某選鐵尾礦焙燒試驗研究

某選鐵尾礦焙燒試驗研究

隨著經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，中國的礦產(chǎn)資源越來越窮，資源回收率幾乎為世界先進水平的20%左右。大量廢棄物沉積在土壤和環(huán)境中。在當(dāng)今資源日益枯竭的形勢下,對尾礦進行有效的開發(fā),是礦產(chǎn)資源綜合利用的重要組成部分,也是有效、充分利用礦產(chǎn)資源的一個重要途徑。大部分選鐵尾礦是以中低品位的赤褐鐵礦等為主,利用傳統(tǒng)的選礦方法很難對其有效分選。經(jīng)過近些年科研工作者在回收利用低品位礦石資源及綜合利用等方面的不斷努力,開發(fā)出磁化焙燒-磁選這種新型選冶結(jié)合工藝。本文對已選別完強磁性礦物的選鐵尾礦進行靜態(tài)焙燒試驗以及回轉(zhuǎn)窯動態(tài)焙燒連續(xù)試驗,探討了采用磁化焙燒-磁選工藝從尾礦中回收鐵的可行性,以期為綜合利用該類尾礦及工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。1礦石成分、成分及礦物成分分析某鐵礦選別完強磁性礦物后所得尾礦的全鐵品位為45.36%。尾礦樣品中需回收的有價礦物主要為褐鐵礦和赤鐵礦;為達到富集鐵礦物的目的,需要選礦排除或降低的脈石組分主要是SiO2,次為Al2O3,二者合計含量為25.28%。樣品的主要元素分析以及鐵物相分析結(jié)果分別見表1和表2。礦石肉眼觀察多顯紅褐色,少數(shù)為灰白色,具結(jié)構(gòu)極為松疏的土狀構(gòu)造。經(jīng)鏡下鑒定、X射線衍射分析和掃描電鏡分析綜合研究表明,礦石中鐵礦物主要是褐鐵礦,次為赤鐵礦和假象赤鐵礦;脈石礦物以石英和高嶺石為主。褐鐵礦多為隱晶質(zhì)~微晶質(zhì),集合體為內(nèi)部顯微孔洞發(fā)育、膠狀構(gòu)造常見的不規(guī)則狀,與脈石混雜交生構(gòu)成較為復(fù)雜的鑲嵌關(guān)系,屬難選鐵礦石。2測試方法2.1u3000還原劑作用褐鐵礦(2Fe2O3·3H2O)加熱到一定溫度后開始脫水,變成赤鐵礦后,與適量的還原劑作用,將弱磁性的赤鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)閺姶判缘拇盆F礦(Fe3O4)。常用還原劑有C、CO和H2等。在控制還原性氣氛、溫度和還原時間的情況下,赤鐵礦(Fe2O3)與還原劑作用的反應(yīng)如下:2.2回轉(zhuǎn)窯動態(tài)焙燒-磁選試驗靜態(tài)焙燒試驗:稱取800g礦樣并配煤6%,混勻后,放入馬弗爐中焙燒至一定時間后取出直接水冷。將焙燒礦磨礦至一定粒度后,進行弱磁選一粗一精試驗?；剞D(zhuǎn)窯動態(tài)連續(xù)試驗:回轉(zhuǎn)窯動態(tài)焙燒-磁選試驗在長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司磁化焙燒實驗室完成,將礦石與6%的煤混勻,定量給入回轉(zhuǎn)窯,通過調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速來控制焙燒時間,焙燒產(chǎn)品入磨機磨礦后,經(jīng)弱磁選一粗一精試驗。試驗原則流程如圖1所示。2.3測試設(shè)備磁化焙燒試驗所用設(shè)備及其規(guī)格見表3。3試驗結(jié)果與討論3.1靜態(tài)燃燒試驗3.1.1焙燒溫度及焙燒時間的確定在配煤量為6%以及焙燒礦磨礦粒度為-0.045mm粒級占78.17%,弱磁選磁場強度為96kA/m的條件下考察焙燒溫度及焙燒時間的影響,試驗結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出,隨著焙燒溫度升高,適宜的焙燒時間跨度縮短。綜合考慮精礦品位和回收率,以及回轉(zhuǎn)窯工業(yè)實施要求,確定最佳焙燒溫度為750℃,焙燒時間為60min。此時對應(yīng)的鐵精礦品位為58.83%,回收率為91.68%。3.1.2還原劑煤用量的確定在焙燒溫度750℃,焙燒時間為60min以及焙燒礦磨礦粒度為-0.045mm粒級占78.17%,弱磁選磁場強度為96kA/m的條件下考察還原劑煤用量的影響,試驗結(jié)果如圖3所示。由圖3結(jié)果可得,隨著還原劑煤用量增加,精礦回收率逐漸上升,當(dāng)煤用量為6%時,上升趨勢不再明顯,綜合考慮成本等因素,適宜的煤用量為6%。3.1.3ka/m條件下不同磨礦粒度弱磁選在焙燒溫度750℃,焙燒時間為60min,還原劑用量為6%,磁選強度為96kA/m條件下,進行不同磨礦粒度弱磁選試驗,試驗結(jié)果見圖4。由圖4結(jié)果可知,隨著磨礦粒度變細,精礦品位逐漸提高,回收率呈下降趨勢,適宜的磨礦粒度為-0.045mm粒級占88.65%,此時的精礦品位為59.48%,回收率為90.70%。3.1.4弱磁選磁場強度試驗在焙燒溫度750℃,焙燒時間為60min,還原劑用量為6%,磨礦粒度為-0.045mm粒級占88.65%的條件下,進行了弱磁選磁場強度試驗,結(jié)果見圖5。由圖5結(jié)果可得,隨著磁場強度增大,精礦品位逐漸降低,回收率逐漸增大。當(dāng)磁場強度為32kA/m時,可獲得品位為62.21%的精礦產(chǎn)品,但回收率僅為26.92%;當(dāng)磁場強度為96kA/m時,可獲得品位為59.00%、回收率為90.74%的精礦產(chǎn)品;磁場強度繼續(xù)增加時,精礦指標(biāo)變化不大。因此,適宜的弱磁選磁場強度為96kA/m。3.2焙燒穩(wěn)定試驗在還原劑用量6%、磨礦粒度為-0.045mm粒級占88.65%、弱磁選磁場強度96kA/m(一粗一精)的條件下,進行了回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度和焙燒時間條件試驗,結(jié)果見表4。從試驗現(xiàn)象和試驗結(jié)果可知:①在650、700、750℃條件下,在適宜的焙燒時間下都可以獲得較好的焙燒效果,精礦回收率都可達到92%以上。②隨著焙燒溫度升高,所需要的焙燒時間將縮短。綜上所述,焙燒溫度750℃、回轉(zhuǎn)窯焙燒時間55min所獲得的精礦指標(biāo)較好,在此條件基礎(chǔ)上進行了回轉(zhuǎn)窯連續(xù)穩(wěn)定試驗。在焙燒溫度750℃、焙燒時間60min、磨礦粒度為-0.045mm粒級占88.65%,弱磁選磁場強度96kA/m(一粗一精)的條件下,進行12h的回轉(zhuǎn)窯焙燒穩(wěn)定試驗。試驗過程中每2h取樣分析,結(jié)果見表5。表5結(jié)果表明,12h連續(xù)試驗結(jié)果良好且穩(wěn)定,可以獲得平均鐵品位59.42%、回收率93.85%的鐵精礦產(chǎn)品。4回轉(zhuǎn)窯動態(tài)試驗試驗結(jié)果1)樣品為選別完強磁性礦物后的尾礦,尾礦全鐵品位為45.36%。樣品中可回收的有價礦物主要為褐鐵礦和少數(shù)赤鐵礦,SiO2和Al2O3含量為16.74%和8.54%,褐鐵礦含量達91%,但嵌布粒度細,且與脈石嵌布關(guān)系復(fù)雜,為難選鐵礦石。2)通過靜態(tài)焙燒及磁選條件試驗確定了適宜的試驗條件,在焙燒溫度750℃,焙燒時間為60min,磨礦粒度為-0.045mm粒級占88.65%,弱磁選一粗一精(96kA/m),獲得鐵精礦產(chǎn)率73.87%、品位59.00%、回收率90.74%。3)在靜態(tài)試驗的基礎(chǔ)上進行了回轉(zhuǎn)窯動態(tài)試驗。試驗結(jié)果表明;焙燒溫度750℃、焙燒時間55min、還原劑煤用量6%,磨礦粒度為-0.045mm粒級占88.65%,弱磁選一粗一精(96kA/m),獲得產(chǎn)率為75.65%、品位59.52%、回收率94