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云南某难选鲕状赤铁矿磁化焙烧试验研究

作　者: 王成行
导　师: 童雄
学　校: 昆明理工大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 鲕状赤铁矿磁化焙烧工艺矿物学鲕粒嵌布粒度正交试验
分类号: TD951
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

鲕状赤铁矿是自然界分布较广的矿物之一,由紧密胶结在一起的鲕粒组成,鲕粒为多种矿物(有用矿物和脉石矿物)组成的同心环带状构造,且有用矿物嵌布粒度极细,这是造成该类矿石难选的根本原因之一；有害杂质磷的含量较高,通常呈胶磷矿形态存在,因此增加了矿石的选矿难度,对其进行研究具有重要的理论意义和实际价值。对某鲕状赤铁矿进行工艺矿物学的研究表明：鲕粒分布均匀,粒度较细；除局部有铁质细脉外,矿石中各类矿物成分总体分布较均匀,样品间矿物组成和结构构造差异较小；鲕粒的含量为65～80%,以椭圆形为主,部分为圆形或扁长椭圆形；鲕粒直径在Φ=0.3～0.9mm之间,以0.5～0.8mm为主；鲕核多为细小泥粒,部分为粒径在Φ=0.005～0.010mm之间的砂屑颗粒；鲕粒圈层结构发育,由密集纹层铁泥质或硅铁质混合物构成,单层厚一般小于0.005mm,有的鲕圈内含0.005mm以下的浸染状赤铁矿微粒。采用直线测定法对鲕粒进行粒度统计,其中中粒含量在95%以上,属极均匀等粒嵌布。赤铁矿多由小于0.005mm的微粒组成,其中部分为褐铁矿及针铁矿,多与硅泥质混合一体,呈胶粒出现于鲕粒圈层中,部分呈胶结物,充填于鲕粒之间。由此决定了该极细粒、多层鲕状赤铁矿属于难选矿石。有效利用鲕状赤铁矿的途径之一是采用能够改变矿物性质的磁化焙烧技术。试验采用磁化焙烧-弱磁选的原则工艺流程,在电阻炉内对影响磁化焙烧鲕状赤铁矿质量的因素进行了研究。设计了四因素三水平正交试验,以及采用直接分析和方差分析的方法对数据进行分析计算,得到的最佳工艺条件为：鲕状赤铁矿焙烧粒度为0～3mm,还原剂用量为4%,还原剂种类为无烟煤,焙烧温度为850℃,焙烧时间为60min,磨矿细度70%-200目,2.0A激磁电流。在原矿铁品位为43.63%的情况下,用最佳选别工艺,得到产率为65.64%、品位为58.40%、回收率为87.86%的铁精矿,但是,铁精矿中磷的含量(0.71%)并没有明显降低。用稀硫酸浸出除磷试验得到的最终铁精矿产率为63.97%、铁品位和总回收率分别为59.35%和86.65%；精矿中磷的含量为0.18%,磷脱除率达到75.41%。氧势图为碳直接还原氧化铁提供了理论依据。磁化焙烧过程中化学反应分为直接还原、间接还原、碳的气化三个步骤,最终消耗的还原剂为固体碳。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-25
  1.1 铁矿石资源现状  10-12
    1.1.1 铁矿石资源现状  10-11
    1.1.2 难选铁矿资源现状  11-12
  1.2 鲕状赤铁矿资源的分布和形成  12-14
    1.2.1 鲕状赤铁矿资源的分布  12-13
    1.2.2 鲕状赤铁矿资源的形成  13-14
  1.3 鲕状赤铁矿的性质和利用  14-16
    1.3.1 鲕状赤铁矿的性质  14-15
    1.3.2 鲕状赤铁矿的利用  15-16
  1.4 鲕状赤铁矿的国内外选矿研究概况  16-22
    1.4.1 鲕状赤铁矿国外选矿研究  16-17
    1.4.2 鲕状赤铁矿国内选矿研究  17-22
  1.5 磁化焙烧技术现状及趋势  22-25
    1.5.1 磁化焙烧简介  22
    1.5.2 磁化焙烧技术的工业应用  22-23
    1.5.3 闪速磁化焙烧新技术研究  23
    1.5.4 磁化焙烧技术的发展  23-25
第二章论文的提出及研究内容  25-27
  2.1 论文的提出及意义  25-26
  2.2 论文的研究内容  26-27
第三章原矿工艺矿物学研究  27-36
  3.1 原矿物质组成  27-28
    3.1.1 试样的化学成分分析  27
    3.1.2 试样的矿物组成  27
    3.1.3 试样中铁矿物物相分析  27-28
  3.2 工艺矿物学研究  28-34
    3.2.1 鲕状赤铁矿的鲕粒及胶结物特征  28-31
    3.2.2 主要含铁矿物与脉石矿物特征  31-33
    3.2.3 鲕粒粒度嵌布特征  33-34
  3.3 小结  34-36
第四章试验研究方法及仪器设备  36-39
  4.1 试验研究方法  36-38
    4.1.1 试样的采取  36
    4.1.2 试样的制备  36-37
    4.1.3 试验研究方法  37-38
  4.2 试验仪器设备  38-39
第五章鲕状赤铁矿磁化焙烧原理及热力学计算  39-46
  5.1 磁化焙烧原理  39-41
    5.1.1 磁化焙烧化学反应作用机理  39-41
    5.1.2 磁化焙烧转化机理  41
  5.2 磁化焙烧热力学计算  41-46
    5.2.1 不定积分法求△G~θ与T的关系式及二项式  42-44
    5.2.2 氧势图的热力学特征  44-46
第六章鲕状赤铁矿磁化焙烧-弱磁选试验研究  46-66
  6.1 磁化焙烧影响因素的研究  46-47
  6.2 磁化焙烧单一因素影响试验研究  47-52
    6.2.1 焙烧矿石粒度的选择  48-49
    6.2.2 磁化焙烧温度的影响  49
    6.2.3 磁化焙烧时间的影响  49-50
    6.2.4 还原剂用量试验研究  50-51
    6.2.5 还原剂种类试验研究  51-52
    6.2.6 磁化焙烧条件的确定  52
  6.3 磁化焙烧正交试验研究  52-62
    6.3.1 磁化焙烧正交设计  53-54
    6.3.2 磁化焙烧正交表直观分析  54-56
    6.3.4 磁化焙烧正交表方差分析  56-61
    6.3.5 正交试验分析结果验证试验研究  61-62
  6.4 磨矿及弱磁选试验研究  62-64
    6.4.1 焙砂可磨性试验研究  62-63
    6.4.2 磨矿细度与选别指标的关系试验研究  63
    6.4.3 激磁电流试验研究  63-64
    6.4.4 磨矿细度与激磁电流的确定  64
  6.5 磁化焙烧-弱磁选工艺条件的确定  64-65
  6.6 磁选产品酸浸降磷试验研究  65
  6.7 小结  65-66
第七章鲕状赤铁矿磁化焙烧动力学探讨  66-73
  7.1 固-固相反应速率的影响因素  66-68
  7.2 固-固相反应动力学模型  68-71
    7.2.1 面化学反应控制模型  69-70
    7.2.2 扩散控制模型  70-71
  7.3 固-固相磁化焙烧反应过程示意图  71-73
第八章主要结论  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
附录  79

云南某难选鲕状赤铁矿磁化焙烧试验研究

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