量較高的特征，可將其稱為鎂菱鐵礦。脈石礦物主要為石英和絹云母，其次是綠泥石、鐵白云石、 白云母和重晶石等。

武漢理工大學對陜西大西溝菱鐵礦礦石進行了中性氣氛焙燒試驗研究，考察了焙燒溫度、焙燒時間、 冷卻方式等對焙燒磁選效果的影響。結(jié)果表明，應用中性磁化焙燒一干式自然冷卻一異地磁選技術(shù)，將 在TOOT下焙燒70min的焙燒礦先封閉冷卻至400-SOOT,再排人空氣中冷卻至室溫，可形成強磁性的磁 鐵礦和7-Fe203;焙燒礦的磁選流程試驗獲得了精礦鐵品位59. 56% ~ 59. 37% ,鐵回收率達72.03% -73. 72%的良好指標。西安建筑科技大學針對陜西大西溝菱鐵礦傳統(tǒng)的堆積態(tài)菱鐵礦焙燒工藝中氣固接 觸面積小、能耗大、礦石質(zhì)量不均勻、容易產(chǎn)生“過燒”和“欠燒”的問題，開展了懸浮態(tài)磁化焙燒 細粒菱鐵礦的試驗。懸浮態(tài)焙燒是在氣體和固體顆粒相互劇烈運動的狀態(tài)下進行焙燒，與豎爐、回轉(zhuǎn) 窯等焙燒工藝相比，具有氣固接觸面積大、傳熱傳質(zhì)迅速、反應速率快、焙燒礦質(zhì)量均勻、焙燒能耗 小、易于實現(xiàn)大型化等優(yōu)點。結(jié)果表明，懸浮態(tài)焙燒細粒菱鐵礦，氣固接觸面積大，反應速度快，焙 燒3min就可達到較好指標;在焙燒礦的自然冷卻過程中，不同出爐溫度對焙燒礦性質(zhì)的影響不同。 500~ 400<^為相變激烈區(qū)域，將焙燒礦密閉冷卻至400T以下后與空氣接觸對產(chǎn)品質(zhì)量的影響不大;將 焙燒礦在空氣中快速冷卻能夠獲得質(zhì)量較好的產(chǎn)品，鐵精礦品位達到60. 07%,鐵回收率為90. 77%。 長沙礦冶研究院針對大西溝菱鐵礦的性質(zhì)在陜西大西溝鐵礦進行了工業(yè)試驗，研究開發(fā)的焙燒一磁選 —反浮選工藝取得了焙燒礦品位30. 08%、最終精礦品位61. 48%、總尾礦品位8.25%、金屬回收率 83. 83%的指標。

昆鋼王家灘鐵礦主要以菱鐵礦為主，偶見褐鐵礦零星分布，金屬硫化物以黃鐵礦為主，其次是黃銅 礦和閃鋅礦;脈石礦物含*較髙的是石英，其次為絹云母和綠泥石，其他微量礦物包括白云石、方解石、 鋯石、磷灰石和獨居石等。礦石中菱鐵礦分為細粒(顆粒直徑小于0.2mm)和中粗粒兩種類型。前者多 為自形、半自形粒狀，部分呈竹葉狀，晶體粒度較為均勻，大多在0.02-0.15mm之間，晶粒相互緊密鑲 嵌構(gòu)成集合體或以浸染狀的形式與石英、絹云母和綠泥石等脈石礦物混雜交生。

長沙礦冶研究院對王家灘菱鐵礦石進行了焙燒和閃速焙燒試驗研究，考察了焙燒氣氛、焙燒溫度、 焙燒時間、焙燒給礦層厚度等對菱鐵礦焙燒效果的影響，并對焙燒礦進行了磨礦細度、弱磁精礦反浮選、 弱磁選楮礦降硫等選礦試驗;對細粒礦物進行了閃速焙燒試驗。結(jié)果表明，焙燒礦選礦所得鐵楮礦品位 最高為59. 80%;采用常規(guī)焙燒工藝處理王家灘菱鐵礦會導致鐵精礦的硫含量較高;閃速堉燒可以實現(xiàn)在 焙燒過程中降硫的目的，鐵精礦硫含量低于0.20%,同時可以獲得比常規(guī)焙燒高4.72%的回收率。劉寧斌等人介紹了王家灘菱鐵礦土法燒結(jié)、燒結(jié)機燒結(jié)的實驗室和現(xiàn)場試驗，以及菱鐵礦焙燒磁選實驗室的 試驗情況。研究表明，使用土法燒結(jié)工藝燒結(jié)王家灘菱鐵礦是有效開發(fā)利用王家灘菱鐵礦資源的方法之 一;配加一定量赤鐵粉礦對改苒菱鐵礦的成球制粒性能和土燒效果有積極的作用;選擇合適的用料結(jié)構(gòu) 和確定適宜的工藝、操作參數(shù)，可生產(chǎn)出滿足100m3以下高爐使用的土燒結(jié)礦;采用機燒是開發(fā)利用王 家灘菱鐵礦資源可供選擇和見效較快的方法之一。在二燒用10. 00%的王家灘菱鐵礦等量替代低鐵粉組織 酸性燒結(jié)礦生產(chǎn)，對燒結(jié)的產(chǎn)最、質(zhì)童和技術(shù)經(jīng)濟指標會產(chǎn)生不同程度的影響。高爐使用效果表明，配 加王家灘菱鐵礦生產(chǎn)出的二燒礦，在爐料結(jié)構(gòu)合適的情況下，可以滿足中小高爐的生產(chǎn)需要，對爐況順 行不會產(chǎn)生明顯的危害作用;用10.00%菱鐵礦等量替代低鐵粉組織二燒酸性燒結(jié)礦生產(chǎn)，可產(chǎn)生一定的 經(jīng)濟效益;對于品質(zhì)較差的菱鐵礦進行了焙燒磁選結(jié)果表明：菱鐵礦經(jīng)焙燒后有較大部分可變?yōu)閺姶判?礦物，采用弱磁選可以得到精礦品位56. 07%-57. 83%的鐵精礦;采用回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒和弱磁選的方式， 處理品位較低的王家灘菱鐵礦在技術(shù)上可行。700=C焙燒磁選的分選指標較好，總精礦品位為57. 83%， 粗選梢礦品位為58. 86%,產(chǎn)率為58. 88%,回收率為91. 19%。焙燒礦中二氧化硅的含量較高，在 31.00%以上，經(jīng)過分選可降到5. 08%以下;焙燒礦中硫的含量最低為0.190%,最髙為0.659%,經(jīng)過分 選以后，在精礦中對應的含量最低降到0.068%,最高為0.312%。

重慶大學在實驗室對威遠菱鐵礦進行了焙燒、選礦、燒結(jié)和冶金性能的試驗研究，提出了威遠菱鐵 礦各種可供選擇的利用流程與方法。威遠菱鐵礦鐵含量高，硫、磷含量較低，實際上是赤鐵礦和菱鐵礦 的復合礦，而不是單一的菱鐵礦。威遠菱鐵礦《02含景高達26%左右，是該種礦石的最大缺陷。研究表 明：該礦氧化焙燒后，用水洗選礦法可以獲得鐵含量高而Si02含量低的精礦;若全部破碎到-6mm,經(jīng) 過水洗、干燥、篩去-0.8mm粒級，可獲得鐵含童50%左右、Si02含最小于20%的梢礦，其精礦回收率 可達70%; 土法還原焙燒一磁選可獲得鐵含量為58%左右、Si02含量約10%的精礦，其精礦回收率可達 35% -40%;采用現(xiàn)代的磁化焙燒磁選法，其選礦效果和經(jīng)濟效益將更佳;6-30mm氧化焙燒礦的還原 性特別好，還原度可達100%;威遠菱鐵礦的氧化焙燒礦的燒結(jié)性能好，在8%燃料配比條件下，燒結(jié)礦 的成品率高，機械強度髙，冶金性能好。

由余永富院士領(lǐng)銜的科研攻關(guān)組，對富含菱鐵礦的難選貧鐵礦資源(包括原礦和中礦)，實施閃速磁 化燒燒技術(shù)，在數(shù)以秒計的時間內(nèi)，實現(xiàn)難選貧鐵礦資源的磁化焙燒過程。閃速磁化焙燒技術(shù)的實現(xiàn)， 有利于大大提高難選弱磁性礦物的鐵回收率，縮短現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)的工藝流程，降低能源消耗，提髙我國 鐵礦資源的利用率。

菱鐵礦資源在我國分布廣泛、類型多樣、組成復雜，相比較而言焙燒一磁選使產(chǎn)物磁性顯著增加， 且鐵品位能夠得到有效的提髙，與強磁選浮選相比有明顯的優(yōu)越性。閃速磁化焙燒與微波焙燒技術(shù)是菱 鐵礦焙燒處理的技術(shù)趨勢，具有效果顯著效率高，投資成本相對較經(jīng)濟的優(yōu)點。