磁化焙烧原理

贵州清镇赤铁矿磁化焙烧工艺效果的影响因素1前言由于目前我国的年生铁产量已突破2.52亿吨,铁矿资源状况不能满足钢铁生产的要求,每年需要进口大量的铁矿石满足钢铁生产需要,充分利用国内现有铁矿石资源显得尤为重要。

我国铁矿石资源条件差,丰而不富。

尽管探明储量有462亿吨,但已被利用和可供选择利用的储量只有256亿吨,且多为贫矿,平均品位仅有31.95%,比世界平均品位低11个百分点,贫矿占储量的94.3%,均需经过选矿富集才能达到炼铁生产对品位的要求。

2矿石的化学组成表1原矿多元素分析结果试验采用贵州清镇赤铁矿,分析结果表明,矿石铁品位较高,其中全铁含量为46.64%; 矿样中硅、钾和铝的含量比较高,由于赤铁矿与含铁硅酸盐脉石在比重、比磁化系数等方面差别不大,用重、磁选选别效果不理想,浮选过程中的硅铁分离实际上变成了铁铁分离,可以说,硅酸盐铁矿物含很高的氧化矿石,如:钠闪石、钠辉石、镁铁闪石、阳起石、绿云母等很难分选。

2.1矿物组成和结构构造研究用Olympus BX51型反光显微镜观察,结果如下:金属矿物成分:主要金属矿物为赤铁矿、褐铁矿,含量40~45%,其它55~60%为脉石矿物或氧化后形成的粘土质。

样品中的赤铁矿有两种形态:a.结晶较好的粗粒全晶质,呈粒状和纤维状,其中粒状赤铁矿单独分布(图1),粒径0.01~0.05mm之间,纤维状赤铁矿多呈极细的弯曲片状或细脉状分布在脉石矿物中(图2),该类型赤铁矿约占25%左右,且分布不均匀,集合体呈脉状、胶体状展布;b.细粒集合体状赤铁矿结晶程度较差,伴随褐铁矿化或氧化后发生粘土化(图3),部分细粒赤铁矿分布在菱铁矿风化假晶中(图4),粒径小于0.001mm,含量15~20%。

褐铁矿多与细粒赤铁矿关系密切,隐晶质。

脉石矿物多为黑云母、磷灰石和绿泥石等。

组构特征:致密块状、胶状构造;他形粒状结构、片状、纤维状结构等。

赤铁矿外的硅酸盐矿物以细粒黑云母为主,多呈团状集合体(图5),或呈星点状与赤铁矿伴生,含量低于3%。

铁矿石选矿中关于取制样的方式摘要：目前国内铁矿石远远不能满足我国钢铁工业发展的需要，致使我国对进口铁矿石的依存度不断加大。

随着经济全球化的发展，有利于我国在世界范围内进行资源配置，实施全球化的矿产资源发展战略。

在手工取制样方法的应用过程中，根据粒度分布比例定量取样，可以减小取样偏差，然后在制样过程分粒级破碎、缩分，最后得到该批货物的检测样。

采用此方法不仅劳动强度相对较小，而且能取得具有代表性的样品。

关键词：铁矿石选矿矿浆取样一、铁矿物的种类铁都是以化合物的状态存在于自然界中，尤其是以氧化铁的状态存在的量特别多。

各种含铁矿物按其矿物组成主要可分为:磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。

由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同，因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。

1、磁铁矿磁铁矿的化学式为Fe3O4，其中FeO含量占31%,Fe2O3含量占69%，理论含铁量为72.4%。

这种矿石有时含有Tio2及V2O5组成复合矿石，分别称为钦磁铁矿或矾钦磁铁矿。

在自然界中纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。

磁铁矿具有强磁性，晶体常呈八面体，少数为菱形十二面体。

具有半金属光泽，集合体常呈致密的块状，颜色条痕为铁黑色，相对密度4.9 ~5.2，硬度5.5 ~6.0，无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。

其结构细密，还原性差。

在选矿时可利用磁选法，处理比较方便。

2、赤铁矿赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。

这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从储量和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。

根据其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿、镜铁矿、云母铁矿、粘土质赤铁矿等。

赤铁矿含铁量一般为50%~60%，含有害杂质硫和磷比较少，还原性较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。

赤铁矿有原生的，也有再生的，再生的赤铁矿是磁铁矿经过氧化以后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿，在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。

1.前言1.1铁矿资源形势据美国地质调查局报告，时至2007年底，世界铁矿石储量约为1500亿吨，基础储量约为3400亿吨；铁金属储量约为730亿吨，基础储量约为1600亿吨。

澳大利亚、巴西、中国、俄罗斯、乌克兰及美国等都是世界铁矿资源大国[1]。

目前，世界铁矿年产量在8.5亿～9亿吨，铁矿贸易量在4.2亿～4.5亿吨。

在世界铁矿石贸易中，巴西与澳大利亚为两个最大输出国，出口量约占世界出口量的六成，而铁矿石的主要采购国为中国、日本、韩国和德国，占世界进口量的一半以上。

近年来，中国的铁矿石进口主要来自澳大利亚、巴西、印度、南非、秘鲁与加拿大，占我国当年进口总量的90%以上。

2000～2003年我国铁矿石进口数据如下：2000年为6997万吨，2002年为1.1亿吨，2003年为1.45亿吨[2]。

据海关资料统计，2004年中国共进口铁矿石2.08亿吨，钢铁业对进口铁矿石的依赖度达41.2%[3]。

2005年进口铁矿石为2.75亿吨，约占世界铁矿石进口总量的40%，比上年增长32%。

我国已被世界称为“全球吸铁石”，是世界铁矿石市场的最大买主。

在我国铁矿石供应中，国外进口矿比例超过了50%，其中约60%由力拓矿业公司、必和必拓铁矿公司、淡水河谷公司等三大矿业巨头提供。

随着钢铁工业的迅猛发展和对铁矿石储量的日益关注，世界范围内的铁矿石价格产生了急剧波动。

为了平抑国际铁矿石价格，许多国内钢铁企业纷纷寻求国内矿产，以降低成本，致力于国内资源的开发利用。

而据国土资源部调查数据显示，我国已查明铁矿资源储量为607亿吨，另外还有相当数量的低品位铁矿资源，预测未查明资源在1000亿吨以上，其中大中型矿山深边部近期可利用的铁矿资源约200亿吨。

虽然我国的黑色金属矿石资源丰富，但是其特点之一是贫矿多，全国铁矿总体平均品位以30%～35%为主[4]；二是红矿多，各种弱磁性矿石占总储量65%左右，其中磁铁矿石约占30%，含多金属铁矿石和弱磁性铁矿石约占70%；三是伴生其它有用成分的复合矿石多，伴生成分有锰、钒、铜、钴、铅、锌、钨、锡、钼、硫、磷、煤和稀土、稀散以及放射性元素等，占总储量2/3左右。

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。

磁化焙烧法
磁化焙烧法是以还原性气体或煤作为还原剂，将铝土矿中的铁矿物还原为强磁性的磁铁矿，经过磁选将磁铁矿分离出来，得到铁精矿和高品位的铝精矿。

郑州矿产综合利用研究所采用Al2O3 49.76%，SIO2 4.9%，A/S 10.16，Fe2O328.23%的铝土矿，进行了磁化焙烧－磁选的工艺研究。

该工艺将原矿破碎至小于5mm，配加焦炭量为25%，在焙烧温度780℃，焙烧时间４．５小时条件下进行磁化焙烧；焙烧矿经磨矿、磁选，可得到Al2O3 60.28%，TFe10.25%的铝土矿精矿，氧化铝回收率为70.26%，磁铁矿精矿中TFe含量可达56.35%，铁回收率为42.89%，氧化铝含量可达20%以上。

该法存在的问题是，铁铝矿物在磁选过程中损失较大，回收率低，无论铁精矿中氧化铝含量还是铝精矿铁含量均超标，无法达到工业应用的要求。

2014年硕士研究生入学试题（B卷标答）考试科目：830固体物料分选原理及工艺（共三大题，满分150分）一、名词解释（每小题5分，共20分）1．何谓双电层结构？答：双电层包括矿物表面及其所联系的一层溶液，分为定位离子层和外层，外层包括紧密层(又称Stern层)和扩散层。

双电层外层与内层定位离子符号相反起电性平衡作用的离子称为配衡离子。

配衡离子对表面没有特殊的亲和力，是靠静电吸着的。

矿物表面的荷电层决定其表面的电位符号，荷正电时，表面电位为正，反之亦然。

根据表面荷电的起因，一般认为定位离子为H+和OH-，而对于其它离子型矿物以及硫化矿物而言，组成矿物晶格的同名离子即为定位离子2．何谓矿物晶体表面的饱和键力和不饱和键力？答：矿物晶体内部的任一质点，由于与周围分布的相邻质点相互作用，使键力处于平衡饱和状态，习惯称为饱和键力；而位于晶体表面，例如面心附近的任一质点，则除了在此平面内以及朝向立方体内部的键力因与相邻质点相互作用得到饱和外，在朝向空间这个方向，面心附近的质点的键力则未得到补偿，因而处于未饱和状态，称为不饱和键力或表面不饱和键能。

由此可见，处于表面的质点对外界具有吸附其它物质的能力和作用活性。

同样，位于棱边上的任一质点，将在两个方向上具有不饱和键力，即棱边上质点的键力不饱和程度较高，其对外界具有较高的吸附能力和作用活性。

而位于任一顶角的质点，则因在三个方向上都有不饱和键力，所以位于顶角处的质点不饱和键力最强，即顶角处质点的键力不饱和程度最高，对外界吸附活性也最高，作用也最强烈。

以上说明，矿物经破碎、磨细后，不管是沿任何方向发生破裂，在断裂面上的质点均存在着不饱和键力，且在不同部位未得到补偿键力的不饱和程度亦不相同，其在断裂面不同部位具有不同的吸附能力和作用活性。

这些具有不饱和键力的表面对气体分子、水分子、药剂分子、离子或水溶液中的其它分子、离子，均会发生吸附作用。

值得注意的是，矿石经破碎磨细后，其比表面虽随之增大，形成的棱、角吸附“活性中心”亦增加更多。

常用的铁矿石选矿方法铁矿石的选矿方法有很多，那么，常见的一些铁矿石选矿方法都有什么，下面就让我们一起来学习一下。

第一节磁铁矿选矿流程磁铁矿石主要包括单一磁铁矿矿石、钒钛磁铁矿矿石、含磁铁矿混合矿石和含磁铁矿多金属共生矿石，磁铁矿属强磁性产物，在磁铁矿选矿中普遍采用以弱磁选工艺为主的选别流程：1、单一弱磁选流程：选别作业采用单一弱磁选工艺，适合于矿物组成简单的易选单一磁铁矿矿石；可进一步划分为两类：连续磨矿-弱磁选流程、阶段磨矿-阶段选别流程。

1)连续磨矿-弱磁选流程：适用于嵌布粒度较粗或含铁品位较高的矿石。

根据铁矿无的嵌布粒度，可采用一段磨矿或两段连续磨矿，磨矿产品达到选别要求后进行弱磁选。

2)阶段磨矿-阶段选别流程：适用于嵌布粒度较细的低品位矿石。

在一段磨矿石进行磁选粗选，抛弃部分合格尾矿，磁选粗精矿在给入二段磨矿（再磨）进行再磨再选。

如果能再粗磨条件下，经过选别丢弃大量尾矿，对于减少后续磨矿和分选作业负荷、降低成本是有利的。

2、弱磁选-反浮选流程：主要针对的是某些铁矿石精矿石品位难以提高、铁精矿中SiO2等杂质组成偏高的问题，工艺方法包括磁选-阳离子反浮选流程和磁选-阴离子反浮选流程两种。

3、弱磁选-精选流程：这种流程方法是对某些铁矿石精矿品位难以提高、铁精矿石中SiO2等杂质组分偏高的问题开发出来的。

4、弱磁-强磁-浮选联合流程：主要用于处理多金属共生铁矿石和混合铁矿石，分为三类：1)弱磁选-浮选流程：主要用于处理伴生硫化物的磁铁矿矿石。

根据矿石性质进一步分为先磁后浮和先浮后磁两种。

2)弱磁-强磁流程：主要用于处理磁性率较低的混合矿石。

特点是采用弱磁选首先分离弱磁性的磁铁矿,弱磁选尾矿再采用强磁选回收赤铁矿等弱磁性矿物。

3)弱磁-强磁-浮选流程：主要用于处理多金属共生铁矿石。

第二节赤铁矿选矿流程赤铁矿化学成分为Fe2O3、晶体属三方晶系的氧化物矿物。

与等轴晶系的磁赤铁矿成同质多象。

晶体常呈板状；集合体通常呈片状、鳞片状、肾状、鲕状、块状或土状等。