段風(fēng)梅 郭小飛

(遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院)

印尼某紅土風(fēng)化殼的可選性試驗(yàn)

段風(fēng)梅 郭小飛

(遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院)

為開發(fā)利用印尼某鐵品位為49.42%、含鎳0.44%的紅土鎳礦體頂部覆蓋的風(fēng)化殼，對(duì)其進(jìn)行了還原焙燒—磁選工藝試驗(yàn)。結(jié)果表明：在還原劑用量為5%、焙燒溫度為800 ℃、焙燒時(shí)間為15 min、焙燒礦水萃冷卻后磨細(xì)至-0.074 mm占85%、磁場(chǎng)強(qiáng)度為96 kA/m條件下磁選，可獲得鐵品位為60.60%、回收率為91.60%的鐵精礦，為該類型礦石的開發(fā)利用提供了依據(jù)。

紅土風(fēng)化殼 赤褐鐵礦 還原焙燒 磁選

印尼某紅土鎳礦屬基性-超基性巖，礦體的上部覆蓋層為紅土風(fēng)化殼，該風(fēng)化殼中的鐵礦物發(fā)育較為深厚，約2～10 m，含鎳<0.5%，含鐵50%左右，且儲(chǔ)量大，礦床開采利用條件簡單，為了充分利用該鐵礦礦產(chǎn)資源，對(duì)其進(jìn)行了磁化焙燒—弱磁選條件試驗(yàn)，取得了精礦鐵品位62.16%、回收率80.29%的技術(shù)指標(biāo)，以期對(duì)性質(zhì)相似礦石的選別工藝確定提供借鑒。

1 試驗(yàn)原料及試驗(yàn)方法

1.1 原礦性質(zhì)

試驗(yàn)礦石取自印尼某大型紅土鎳礦的風(fēng)化殼帶，主要有用礦物為赤褐鐵礦，少量次生石英和高嶺土，含雜質(zhì)較少，屬典型腐巖，具有膠狀構(gòu)造。尾礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

組分TFeAl2O3Cr2O3SiO2NiSMnTiO2Mg含量49.428.763.551.770.440.0830.350.150.19組分PVCaCoZnCuKFeO燒失含量0.0300.0280.050.0330.0120.0050.0050.0514.27

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵品位分布率赤褐鐵礦48.9898.89菱鐵礦0.360.73黃鐵礦0.0170.04硅酸鐵0.170.34總鐵49.53100.00

由表1可知：礦石中有價(jià)元素主要為鐵，其含量為49.42%，氧化亞鐵(FeO)僅為0.05%，屬典型的氧化礦類型，堿性系數(shù)w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.024 6，為典型的酸性礦石。鎳含量為0.44%，品位較低；有害元素硫、磷含量較低。

由表2可知：礦石中鐵主要以赤褐鐵礦的形式存在，分布率達(dá)98.89%，此外還含有少量的菱鐵礦、黃鐵礦及硅酸鐵。

對(duì)原礦進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見表3。

表3 原礦粒度篩析結(jié)果

表3表明：各粒級(jí)鐵品位相近，鐵元素在各粒級(jí)均勻分布。

1.2 還原劑

還原劑采用河北某品質(zhì)較好的普通塊煤，碳含量72.46%，灰分23.55%，含水量為2.39%，破碎至-2 mm備用。

1.3 試驗(yàn)方法

將一定質(zhì)量原礦與還原劑混勻后放置于SXZ系列新式電阻爐中，調(diào)節(jié)焙燒溫度，焙燒一定時(shí)間后，水萃冷卻至室溫，磨細(xì)至-0.074 mm占85%，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為96 kA/m條件下采用XCGS-φ50型磁選管磁選。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 直接焙燒試驗(yàn)

該礦石的燒失高達(dá)14.27%，如果全部燒掉結(jié)晶水，理論計(jì)算鐵品位應(yīng)該為57.64%。在不同溫度下，對(duì)原礦直接焙燒1 h后，測(cè)定其鐵品位，結(jié)果如表4所示。

表4 不同焙燒溫度對(duì)礦石直接焙燒后鐵品位的影響

表4表明：在650 ℃時(shí)，吸附水和結(jié)晶水已經(jīng)基本揮發(fā)，在焙燒溫度為850 ℃時(shí)，焙燒礦鐵品位已經(jīng)到了57.17%?？紤]到成本和效率的原因，如果進(jìn)行磁化焙燒能進(jìn)一步提高鐵品位，經(jīng)濟(jì)效益將相對(duì)更加明顯。

2.2 焙燒—磁選試驗(yàn)

2.2.1 焙燒溫度試驗(yàn)

焙燒溫度試驗(yàn)在還原劑用量為5%(以還原劑占原礦質(zhì)量百分比表示)、焙燒時(shí)間為30 min條件下進(jìn)行，結(jié)果如表5所示。

表5 焙燒溫度試驗(yàn)結(jié)果

表5表明：當(dāng)焙燒溫度為650 ℃時(shí)，精礦鐵回收率最高為97.06%，此時(shí)鐵品位為59.14%；焙燒溫度為800 ℃時(shí)，精礦鐵品位最高為61.31%，此時(shí)鐵回收率為93.86%?？紤]到升高溫度會(huì)增加能耗，成本增加，確定焙燒溫度為650 ℃。

2.2.2 還原劑用量試驗(yàn)

還原劑用量試驗(yàn)在焙燒溫度為650 ℃、焙燒時(shí)間為30 min條件下進(jìn)行，結(jié)果如表6所示。

表6表明：還原劑用量變化對(duì)精礦品位影響不大；通過改變還原劑用量達(dá)不到精礦鐵品位60%以上的目標(biāo)。而焙燒溫度試驗(yàn)結(jié)果表明：在焙燒溫度為800 ℃時(shí)，可以獲得鐵品位61.31%的鐵精礦。因此，考慮提高焙燒溫度至800 ℃，通過縮短焙燒時(shí)間獲得合格產(chǎn)品，為此在焙燒溫度為800 ℃、還原劑用量為5%條件下，進(jìn)行了焙燒時(shí)間試驗(yàn)。

2.2.3 焙燒時(shí)間試驗(yàn)

焙燒時(shí)間試驗(yàn)在還原劑用量為5%、焙燒溫度為800 ℃條件下進(jìn)行，結(jié)果如表7所示。

表6 還原劑用量試驗(yàn)結(jié)果 %

還原劑用量產(chǎn)品產(chǎn)率鐵品位鐵回收率3精礦93.2757.7294.33尾礦6.7348.085.67給礦100.0057.07100.005精礦95.2759.1497.06尾礦4.7336.082.94給礦100.0058.05100.008精礦91.2858.4493.47尾礦8.7242.736.53給礦100.0057.07100.00

表7 焙燒時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

由表7可以看出：當(dāng)焙燒時(shí)間為15min時(shí)，精礦鐵品位即可達(dá)60.60%，基本滿足鐵精礦質(zhì)量要求，繼續(xù)延長焙燒時(shí)間后精礦鐵品位緩慢上升，但是精礦鐵回收率的上升幅度變慢。為了盡可能地降低生產(chǎn)成本，確定焙燒時(shí)間為15min。

3 結(jié) 論

(1)印尼某紅土風(fēng)化殼鐵品位為49.42%，鐵主要以赤褐鐵礦形式存在，脈石礦物主要為石英和高嶺土，屬典型腐巖，礦物嵌布粒度微細(xì)。

(2)在還原劑用量為5%、焙燒溫度為800 ℃、焙燒時(shí)間為15min、焙燒礦水萃冷卻后磨細(xì)至 -0.074mm占85%、磁場(chǎng)強(qiáng)度為96kA/m條件下磁選，可獲得鐵品位為60.60%、回收率為91.60%的鐵精礦。

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2015-05-18)

段風(fēng)梅(1965—)，女，高級(jí)工程師，114051 遼寧省鞍山市千山中路185號(hào)。