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临江羚羊铁矿石焙烧磁选试验研究

作　者: 张松波
导　师: 印万忠
学　校: 东北大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 分级还原焙烧磁选温度时间磁场强度煤
分类号: TD951
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

我国铁矿资源总基础储量占世界总基础储量3100亿吨的16%,但由于贫矿多,富矿少,铁金属基础储量仅仅150亿吨,只占世界铁金属基础总储量的9%,铁矿石平均品位只有30%,且大多属于难采、难选铁矿,比目前世界铁矿石供应大国平均品位低约25个百分点。目前,我国约2/3的国有铁矿骨干企业已到中晚期,大量矿山因资源枯竭而难以为继,许多矿山企业将陆续关闭。但是,我国尚存大量未被开发利用的复杂铁矿矿山,这些铁矿山的复杂铁矿大多可选性较差。因此,总结好我国复杂铁矿选矿经验,探讨复杂铁矿选矿存在的问题,加快推进铁矿选矿技术的进步,更好地利用资源,具有重大的现实意义和深远的历史意义。临江羚羊铁矿石主要铁矿物为磁铁矿、褐铁矿,另有一定量的黑锰矿、硅酸铁矿物,以及少量的赤铁矿。矿石中含有少量的硫化物,主要为黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿；次生硫化物为斑铜矿、铜蓝。另外,矿石中还含有很少量的钴硫砷铁矿。脉石矿物主要为石英,硅酸铁矿物次之；次要矿物还有磷灰石、独居石、高岭石和金红石等。该矿石铁矿物组成和构造十分复杂,浸染细,而且脉石矿物为极易泥化的绿泥石等,这些因素决定了该矿石用常规选矿方法选别将很困难。本试验是利用分级焙烧磁选和直接焙烧磁选两种方法对矿石进行分选,通过不同的条件实验,确定适宜条件,得到了比较满意的结果。细粒级(-6+0mm)的适宜焙烧温度为600℃-650℃,适宜焙烧时间10min,适宜煤用量15%,最高品位达到55.01%,回收率最高85%以上,尾矿品位最低为12.04%；中粒级(-12+6mm)的适宜焙烧温度为600℃,适宜焙烧时间10min,适宜煤用量10%,最高品位达到51.50%,回收率最高达到93.49%,尾矿品位最低11.62%；粗粒级(-20+12mm)的适宜焙烧温度为800℃,适宜焙烧时间20min,适宜煤用量20%,最高品位为56.32%,回收率最高96%,尾矿品位最低14.64%。在分级焙烧磁选基础上,利用矿样直接焙烧磁选进行分选,得到了焙烧磁选的适宜条件。还原剂煤用量25%,温度800℃,焙烧时间20min,水冷,磨矿浓度70%,磁场强度108kA/m,最终得到精矿产品Fe品位60.83%,Mn品位1.61%,尾矿Fe品位27.60%,Mn品位5.10%,精矿回收率为64.1%。通过对焙烧产品进行X射线衍射分析和SEM分析显示,焙烧产品大部分为Fe304,SiO2,只存在少量的FeSiO3, Fe2O3等,说明还原焙烧磁选工艺是处理临江羚羊铁的有效分选方法。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第1章绪论  11-27
  1.1 中国铁矿资源分布  11-13
  1.2 中国钢铁企业铁矿石供需行情  13-15
  1.3 中国铁矿选矿技术进展  15-21
    1.3.1 选矿工艺进展  15-16
    1.3.2 焙烧磁选技术现状  16-19
    1.3.3 褐铁矿选矿技术进展  19-20
    1.3.4 菱铁矿矿选矿技术进展  20
    1.3.5 我国赤褐铁矿磁化焙烧存在的问题及发展方向  20-21
  1.4 选矿设备技术进展  21-24
    1.4.1 强磁场磁选机  21-22
    1.4.2 磁选柱  22
    1.4.3 CSX型磁场筛选机  22-23
    1.4.4 高频振动细筛  23
    1.4.5 旋流-静态微泡浮选柱  23-24
  1.5 本课题的选题目的、意义和研究内容  24-27
第2章原料性质和试验方法  27-37
  2.1 原料准备及性质  27-29
    2.1.1 矿样来源  27
    2.1.2 分级焙烧矿样制备  27
    2.1.3 直接焙烧矿样制备  27-28
    2.1.4 原矿多元素化学分析  28
    2.1.5 铁在各粒级中的分布  28-29
    2.1.6 还原剂的制备与性质表  29
  2.2 矿石工艺矿物学特性  29-33
    2.2.1 矿物的种类与矿石结构  29-30
    2.2.2 主要铁矿物的赋存状态  30
    2.2.3 脉石矿物的赋存状态  30-33
  2.3 试验方法及步骤  33-37
    2.3.1 试验仪器、设备  33-34
    2.3.2 试验方法  34-37
第3章焙烧磁选试验研究  37-55
  3.1 矿样分级焙烧磁选试验结果分析  37-44
    3.1.1 细粒级(-6+0mm)焙烧结果分析  37-40
    3.1.2 中粒级(-12+6mm)焙烧结果分析  40-42
    3.1.3 粗粒级(-20+12mm)焙烧结果分析  42-44
    3.1.4 矿样分级焙烧磁选试验小结  44
  3.2 矿样直接焙烧磁选试验  44-55
    3.2.1 焙烧磨矿时间与磨矿细度试验  44-45
    3.2.2 焙烧磨矿细度试验  45
    3.2.3 焙烧时间条件试验  45-46
    3.2.4 焙烧还原剂用量条件试验  46-47
    3.2.5 焙烧温度条件试验  47
    3.2.6 磁选管磁场强度条件试验  47-48
    3.2.7 还原剂用量25%条件下焙烧条件试验结果分析  48-51
    3.2.8 矿样直接焙烧扩大试验  51-52
    3.2.9 矿样直接焙烧磁选试验小结  52-55
第4章磁化焙烧物相变化机理探讨  55-73
  4.1 铁氧化物的还原机理  56-58
  4.2 铁矿石还原速度及反应速度  58-60
  4.3 非铁氧化物的还原  60-61
  4.4 煤的燃烧  61-62
  4.5 矿样分级焙烧磁选产品特性研究  62-64
  4.6 矿样直接焙烧磁选产品特性研究  64-73
    4.6.1 精矿扫描电镜分析  64-67
    4.6.2 尾矿1扫描电镜分析  67-70
    4.6.3 尾矿2扫描电镜分析  70-73
第5章结论与建议  73-75
参考文献  75-79
附录  79-85
致谢  85-86
作者攻读硕士期间发表论文和获得奖励  86

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