齐大山铁尾矿预富集—深度还原提铁及尾渣综合利用研究齐大山铁尾矿铁含量为12.54%,铁物相以赤铁矿与硅酸铁为主,磁铁矿次之,铁矿物嵌布粒度细,单体解离差。
使用传统选矿方法很难高效回收铁。
采用预富集-深度还原技术,以强磁选-磨矿-弱磁-中磁选为预富集流程,可获得铁品位36.41%、铁回收率69.86%的预富集粗精矿,然后对预富集粗精矿分别进行随炉升温和高温入炉还原,可得到铁品位≥93.41%、铁回收率≥93.65%的还原铁粉。
同时,以预富集后的细粒尾矿和还原后的尾渣为原料分别制备胶凝材料,优化掺量均为10%,以预富集后的粗粒尾矿取代20%机制砂制备了尾矿砂混凝土,实现了铁尾矿提铁及资源综合利用的目的。
随炉升温还原研究表明,还原温度对还原铁粉铁品位的影响最大,Na2C03用量与CaO用量次之,各因素对还原铁粉铁回收率的影响较小,优化后的条件:以10℃/min升温至1300℃保温30min、烟煤用量17.5%、CaO用量15%、Na2CO3用量4%。
高温入炉还原研究发现,少量Na2CO3或CaF2可显著提高还原铁粉铁品位,分别从89.52%提高到93.98%、91.89%,Na2CO3使还原时间缩短50%,优化后的条件:还原温度1325℃、还原时间20min、烟煤用量 17.5%、Ca(OH)2 用量 20%、Na2CO3 用量 0.6%。
对含铁硅酸盐相中铁占全铁的含量进行了量化分析,研究了随炉升温与高温入炉还原时含铁硅酸盐相的生成与还原机理。
结果发现,随炉升温还原时,添加15%CaO与4%Na2CO3促使部分浮氏体参与生成了含铁硅酸盐相,在高温半熔融状态下内部Fe2+需迁移至相界面进行还原。
生成的金属铁层与渣相界线分明,有利于后续磨矿-磁选,对提高还原铁粉铁品位与铁回收率有利。
结合热力学软件FactSage7.1的相图计算与铁颗粒粒度分析表明,高温入炉还原时,加入0.6%Na2CO3或CaF2促使体系中迅速生成低熔点化合物并出现液相,降低了体系的熔点和粘度。
