袁 帥 韓躍新 李艷軍 劉 杰

（東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110819）

大量的研究表明，常規(guī)選礦技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)弱磁性、微細(xì)粒嵌布的赤鐵礦物的有效回收［1］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多研究單位圍繞微細(xì)粒嵌布的菱鐵礦、褐鐵礦、鮞狀赤鐵礦等復(fù)雜難選鐵礦資源的高效開(kāi)發(fā)利用，開(kāi)展了大量的研究工作，選冶聯(lián)合工藝成為業(yè)界的共識(shí)［2-5］。東北大學(xué)提出的懸浮磁化焙燒—弱磁選技術(shù)可實(shí)現(xiàn)弱磁性難選鐵礦石的高效開(kāi)發(fā)利用［6-9］。

對(duì)國(guó)外某微細(xì)粒嵌布的赤鐵礦石，試驗(yàn)采用懸浮磁化焙燒—弱磁選技術(shù)，研究了懸浮焙燒給礦粒度、焙燒溫度、焙燒時(shí)間、CO濃度、焙燒產(chǎn)品磨礦細(xì)度等關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的影響。

1 礦石

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，鐵化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表2，XRD圖譜結(jié)果見(jiàn)圖1。

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從表1可以看出，礦石中有回收價(jià)值的元素是鐵，含量為44.08%，其中FeO含量非常低，僅為0.14%，可推測(cè)主要鐵礦物為赤鐵礦，SiO2和Al2O3的含量分別為13.44%和5.80%。

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從圖1可知，礦石中的主要鐵礦物為赤鐵礦，脈石礦物主要為石英，綠泥石少量。

從表2可知，礦石中的鐵絕大部分為赤（褐）鐵，含量為45.04%，占總鐵的99.10%，其他鐵占比不到1%。

2 試驗(yàn)方法

在高溫氣氛管式焙燒爐中進(jìn)行流態(tài)化還原焙燒試驗(yàn)。將碎磨至一定粒度的礦石給入爐內(nèi)，待焙燒爐內(nèi)升至一定溫度后通入N2，排凈爐內(nèi)空氣，再通入一定CO濃度（CO占N2+CO的體積分?jǐn)?shù)）的N2與CO的混合氣體，還原焙燒一定時(shí)間后關(guān)閉加熱系統(tǒng)，同時(shí)通入N2使焙燒熟料冷卻至室溫，將焙燒產(chǎn)品磨至一定細(xì)度后用磁選管（磁場(chǎng)強(qiáng)度為85 kA/m）進(jìn)行弱磁選，分析精、尾礦的質(zhì)量和品位。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 給礦粒度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

為考察焙燒給料粒度對(duì)懸浮焙燒效果的影響，試驗(yàn)固定焙燒溫度為560℃，CO濃度為30%，還原時(shí)間為15 min，焙燒產(chǎn)品磨至-0.074mm占85%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著焙燒給礦粒度變細(xì)，精礦鐵品位先上升后趨于穩(wěn)定，主要因?yàn)榱６茸兗?xì)，氣固接觸面積大，更易被磁化還原，同時(shí)，粒度過(guò)細(xì)會(huì)導(dǎo)致過(guò)還原，粘連石英等脈石，從而使回收率在給礦粒度-0.074 mm后明顯下降。綜合考慮，確定焙燒給礦粒度為-0.074 mm占55%。

3.2 焙燒溫度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響

為了考察還原溫度對(duì)焙燒效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，CO濃度為30%，還原時(shí)間為15 min，焙燒產(chǎn)品磨至-0.074 mm占85%條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，隨著焙燒溫度的升高，精礦鐵品位先上升后下降，鐵回收率緩慢下降，560℃后下降明顯。綜合考慮，確定焙燒溫度為560℃。

3.3 CO濃度對(duì)分選指標(biāo)的影響

為了考察CO濃度對(duì)焙燒效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，還原時(shí)間為15 min，焙燒產(chǎn)品磨至-0.074 mm占85%條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著CO濃度的增加，精礦鐵品位先升后降，鐵回收率顯著上升后小幅下降。綜合考慮，確定CO的濃度為30%。

3.4 還原時(shí)間對(duì)分選指標(biāo)的影響

為了考察CO濃度對(duì)焙燒效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，CO的濃度為30%，焙燒產(chǎn)品磨至-0.074 mm占85%條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可知，隨著還原時(shí)間的延長(zhǎng)，還原效果變得充分，精礦鐵品位上升，鐵回收率略有下降。綜合考慮，確定還原時(shí)間為20 min。

3.5 焙燒產(chǎn)品磨礦細(xì)度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響

為了考察焙燒產(chǎn)品磨礦細(xì)度對(duì)分選效果的影響，在焙燒給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，CO的濃度為30%，還原時(shí)間為20 min條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可知，隨著焙燒產(chǎn)品磨礦細(xì)度的提高，精礦鐵品位上升，鐵回收率先小幅上升后有所下降。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-0.038 mm占95%，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位為58.29%、鐵回收率為91.45%。

4 結(jié)論

（1）國(guó)外某微細(xì)粒嵌布的赤鐵礦石中有回收價(jià)值的元素是鐵，含量為44.08%，F(xiàn)eO含量?jī)H為0.14%，主要脈石礦物成分SiO2和Al2O3含量分別為13.44%和5.80%；主要鐵礦物為赤鐵礦，主要脈石礦物為石英，綠泥石少量；礦石中99.10%的鐵為赤（褐）鐵。

（2）礦石適宜的焙燒工藝條件為：給料粒度為-0.074 mm占55%，焙燒溫度為560℃，CO的濃度為30%，還原時(shí)間為20 min；弱磁選適宜的給礦粒度為-0.038 mm占95%，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位為58.29%、鐵回收率為91.45%。