磁化焙烧某赤褐铁矿工艺试验研究

磁化焙烧某赤褐铁矿工艺试验研究

陶恒畅

（巴彦淖尔西部铜业有限公司 015000）

摘要：本文从某地赤铁矿选矿工艺矿物学着手，研究了赤褐铁矿的化学多元素以及铁物相与铁的赋存状态。针对该赤褐铁矿的矿石特性，采用还原焙烧-磁选工艺对其进行试验研究，最终得到铁的品位为55.77%，回收率为84.58%的铁精矿。试验研究表明还原焙烧-磁选工艺可有效地富集该赤褐铁矿中的铁。 关键词：赤褐铁矿 工艺矿物学 还原焙烧 磁选

Experimental study of a hematite and limonite magnetization roasting technology

Tao hengchang

（Western Bayannaoer Copper Co. Ltd. 015000）

Abstract: This paper starts from a hematite ore beneficiation process mineralogy, which takes more careful the analysis of chemical elements in the hematite and limonite , the iron phases and the occurrence of Fe. According to the characteristics of the hematite and limonite ore, it applies the reduction roast-magnetic separation in the study which focuses on the high-temperature reaction of the iron oxide in the roasting reduction, it is available to achieve the qualified iron concentrate with the Fe grade 55.77% and the Fe recovery 84.58%. Experimental studies have shown that iron can be enriched from limonite and hematite by the reduction roasting – magnetic separation process.

Keyword: Limonite and hematite Process mineralogy Roasting reduction Magnetic separation

赤褐铁矿是一种具有工业利用价值的铁矿石具有工业利用价，因其矿物嵌布粒度细，矿石结构复杂，其选别难度较大

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。目前对赤褐铁典型的选矿工艺有：单一选别流程（包括重选、

磁选和浮选等选矿方法）、磁-浮联合流程、还原焙烧-磁选-浸出流程和氯化焙烧流程等。单一流程选别的例子： 张汉泉等人对鄂西宁乡式鲕状赤铁矿进行磁化焙烧-磁选-反浮选工艺试验， 得到铁品位59.87%，回收率71.08%的铁精矿；肖军辉等人使用氯化离析-弱磁选工艺流程选别云南某高磷铁矿得到铁品位75.33%，回收率83.63%的铁精矿。本文主要是应用还原焙烧-磁选工艺对赤褐铁矿进行富集铁的试验研究。

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1.试验部分

1.1 矿石工艺矿物学研究

该试验矿样采自云南某赤褐铁矿，矿石主要呈砖色和暗红色，其结构主要有块状构造、层状构造、角砾状构造、条带状构造和脉状构造。试样的多元素分析见表1-1，铁物相分析见表1-2。

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表1-1试样化学成分分析

Table 1-1 Sample chemical composition analysis

Elements Content/%

Fe 35.55

S 0.026

P 0.88

SiO2 30.18

As ＜1

表1-2 铁物相分析

Table 1-2 Iron phase analysis result

Phase Content（%） Ratio/%

Fe2(SO4)3 0.30 0.85

nFe2O3·mH2O 34.74 98.55

FeSx 0.05 0.14

Fe2(SiO3)3 Fe3O4 0.05 0.14

0.11 0.31

TFe 35.25 100.00

通过表1-1和表1-2可以看出：该铁矿铁的品位为35.55%，主要的含铁矿物是赤褐铁矿，占98.55%；其余还有少量的碳酸铁，硫化铁，硅酸铁和磁性铁；脉石矿物主要为石英，SiO2品位为30.18%。

该试样矿石中，铁主要以褐铁矿的形式产出，少量以赤铁矿的形式产出，由于赤铁矿大部分呈细微鳞片状分布于褐铁矿中，所以这部分赤铁矿也可视为褐铁矿。矿石中褐铁矿主要由针铁矿、纤铁矿、水针铁矿和其它非晶态的二氧化硅、极细的机械混入物组成。采用电子探针对褐铁矿进行微区成分分析，发现矿石中后期形成的褐铁矿机械混入物较少，较为纯净，含量较高，此褐铁矿中含少量或不含磷；但后期形成的褐铁矿的量较少，小于总褐铁矿的1/10。早期形成的褐铁矿含较多的P2O5、MnO等杂质，含SiO2均为1.55%；含MnO均为2.89%；含铁品位均为65.3%。 1.2 试样试验流程

此类型的矿石用单一选矿方法很难得到合格铁精矿，现通过还原焙烧-磁选工艺富集铁，图1为试验流程图。

原矿

精矿 尾矿

图1.还原焙烧-弱磁选工艺流程

Fig.1 The reduction roast-magnetic separation-acid leaching process

2.试验结果及讨论

2.1 焦炭用量试验

焦炭为焙烧过程中常用的还原剂，拟定试验条件：还原焙烧时间10min，温度10000C，焦炭粒度-1mm；磁选磁场强度H=0.10T，磁选物料细度-0.074mm100%。试验数据图见图3-1。

图2-1 焦炭用量试验结果 图2-2 焦炭粒度试验数据图

Fig.2-1 The result of the Coke dosage test Fig.2-2 The study date graph of the Coke size 如图2-1所示，随着焦炭用量的增加，铁精矿中Fe的品位增大，但是增大范围小，Fe的回收率先增加后减小。这是因为焦炭用量少时，焙烧还原气氛不足，还原效果就会不理想，导

致铁精矿中铁的品位和回收率都不高。当焦炭用量为8%时，铁精矿中Fe品位为53.92%，回收率为80.31%。 2.2 焦炭粒度试验

试验条件：还原焙烧时间25min，温度9500C，焦炭用量为5%；磁选磁场强度H=0.10T，磁选物料细度-0.074mm占90%。试验数见图3-2。

由图3-2数据所示，随着焦炭粒度的增加，铁精矿中Fe的品位降低，回收率先增高后降低。这是因为还原剂粒度越细，矿粒比表面积越大，与矿物接触面积越大，还原的效果越好，但是粒度过细，矿粒富集的比例降低，导致回收率降低。当还原剂粒度为-1+0.45mm时，得到铁品位54.07%，回收率83.29%的铁精矿。 2.3 焙烧温度试验

试验条件：还原焙烧时间10min，-1+0.45mm的焦炭用量为8%，；磁选磁场强度H=0.10T，磁选物料细度-0.074mm占90%以上。试验数据图见图3-3。

图2-3 焙烧温度试验数据图 图2-4 焙烧时间试验数据图

Fig.2-3 The study date graph of the roasting temperature Fig.2-4 The study date graph of the roasting time

由图2-3所示，随着焙烧温度的升高，铁精矿中的Fe品位降低，回收率升高。温度太低，焙烧过程中还原的不够充分，因此铁精矿的品位和回收率都不高；温度过高矿会发生过还原，生成铁的富氏体，此时铁精矿的品位和回收率都不会高。当温度为9500C时，铁精矿中铁品位为52.43%，回收率为62.66%。 2.4 焙烧时间试验

试验条件：还原焙烧温度9500C，-1+0.45mm的焦炭用量为8%，；磁选磁场强度H=0.10T，磁选物料细度-0.074mm占100%。试验数据图见图2-4。

图2-4数据可以看出，随着焙烧时间的延长，使更多的矿物参与还原反应，虽然铁品位变化较小，但回收率不断增加，当焙烧时间为25min时，铁精矿中铁的品位为55.45%，回收率为75.23%。

2.5 磁选物料细度试验

试验条件：还原焙烧的温度为950℃,时间25min,还原剂用量8%，粒度-1+0.45mm;弱磁选磁场强度为H=0.10T。磁选物料细度为-0.154mm、-0.074mm、-0.045mm、-0.037mm四个。试验结果如下表2-5

表2-1磁选物料细度试验结果

磨矿细度 —0.154mm占100%

产物 磁性 非磁性 合计 磁性 非磁性 合计 磁性 非磁性 合计 磁性 非磁性 合计

产率（%） 67.73 32.27 100.00 56.62 43.38 100.00 52.23 47.77 100.00 50.14 49.86 100.00