闪速磁化焙烧机理与应用研究

难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法在矿产资源日益枯竭的今天，高效、环保的选矿技术显得尤为重要。

难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法是一种新型的选矿技术，它能够提高铁矿石的利用率，降低资源浪费。

本文将详细介绍这一选矿方法。

一、难选氧化铁矿石的特点难选氧化铁矿石是指含铁量较低、铁矿物与脉石矿物嵌布关系复杂、用传统物理选矿方法难以有效分离的一类铁矿石。

这类矿石在我国储量较大，但由于选矿难度高，导致其开发利用程度较低。

二、旋流悬浮闪速磁化焙烧技术旋流悬浮闪速磁化焙烧技术是一种在高温条件下，利用矿石中的氧化铁矿物在磁场作用下迅速磁化，从而实现铁矿物与脉石矿物分离的方法。

该技术具有以下优点：1.高效：焙烧速度快，矿石在短时间内完成磁化，提高了选矿效率。

2.节能：旋流悬浮闪速磁化焙烧设备结构紧凑，热能利用效率高，降低了能源消耗。

3.环保：焙烧过程中产生的尾气可以通过净化处理，减少对环境的污染。

4.适用范围广：该技术不仅适用于难选氧化铁矿石，还可以应用于其他金属矿物的选矿。

三、磁选方法磁选是利用磁铁矿石的磁性差异，通过磁场作用实现矿物分离的一种方法。

在旋流悬浮闪速磁化焙烧后，矿石中的铁矿物已具有良好的磁性，可以通过磁选方法进行有效分离。

磁选方法主要包括：1.干式磁选：适用于磁性较强的矿石，通过干式磁选机进行分离。

2.湿式磁选：适用于磁性较弱的矿石，通过湿式磁选机进行分离。

四、应用实例某难选氧化铁矿石选矿厂采用旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法，取得了良好的选矿效果。

经过磁化焙烧，矿石中的铁矿物与脉石矿物实现了有效分离，铁精矿品位提高，选矿回收率也得到了显著提高。

五、总结难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法是一种高效、环保的选矿技术，为我国难选氧化铁矿石的开发利用提供了新途径。

难选氧化铁矿石的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：氧化铁矿石是一种重要的矿石资源，在工业生产中有着广泛的应用。

然而，氧化铁矿石的磁性较弱，存在着难以选择性的难题。

为了克服这一困难，研究者们提出了一种新颖的旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法，在氧化铁矿石的提纯过程中取得了良好的效果。

在传统的氧化铁矿石提纯方法中，常常需要通过矿石浮选、磨矿、浮选等步骤，造成矿石的磁性增强和分离。

然而，由于氧化铁矿石的磁性较弱，在这些步骤中往往难以实现有效的分选。

因此，研究者们提出了一种新的方法，即旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法。

旋流悬浮是一种利用液固两相之间的速度差异来实现颗粒分离的技术。

通过旋流悬浮，可以有效地将氧化铁矿石中的磁性颗粒与非磁性颗粒分离开来。

在这一步骤中，可以通过控制流速和悬浮物质量浓度等条件来实现高效的磁性颗粒的分离。

在闪速磁化焙烧过程中，氧化铁矿石中的磁性颗粒经过高温处理后，磁性得到显著提升。

通过闪速磁化焙烧，可以进一步增强氧化铁矿石中的磁性，使得磁性颗粒更加容易被磁选器吸附。

最后，在磁选过程中，可以通过磁选器将提纯后的氧化铁矿石中的磁性颗粒进一步分离。

在这一步骤中，磁选器的强磁场可以有效地吸引磁性颗粒，从而实现氧化铁矿石的提纯。

通过这种旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法，氧化铁矿石的提纯效率得到了显著提高。

研究者们在实际的生产实践中，通过对氧化铁矿石的试验，验证了这种方法的可行性和有效性。

通过这种方法，可以快速、高效地提纯氧化铁矿石，使其得到更广泛的应用。

总的来说，旋流悬浮闪速磁化焙烧—磁选方法为氧化铁矿石的提纯带来了新的思路和方法。

通过这种方法，可以有效地克服氧化铁矿石磁性弱、难以分选的问题，提高矿石的利用率和经济效益。

这种方法的提出和应用，必将为氧化铁矿石的生产和利用带来新的发展机遇。

第二篇示例：随着矿石资源的日益枯竭，开采难度增加，矿石品位逐渐下降，氧化铁矿石的选矿技术也面临着越来越大的挑战。

关于细粒铁物料闪速磁化焙烧技术的探究摘要：针对我国每年数亿吨“收之不能、弃之可惜”的低品位难选强磁精矿、中矿和伴生弱磁性铁物料难以分选和利用问题，近年来，开发出了数以秒计的闪速磁化焙烧新技术，为直接处理细粒粉状铁物料开辟了新的有效利用途径，并在闪速磁化焙烧还原工艺和前期工程技术等方面做了许多开拓性的研究工作。

选择新疆哈密金矿选冶厂铁矿粉粉料，研究应用闪速磁化焙烧新技术处理后的物料性质，推广闪速磁化焙烧技术。

关键词：细粒铁焙烧试验性质一、矿产资源利用存在问题我国是世界上矿种较齐全，部分矿产储量相当丰富的少数几个国家之一。

虽然我国矿产资源总量丰富，但人均占有量却只有世界平均水平的58％，排在世界第53位。

我国的优势矿产主要是用量不大的矿种，而用量大的矿产储量却相对不足，结构性矛盾突出；且贫矿资源比重偏大，经济可利用的资源储量少；资源分布与生产力布局不匹配。

1．矿产资源供需前景不容乐观我国已经成为矿产资源开发利用的大国。

2006年，我国钢、煤炭及10种有色金属、水泥、化肥等产品的产量居世界第一位，虽然我国矿产资源消费总量很大，但人均水半不高。

与需求快速增加相反的是，国内矿产资源的保障程度在下降。

一方面，国家经济建设所需要的大宗支柱性矿产，如石油、铁矿石、铜、铬铁矿、钾盐等，供需缺口越来越大，进口量逐年攀升，另一方面，矿产资源对经济发展的支持力度，已经从过去的基本保障供给到难以满足需求。

2. 资源浪费虽然国家在资源节约和矿山环境保护方面，做出了很大的努力，并取得了明显的进步。

但由丁小型矿山，特别足个体矿山的人员素质、技术水平、机械设备等方面的原因，资源回收率普遍偏低。

采富矿的时候糟蹋甚至破坏了贫矿，开采主要矿种时浪费或破坏了伴生矿，开采多种金属矿的时候只用了其中的单种元素，共伴生矿的综合利用率不到20％，比国外平均水平40％～50％低20到30个百分点。

由此可以看出，我国在矿产资源开发利用中的浪费是多么惊人，同时说明我国提高资源效率的潜力还非常巨大13.污染问题严重我国由于采矿而诱发的各类地质灾害和生态环境破坏问题也相当突出，需要给予足够的重视。

红矿（赤铁、褐铁、菱铁矿）磁化焙烧新工艺新技术一、红矿的磁化焙烧选矿技术及工程赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及其共生矿（红矿）属于难选矿，尤其是嵌布粒度细、易泥化的矿石，常规的强磁或强磁－浮选工艺回收率和精矿品位较低，资源浪费严重、精矿质量较差难以满足精料冶炼的要求。

工业应用表明：磁化焙烧是一种把难选红矿变为易选磁矿的经济可行的有效法。

1、基本原理：铁是一种多价态元素，能形成几种氧化物：α-Fe2O3(赤铁矿) 、γ-Fe2O3(磁赤铁矿)、Fe3O4（磁铁矿）、FexO（浮氏体）. 其中只有磁铁矿和磁赤铁矿是强磁性，其余是弱磁性，这取决于他们的结构和各种影响因素。

磁铁矿是一种尖晶石型的铁氧体，赤铁矿及浮氏体的晶体结构属斜方晶系，磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应气氛中进行化学反应的过程，弱磁性矿物（赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿菱锰铁矿及其共生矿）经磁化焙烧后，磁性显著增强，即可通过弱磁选进行有效的分离。

常用的的磁化焙烧法可分为：还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧、氧化还原焙烧和还原氧化焙烧。

我们通过多年的试验研究和工业化实施，解决了磁化焙烧工业应用方面的技术问题，通过磁化焙烧，赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿（及其共生矿）转化为易选的磁铁矿，磁化率可达85～92％，弱磁选回收率可达70～85％、精矿品位61～63％，为这些难选资源的工业应用找到了一条经济、可行的新方法。

2、还原焙烧：赤铁矿、褐铁矿、高价锰矿石和铁锰矿石在加热到一定温度后，与适量的还原剂相作用，就可使弱磁性的铁矿物转变为磁铁矿，同时锰矿物由高价还原为低价，常用的还原剂有C、CO、H2等。

Fe2O3+C →Fe3O4+COFe2O3+CO→Fe3O4+CO2Fe2O3+H2→Fe3O4+H2OMnO2+CO→MnO+CO2MnO2+H2→MnO+H2O褐铁矿在加热脱水后变成赤铁矿后，按上述反应还原成磁铁矿。

3、中性焙烧：菱铁矿（FeCO3）、菱镁铁矿、菱铁镁矿、等碳酸铁矿石与赤褐铁矿的共生矿在一定焙烧条件也可变成磁铁矿。

C ihUQ beishQO一CIXU0n 磁化焙烧一磁选(magnetizing roasting-磁化焙烧megnetic separation)磁化焙烧与磁选的联合处理法。

磁化焙烧是在一定温度和气氛下把弱磁性铁矿物(赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和黄铁矿等)变成强磁性的磁铁矿或磁性赤铁矿(不Fe203)的过程。

是弱磁性矿石在磁选前的准备作业，以便用弱磁场磁选机进行分选。

磁化焙烧一磁选技术的分选指标优良，但成本较高。

磁化焙烧按原理分为还原焙烧、中性焙烧和氧化焙烧。

还原焙烧应用最广。

它在500~800℃的还原气氛下进行，焙烧产物是强磁性的Fe30、;若产物在还原气氛下冷却到400℃，再在空气中冷却，则产物是井 Fe203。

前者为还原焙烧，后者为还原一氧化焙烧。

还原焙烧用的还原剂为固体或气体。

固体还原剂如煤粉和焦炭粉;气体还原剂是各种煤气，如高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等。

中性焙烧是在不加或少加空气的条件下，把菱铁矿加热到300~400℃，使其分解为磁铁矿。

氧化焙烧是在氧化气氛下，将黄铁矿氧化为磁黄铁矿或磁铁矿。

为判断磁化焙烧后弱磁性矿物转化为强磁性矿物的程度，采用还原度来度量。

还原度是焙烧矿石中的氧化亚铁和全铁含量的百分数 (架只1。

写)。

还原完全时还原度为42.8%，小于、TFe/、‘“”厂”沪。

一，/J、/。

一”“~j/J、浅/J了曰.LJ/。

”J’“ 28%时，则表示还原程度不够。

磁化焙烧炉有竖炉、回转窑和沸腾炉。

中国多采用竖炉，炉子容积一般为50m“，处理能力15t/h;容积较大的为70m3，处理能力为23t/h。

竖炉给矿粒度为75~Zomm，小于Zomm的粉矿不能用竖炉焙烧。

回转窑能处理粉矿，但有时容易结瘤。

沸腾炉热效率高，还原性能好，能处理3一。

mm 粉矿。

但粉尘量大，对环境污染较严重。

磁化焙烧是矿石加热到一定温度后在相应的气氛中进行物理化学反应的过程。

根据矿石不同，化学反应不同。

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1低品位难选铁矿磁化焙烧技术重大突破悬浮式闪速磁化焙烧成功完成工业试验针对低品位难选铁矿石资源和含铁尾矿尾渣资源利用，中国工程院余永富院士2002年首次提出悬浮式闪速磁化焙烧工艺设想。

2003年该课题列为国家“十五”重点科技攻关项目。

2006年列为国家“十一五”重点科技支撑项目。

2008年列为“973”国家重点基础研究发展计划课题。

余永富院士带领长沙矿冶研究院和武汉理工大学课题组，完成该技术的基础研究、试验室热态小型试验、半工业试验等。

2012年湖南长拓高科冶金有限公司在长沙投资建设5万吨/年悬浮式闪速磁化焙烧工业试验生产线。

2013年1～2月投入工业试验生产。

原料矿为褐铁矿和菱铁矿（平均铁品位33%），磨细成粉，经多级预热后进入悬浮式闪速磁化焙烧反应炉，矿粉在悬浮状态下快速换热并在几秒钟内完成磁化。

生产线投料即达到设计指标：原矿磁化率94～98%；铁精矿品位60±2%；铁回收率94%；设计产量7.5吨/时，稳定产量10吨/时以上。

试验生产共运行25天，处理原矿约5000吨，圆满完成悬浮式闪速磁化焙烧工业试验任务。

工业试验生产结果表明，悬浮式闪速磁化焙烧工艺及装备已具备大规模工业生产条件，且展现明显优势：（1）磁化速度快，生产效率高，单炉最大产能可达250万吨/年。

（2）磁化反应完全，铁回收率高。

与回转窑相比，铁矿资源利用率提高约10个百分点。

（3）运行稳定可靠，投料生产几天内即可达到设计产能。

（4）原料范围广，块状、粒状、粉状、泥状等原矿或尾矿尾渣都可作为生产原料。

（5）占地面积小，建设投资省，比回转窑建设投资减少20～40%。

（6）生产成本低，经济效益显著。

原料矿在生产线的加工成本约110元/吨；产品铁精矿粉的生产成本约340元/吨。

悬浮式闪速磁化焙烧技术的规模优势和低成本优势，受到产业界的广泛关注和认同。

2013年底，湖北某矿业公司投资建设60万吨/年悬浮式闪速磁化焙烧与磁选生产线，现进入设备安装阶段，计划2014年底投产。

2016-10-19国家科技支撑计划课题（2015BAB 03B 01)刘小银（1964-)，男，湖南邵阳人，教授级高级工程师，硕士，主要研究方向为热能工程与闪速（流态化）焙烧成套技术与装备第37卷第2期 2017年04月矿冶工程MINING AND METALLURGICAL ENGINEERINGV 〇1.37 ^2 April 2017难选弱磁性铁矿石闪速（流态化）磁化焙烧成套技术开发与应用研究①刘小银1,余永富1,洪志刚2,彭泽友1,李家林1,赵强1(1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙410012;2.湖北凤山矿业有限公司，湖北黄梅435500)摘要：针对难选弱磁性菱铁矿、褐铁矿采用常规选矿方法不能有效分选的难题，进行了基础理论研究、成套技术与装置研发以及系统工程技术集成等，开发了高效处理难选弱磁性铁矿石的闪速磁化焙烧成套技术与装备，并在湖北黄梅建成了首个60万吨/年 的产业化工程项目并稳定生产。

原矿品位32.52%的菱（褐）铁混合矿，经闪速磁化焙烧处理后，工业生产可获得铁精矿品位 57.52%、Si 02含量4.76%、铁回收率90.24%的先进技术指标;原矿焙烧热耗31.22kgce /t ，产品铁精矿制造成本234.36元/吨，低于其 它焙烧方法。

该技术的推广应用前景十分广阔。

关键词：菱铁矿；褐铁矿；闪速磁化焙烧；产业化中图分类号：TD 981 文献标识码：A doi :10.3969/j .iwn .0253-6099.2017.02.010文章编号：0253-6099(2017)02-0040-06D evelopm ent and A p p lic a tio n o f Packaged Technology fo rFlash ( Fluidization ) M agnetizing Roasting o f R efractory W eakly M agnetic Iro n OreLIU Xiao -yin1，Y U Yong -fu1，H O N G Zhi -gang2，P E N G Ze -you1，LI Jia -lin1，Z H A O Qiang 1(1. Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd ，Changsha 410012，Hunan ，China ； 2.Hubei Fengshan Mining Co Ltd，Huangmei 435500，Hubei ，China )Abstract ： On account o f processing inefficiency in conventional separation o f refractory weakly magnetic iron ores suchas sider ite and limonite ， a packaged technology and equipment for flash magnetizing roasting were developed for high-efficient beneficiation o f refractory weakly magnetic iron ores ， based on previous basic theoretical research ， development o f packaged technology and facil it ies ，as well as researches on the systematical integration o f engineering techniques . The f i r s t industrialization project with a handling capacity o f 600 000 t/a was successfully constructed and put into operation in Huangmei o f Hubei Province . A mixture o f sider ite and limonite with iron grade o f 32.52% as the raw material，was subjected t o the process o f flash magnetizing roasting in the industrial production，resulting in 90.24% recovered into the iron concentrate grading 57.52% Fe and containing 4.76% Si 〇2. The heat consumption for raw ore roasting i s 31.22 kgce/t and the production cost i s R M B ¥ 234.36 Yuan/ton o f iron concentrate，which i s lower than other roasting method . The excellent performance and economic advantages indicate t h i s packaged technology will have a wide application prospect .Key words ： siderite ； limonite ； flash magnetizing roasting ； industrialization我国有近百亿吨难选菱铁矿、褐铁矿及其共生矿。

专利名称：闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统专利类型：实用新型专利
发明人：庄大英,李永恒,高泽斌,陆晓苏
申请号：CN201320236064.2
申请日：20130503
公开号：CN203286889U
公开日：
20131113
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统，该闪速磁化焙烧炉包括上行段及下行段，上行段经鹅颈管与下行段连接;上行段的底部设有烟气进口及物料进口，下行段的底部设有气料出口。

本实甩新型闪速磁化焙烧炉及闪速磁化焙烧系统的气固反应充分、成本低、磁化焙烧转化率高、能耗低、有利于大规模工业化。

申请人：湖南长拓高科冶金有限公司
地址：410005 湖南省长沙市芙蓉路一段435号唐朝大厦2601
国籍：CN
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：吴贵明
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复杂铁矿物闪速磁化焙烧前后的物化特征罗立群;余永富;尚亿军【摘要】利用穆斯堡尔谱(CEMS)方法,结合X射线衍射(RXD)和磁性能测试等手段,研究粒度-0.30 mm的酒钢富含镜铁矿、褐铁矿和镁(锰)菱铁矿难选铁粉料闪速磁化焙烧前、后的物理和化学特征,探讨闪速磁化焙烧过程中弱磁性铁矿物的固态相变及磁性变化规律.研究表明:弱磁性细粒铁矿物的相变均转变为龟裂较为发育的人造磁铁矿,其比饱和磁矩的增加值较焙烧前增加33～42倍不等,综合效果与磁选管分选的铁回收率相吻合;在此磁化焙烧过程中,菱铁矿的磁化转变过程主要由化学反应速度控制,而镜铁矿的磁化转变过程受扩散控制影响,部分未转化完全.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2009(018)011【总页数】4页(P84-87)【关键词】复杂铁矿物;闪速磁化焙烧;穆斯堡尔谱;磁性能;人造磁铁矿【作者】罗立群;余永富;尚亿军【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070;矿物资源加工与环境湖北省重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070;长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TD92;TD924针对我国每年数亿吨“收之不能、弃之可惜”的低品位难选强磁精矿、中矿和伴生弱磁性铁物料难以分选和利用问题，近年来，在余永富院士的领衔下，开发出了数以秒计的闪速磁化焙烧新技术，为直接处理细粒粉状铁物料开辟了新的有效利用途径，并在闪速磁化焙烧还原工艺和前期工程技术等方面做了许多开拓性的研究工作［1-3］。

同时，许多涉及闪速磁化还原过程的基础工作，需要从理论与实践上进行相应的深入细致研究。

本文以我国著名的难选“红铁矿”——酒钢镜铁山铁矿的含铁粉料为研究对象，对实施闪速磁化焙烧新技术的相关试样，利用穆斯堡尔谱（CEMS）方法，结合X射线衍射（RXD）等技术，探讨了闪速磁化焙烧过程中，弱磁性铁矿物的固态相变、晶态转化及磁性变化规律，以期掌握控制闪速磁化焙烧工艺的操作参数，为闪速磁化焙烧技术的工程化应用，提供理论依据和技术支持。