某选铁尾矿焙烧试验研究

某选铁尾矿焙烧试验研究

随着经济的可持续发展，中国的矿产资源越来越穷，资源回收率几乎为世界先进水平的20%左右。大量废弃物沉积在土壤和环境中。在当今资源日益枯竭的形势下,对尾矿进行有效的开发,是矿产资源综合利用的重要组成部分,也是有效、充分利用矿产资源的一个重要途径。大部分选铁尾矿是以中低品位的赤褐铁矿等为主,利用传统的选矿方法很难对其有效分选。经过近些年科研工作者在回收利用低品位矿石资源及综合利用等方面的不断努力,开发出磁化焙烧-磁选这种新型选冶结合工艺。本文对已选别完强磁性矿物的选铁尾矿进行静态焙烧试验以及回转窑动态焙烧连续试验,探讨了采用磁化焙烧-磁选工艺从尾矿中回收铁的可行性,以期为综合利用该类尾矿及工业化生产提供技术指导。1矿石成分、成分及矿物成分分析某铁矿选别完强磁性矿物后所得尾矿的全铁品位为45.36%。尾矿样品中需回收的有价矿物主要为褐铁矿和赤铁矿;为达到富集铁矿物的目的,需要选矿排除或降低的脉石组分主要是SiO2,次为Al2O3,二者合计含量为25.28%。样品的主要元素分析以及铁物相分析结果分别见表1和表2。矿石肉眼观察多显红褐色,少数为灰白色,具结构极为松疏的土状构造。经镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明,矿石中铁矿物主要是褐铁矿,次为赤铁矿和假象赤铁矿;脉石矿物以石英和高岭石为主。褐铁矿多为隐晶质~微晶质,集合体为内部显微孔洞发育、胶状构造常见的不规则状,与脉石混杂交生构成较为复杂的镶嵌关系,属难选铁矿石。2测试方法2.1u3000还原剂作用褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)加热到一定温度后开始脱水,变成赤铁矿后,与适量的还原剂作用,将弱磁性的赤铁矿转变为强磁性的磁铁矿(Fe3O4)。常用还原剂有C、CO和H2等。在控制还原性气氛、温度和还原时间的情况下,赤铁矿(Fe2O3)与还原剂作用的反应如下:2.2回转窑动态焙烧-磁选试验静态焙烧试验:称取800g矿样并配煤6%,混匀后,放入马弗炉中焙烧至一定时间后取出直接水冷。将焙烧矿磨矿至一定粒度后,进行弱磁选一粗一精试验。回转窑动态连续试验:回转窑动态焙烧-磁选试验在长沙矿冶研究院有限责任公司磁化焙烧实验室完成,将矿石与6%的煤混匀,定量给入回转窑,通过调节回转窑的转速来控制焙烧时间,焙烧产品入磨机磨矿后,经弱磁选一粗一精试验。试验原则流程如图1所示。2.3测试设备磁化焙烧试验所用设备及其规格见表3。3试验结果与讨论3.1静态燃烧试验3.1.1焙烧温度及焙烧时间的确定在配煤量为6%以及焙烧矿磨矿粒度为-0.045mm粒级占78.17%,弱磁选磁场强度为96kA/m的条件下考察焙烧温度及焙烧时间的影响,试验结果如图2所示。从图2可以看出,随着焙烧温度升高,适宜的焙烧时间跨度缩短。综合考虑精矿品位和回收率,以及回转窑工业实施要求,确定最佳焙烧温度为750℃,焙烧时间为60min。此时对应的铁精矿品位为58.83%,回收率为91.68%。3.1.2还原剂煤用量的确定在焙烧温度750℃,焙烧时间为60min以及焙烧矿磨矿粒度为-0.045mm粒级占78.17%,弱磁选磁场强度为96kA/m的条件下考察还原剂煤用量的影响,试验结果如图3所示。由图3结果可得,随着还原剂煤用量增加,精矿回收率逐渐上升,当煤用量为6%时,上升趋势不再明显,综合考虑成本等因素,适宜的煤用量为6%。3.1.3ka/m条件下不同磨矿粒度弱磁选在焙烧温度750℃,焙烧时间为60min,还原剂用量为6%,磁选强度为96kA/m条件下,进行不同磨矿粒度弱磁选试验,试验结果见图4。由图4结果可知,随着磨矿粒度变细,精矿品位逐渐提高,回收率呈下降趋势,适宜的磨矿粒度为-0.045mm粒级占88.65%,此时的精矿品位为59.48%,回收率为90.70%。3.1.4弱磁选磁场强度试验在焙烧温度750℃,焙烧时间为60min,还原剂用量为6%,磨矿粒度为-0.045mm粒级占88.65%的条件下,进行了弱磁选磁场强度试验,结果见图5。由图5结果可得,随着磁场强度增大,精矿品位逐渐降低,回收率逐渐增大。当磁场强度为32kA/m时,可获得品位为62.21%的精矿产品,但回收率仅为26.92%;当磁场强度为96kA/m时,可获得品位为59.00%、回收率为90.74%的精矿产品;磁场强度继续增加时,精矿指标变化不大。因此,适宜的弱磁选磁场强度为96kA/m。3.2焙烧稳定试验在还原剂用量6%、磨矿粒度为-0.045mm粒级占88.65%、弱磁选磁场强度96kA/m(一粗一精)的条件下,进行了回转窑焙烧温度和焙烧时间条件试验,结果见表4。从试验现象和试验结果可知:①在650、700、750℃条件下,在适宜的焙烧时间下都可以获得较好的焙烧效果,精矿回收率都可达到92%以上。②随着焙烧温度升高,所需要的焙烧时间将缩短。综上所述,焙烧温度750℃、回转窑焙烧时间55min所获得的精矿指标较好,在此条件基础上进行了回转窑连续稳定试验。在焙烧温度750℃、焙烧时间60min、磨矿粒度为-0.045mm粒级占88.65%,弱磁选磁场强度96kA/m(一粗一精)的条件下,进行12h的回转窑焙烧稳定试验。试验过程中每2h取样分析,结果见表5。表5结果表明,12h连续试验结果良好且稳定,可以获得平均铁品位59.42%、回收率93.85%的铁精矿产品。4回转窑动态试验试验结果1)样品为选别完强磁性矿物后的尾矿,尾矿全铁品位为45.36%。样品中可回收的有价矿物主要为褐铁矿和少数赤铁矿,SiO2和Al2O3含量为16.74%和8.54%,褐铁矿含量达91%,但嵌布粒度细,且与脉石嵌布关系复杂,为难选铁矿石。2)通过静态焙烧及磁选条件试验确定了适宜的试验条件,在焙烧温度750℃,焙烧时间为60min,磨矿粒度为-0.045mm粒级占88.65%,弱磁选一粗一精(96kA/m),获得铁精矿产率73.87%、品位59.00%、回收率90.74%。3)在静态试验的基础上进行了回转窑动态试验。试验结果表明;焙烧温度750℃、焙烧时间55min、还原剂煤用量6%,磨矿粒度为-0.045mm粒级占88.65%,弱磁选一粗一精(96kA/m),获得产率为75.65%、品位59.52%、回收率94