10 大西沟菱铁矿闪速磁化焙烧——磁选探索试验 刘小银 余永富

2023年12月7日发(作者：不屑一顾是什么意思)

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Ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｏ．４Ｏ０　０ｃｔｏｂｅｒ　２ｏｏ９　金　毯　矽　ＭＥＴＡＬ　ＭＩＮＥ　总第４００期　２００９年第１０期　大西沟菱铁矿闪速磁化焙烧一磁选探索试验木　刘小银余永富　陈　雯　（长沙矿　台研究院）　摘要采用自主研发的闪速磁化焙烧中试装置，对铁品位为２１．２１％的大西沟铁矿菱铁矿一１　ｍｍ粉矿进行　闪速磁化焙烧一弱磁选探索性试验，获得了铁精矿产率为３８％～４０％，铁品位＞５６％，金属回收率＞８０％的良好试　验指标，为难选弱磁性铁矿石的高效利用开辟了新的工艺路线。　关键词　菱铁矿粉矿　闪速炉磁化焙烧弱磁选　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｆｌａｓｈ　Ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　Ｒｏａｓｔｉｎｇ－Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｄａｘｉｇｏｕ　Ｓｉｄｅｒｉｔｅ　ＬｉＵ　Ｘｉａｏｙｉｎ　Ｙｕ　Ｙｏｎｇｆｕ　Ｃｈｅｎ　Ｗｅｌｌ　（Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｌａｓｈ　ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　ｒｏａｓｔｉｎｇ—ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｄａｘｉｇｏｕ——１　ｍｍ　ｓｉｄｅｒｉｔｅ　ｐｏｗｄｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｆｅ　ｇｒａｄｅ　ｏｆ　２１．２１％ｗａｓ　ｍａｄｅ　ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｌａｓｈ　ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　ｒｏａｓｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｍｓｅｌｖｅｓ．Ｇｏｏｄ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｔｈ　Ｆｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　３８％～４０％，Ｆｅ　ｇｒａｄｅ　ｏｆ　ｏｖｅｒ　５６％，ｍｅｔａｌ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｏｆ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　８０％ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｆｌｏｗ—ｓｈｅｅｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ—ｅｆｉｃｉｅｎｔｆ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　ｌｏｗ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｉｒｏｎ　ｏｒｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｓｉｄｅｒｉｔｅ　ｐｏｗｄｅｒ，Ｆｌａｓｈ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ　ｒｏａｓｔｉｎｇ，Ｌｏｗ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　我国菱铁矿资源较为丰富，储量居世界前列。　菱铁矿（ＦｅＣＯ　）铁品位较低，理论铁品位也只有　和焙烧矿质量，导致铁精矿生产成本大增，同时也造　成焙烧系统的工作环境十分恶劣。大西沟铁矿正在　４８．２０％，有些还含有镁、锰，形成镁（锰）菱铁矿　（（Ｍｇ，Ｍｎ）ＦｅＣＯ　），资源的采、选、冶均比较困难，采　用物理选矿方法铁精矿品位很难达到４５％以上。　进行８００万ｔ／ａ菱铁矿焙烧一磁选生产线的前期工　作，为解决现有生产过程中频繁出现的结圈问题，将　粉矿从破碎矿中筛分出来另行处理是十分必要的。　为此，本研究采用新研发的闪速磁化焙烧一磁选工　目前钢铁行业已利用的菱铁矿是部分富矿和部分与　磁铁矿、赤铁矿共生的混合矿，其用量不足菱铁矿总　储量的１０％，在其它方面的应用也基本是空白。　陕西大西沟铁矿是迄今为止我国已探明的储量　最大的菱铁矿矿床，储量约３亿ｔ。从２０世纪７０年　艺对大西沟菱铁矿粉矿进行了探索试验，　ｌ　闪速磁化焙烧技术简介　菱铁矿、褐铁矿磁性弱且理论品位低，破磨后无　论是采用强磁选工艺还是采用强磁选一反浮选工艺　直接进行选别，综合精矿品位都难以达到较高的水　代起，长沙矿冶研究院等科研单位就开始对该矿矿　石进行选矿试验研究，大量的试验结果表明，焙烧一　磁选是大西沟菱铁矿唯一可行的选矿工艺。２００４　平。因此，先将菱铁矿、褐铁矿转化为理论品位高的　强磁性矿物，然后采用弱磁选方法提高综合精矿品　位是近期菱铁矿、褐铁矿选矿的发展趋势。　菱铁矿、褐铁矿可在５６０～８００℃温度下发生以　下化学反应：　年进行的回转窑焙烧磁选中间试验取得重大进展，　２００６年陕西大西沟矿业有限公司采用回转窑焙　烧一磁选一反浮选工艺，建成了２条菱铁矿焙烧生　产线，其主要设备为　４　ｍＳ０　ｍ回转窑，燃料为煤，　３ＦｅＣＯ３　Ｆｅ３０４＋２ｃ０２＋ＣＯ，　菱铁矿人炉粒度要求小于２０　ＩＴＩＢ。　在实际生产过程中，由于菱铁矿开采和破碎时　产生的一１　ｍｉｌｌ的粉矿量平均在１０％以上，高时甚　至可达３０％以上，因而容易引起回转窑结圈、除尘　系统堵塞等问题，严重影响了回转窑的产能、作业率　国家９７３计划项目（编号：２００７ＣＢ６１３５０２）。　刘小银（１９６４一），男，长沙矿冶研究院矿产资源开发技术研究所，教　授级高级工程师，４１００１２湖南省长沙市麓山南路９６６号。　８４．　刘小银等：大西沟菱铁矿闪速磁化焙烧一磁选探索试验　２００９年第１０期　３Ｆｅ２Ｏ３＋ｃｏ坚２Ｆｅ３Ｏ４＋ＣＯ２弱磁性的ＦｅＣＯ　或Ｆｅ　Ｏ　转变为强磁性的Ｆｅ　Ｏ　后，可通过弱磁选高效、低成本地与脉石矿物分离。　理论分析表明，当细粒铁矿物呈悬浮状态时，可　在以秒计的极短时问内被加热到５６０　ｏｃ以上的温　度，使上述磁化反应得以快速进行。利用这一原理，　长沙矿冶研究院经过长期研究，开发出新型多级悬　浮预热器和闪速反应炉等装置，形成了闪速磁化焙　烧技术。采用该技术处理细粒矿石时加热、反应速　度快，可在数秒或十数秒的时问内完成弱磁性铁矿　物的磁化焙烧反应，是处理１　ｆｉｌｍ以下粉矿的理想　工艺，为菱铁矿、褐铁矿等难选弱磁性铁矿石的开发　利用提供了一条新途径。该技术已形成具有我国自　主知识产权的专利。　如图１所示，闪速磁化焙烧系统由反应炉、预热　器、收料器、热风炉、风机、除尘器和控制系统等组　成　图１闪速磁化焙烧系统　气体流向：一一同体流向；　①一温度测点；①一压力　；①一　禽量测点；ｏ　（：（）浓度测点　由热风炉产生的高温烟气与焙烧系统的部分尾　气混合形成的热风自下而上通过反应炉、收料器和　预热器；经计量后的粉状原料由焙烧系统顶部进入　系统，并在预热器中预热后进入反应炉，在反应炉内　快速完成磁化焙烧反应转化为磁铁矿；完成反应的　粉矿（即焙烧矿）与系统废气一起流出反应炉，进人　收料器，在收料器内实现气固分离；焙烧矿经冷却后　被收集、造浆，然后用矿浆泵输送至选别系统；收料　器流出的尾气进入预热器与原矿进行热交换，原矿　被预热，尾气被冷却；冷却后的尾气一部分经回风机　与热风炉热风汇合，一部分经除尘后达标排放。　由于磁化焙烧要求在中性或弱还原性气氛及　７５０～１　０５０　ｏｃ的温度下进行，而尾气的温度为１５０　３５０　ｏＣ且不含０，，因此，进入反应炉的热风由２种　气体混合而成，这样有利于反应炉温度和气氛的调　节，同时也可降低工艺能耗。　系统中设置了多个温度、压力和气氛检测点，以　方便对系统的运行情况进行监控。　２闪速磁化焙烧一磁选试验　为探索采用闪速磁化焙烧一磁选工艺处理大西　沟铁矿一１　ｍｍ粉矿的可行性，长沙矿冶研究院利用　自行开发的规模为６００　ｋｇ／ｈ的闪速磁化焙烧中试　装置，对该粉矿进行了２批试验。试验矿样的ＴＦｅ　Ｉ＿　品位为２１．２１％，ＦｅＯ含量为１２．７９％，粒度分布如　表１所示。　表１试样粒度组成　按表２所列焙烧条件对一１　ｍｍ粉矿进行闪速　磁化焙烧；将获得的焙烧矿磨至一０．０７４　ｍｍ占　９２．５％的细度后，在１１９．４３　ｋＡ／ｍ磁场强度下用　５０　ｍｍ磁选管进行弱磁选，弱磁选试验结果如表　３所示。　表２闪速磁化焙烧试验条件　反应炉　预热器　试验编号进气量进气ＣＯ温度进口压出口压出口温　／（ｒｌｌ　／ｈ）含量／％　／℃　力／Ｐａ　力／Ｐａ　度／℃　表３结果表明，大西沟铁矿一１　ｍｍ菱铁矿粉矿　经闪速磁化焙烧后进行弱磁选，可以获得产率为　３８％～４０％，铁精矿品位＞５６％，金属回收率＞８０％　的铁精矿，试验指标良好。　（下转第８９页）　余新阳等：铝土矿反浮选新型捕收剂ＱＡＳ２２４的应用研究　２００９年第１０期　ｎａｒｙ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｓａｌｔｓ　ｏｎ　ｌｆｏｔａｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ　ｍｉｎｅｒ￣　丙二胺浮选铝硅酸盐类矿物的机理［Ｊ］．中国有色金属学　ａｌｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎ０ｌ。ｇｙ，２００７，　报，２００１，１１（４）：６９３－６９６．　１４（４）：５００－５０３．　［１１］　ＣＡＯ　Ｘｕｅ—ｆｅｎｇ，ＨＵ　Ｙｕｅ－ｈｕａ，ＸＵ　Ｊｉｎｇ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ－／－ａｌｋｏｘｙ—ｐｒｏ－　［６］　ＣＨＥＮ　Ｘｉａｎｇ—ｑｉｎｇ，ＨＵ　Ｙｕｅ—ｈｕａ，ＷＡＮＧ　Ｙｕ—ｈｕａ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｐｙｌａｍｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｌｆｏｔａｔｉｏｎ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉａｓｐｏｒｅ　ａｎｄ　ｋａｏｌｉｎｉｔｅ　ｂｙ　ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ　ａｍｍｏ－　［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，１　１　ｎｉｕｍ　ｓａｌｔ　ＤＴＡＬ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔ　Ｓｏｅ　Ｃｈｉｎａ，２００４，１４　（３）：２８０－２８６．　（３）：６０９－６１２．　１２］　赵世民，王淀佐，胡岳华，等．甲萘胺浮选铝硅酸盐矿研究　［７］　ＺＨＡＯ　Ｓｈｉ－ｍｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｄｉａｎ—ＺＵＯ，ＨＵ　Ｙｕｅ　ｈｕａ，ｅｔ　ａ１．Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　［Ｊ］．非金属矿，２００３，２６（５）：３４—３５．　ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｅａｔｅｓ　ｕｓｉｎｇ　Ｎ－（２－ａｍｉｎｏｅｔｈｙ１）一１一ｎａｐｈｔｈａｋｎｅａｃｅｔａｍｉｄｅ　［１３］　Ｌｕ　Ｙｉ—ｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏ—ｆａｎ，ＦＥＮＧ　ｅｉ—ｍｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ　Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｃｏｌ—　［Ｊ］．Ｍｉｎｅｒａｌｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，１６：１０３１—１０３３．　ｌｅｃｔｏｒ　ＲＬ　ｆｏｒ　ｌｆｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂａｕｘｉｔｅｆ　Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉ．　［８］　ＺＨＡＯ　Ｓｈｉ－ｒａｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｄｉａｎ　ＺＵＯ，ＨＩ５　Ｙｕｅ．ｈｕａ，ｅｔ　ａｌ　Ｔｈｅ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，９（１）：２１＿２４．　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　Ｎ－（３一ａｍｉｎｏｐｒｎｐｙ１）一ｄｏｄｅｅａｎａｍｉｄｅ　ｏｎ　ｔｈｒｅｅ　ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌ—　［１４］　余新阳，钟宏，刘广义．阳离子反浮选脱硅捕收剂研究现状　ｉｃａｔｅｓ［Ｊ］．Ｍｉｎｅｒａｌｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，１６：１３９１－１３９５．　［Ｊ］．轻金属，２００８（６）：６—１Ｏ．　［９］ＨＵ　Ｙｕｅ—ｈｕａ，ＣＡＯ　Ｘｕｅ—ｆｅｎｇ，ＬＩ　Ｈａｉ—ｐｕ，ｅｔ　ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｎ—ｄｅ．　［１５］　ＬＩＵ　Ｇｕａｎｇ—ｙｉ，ＺＨＯＮＧ　Ｈｏｎｇ，ＨＵ　Ｙｕｅ—ｈｕａ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｃａｔ—　ｃｙｌ一１，３一ｄｉａｍｉｎ。ｐｒ０ｐａｎｅｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｉｏｎｉｃ　ｐｏｌｙａｅｒｙｌａｍｉｄｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉａｓｐｏｒｉｃ　ｂａｕｘｉｔｅ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｍｉｎｅｒａｌｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ，　ｌ　Ｊ］．Ｍｉｎｅｒａｌｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，２０：１１９１－１１９９．　２００３，１３（２）：４１７－４２０．　（收稿日期２００９－０８－０５）　［１Ｏ］　曹学锋，胡岳华，蒋玉仁，等．新型捕收剂Ｎ一十二烷基一ｌ，３　（上接第８５页）　受热均匀，磁化过程极快；焙烧矿质量好而均匀，不　表３焙烧矿弱磁选试验结果　％　存在过烧或欠烧的缺陷，其选别性能优于回转窑和　竖炉焙烧矿。　（３）闪速磁化焙烧过程允许较宽的温度、气氛、　固气比范围，操作方便；焙烧系统自动化程度高，运　行稳定；燃烧和磁化反应分别在独立的区域中进行，　避免了回转窑焙烧过程中因燃料燃烧区域局部温度　过高而引起的结圈问题，可有效提高焙烧设备的作　业率。　（４）探索试验证明了闪速磁化焙烧～磁选新工　艺完全能满足大西沟铁矿处理菱铁矿粉矿的要求，　该工艺为菱铁矿等弱磁性铁矿石的高效利用开辟了　新途径。　参考文献　罗良飞，陈雯，等．大西沟菱铁矿煤基回转窑磁化焙烧半工　业试验［Ｊ］．矿冶工程，２００６（４）：７１－７３．　３结论　２］　张汉泉，余永富，陈雯．大冶铁矿强磁选精矿磁化焙烧热力　学研究［Ｊ］．钢铁，２００７（４）：８－１１　（１）在反应炉进气ＣＯ含量为２％～３％，反应　［３］　余永富．我国铁矿资源有效利用及选矿发展的方向［Ｊ］．金属　炉温度为９００～９６０　的条件下，对大西沟铁矿铁品　矿山，２００１（２）：９－ｌ】．　位为２１．２１％的一１］ｑｑｌＴｌ菱铁矿粉矿进行闪速磁化　［４］　余永富，张汉泉．我国钢铁发展对铁矿石选矿科技发展的影响　焙烧后，将焙烧矿磨至一０．０７４　ｍｍ占９２．５％的细　［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００７（１）：１－７．　度，在磁场强度为１１９．４３　ｋＡ／ｍ的磁选管中进行弱　［５］　王秋林，余永富，陈雯．低品位菱铁矿回转窑焙烧的正交试　磁选，可以获得铁精矿产率为３８％～４０％，铁品位　验研究［Ｊ］．矿冶工程，２００１（２）：９－１１．　［６］　罗立群．菱铁矿的选矿开发研究与发展前景［Ｊ］．金属矿山，　＞５６％，金属回收率＞８０％的良好选别指标。　２００６（１）：６８－７２．　（２）闪速磁化焙烧技术采用细粒物料入炉焙　［７］　郭慕孙．流态化手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００７　烧，物料比表面积大，在气流中悬浮分散，每个颗粒　（收稿日期２００９－０８—１０）　８９·　

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