疆某菱铁矿煤基直接还原磁选研究

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1、新疆某菱铁矿煤基直接还原-磁选研究江苏苏州2014年11月7日2014年全国非高炉炼铁学术年会朱德庆1，杜永强2，罗艳红1，潘建1，薛子兴1（1-中南大学资源加工与生物工程学院，2-新疆昌平矿业有限公司）提纲1.研究背景和意义3.试验结果与分析4.结论2.原料性能与研究方法菱铁矿主要成分FeCO3，是重要的铁矿资源，在我国的储量约为18.34亿吨，目前已用于钢铁冶炼的部分菱铁矿富矿不足总储量的10%。随着我国钢铁工业迅速发展，铁矿石资源短缺的矛盾日益突出，钢铁企业利润被大量高价进口铁矿石所吞噬，60%以上需进口。我国近十年铁矿石进

2、口量及其均价1高效合理利用复杂难选的菱铁矿对提高我国铁矿石自给率，保障我国钢铁工业的健康发展具有重要意义。研究背景2直接还原铁是冶炼优、特钢不可缺少的稀释剂直接还原铁世界总产量近年稳步增长，而我国实际年产量不足100万吨，严重制约了我国优、特钢产业的发展。近年世界直接还原铁产量变化趋势我国对直接还原铁的年需求量巨大，直接还原工艺具有广阔的发展前景。研究背景3煤基直接还原是我国生产直接还原铁的首要工艺直接还原铁的生产方法有多种，由于我国天然气和优质铁矿资源缺乏，而非焦煤资源十分丰富、分布较广。因此，我国适合发展煤基直接还原。煤基直接

3、还原产量比例变化趋势研究背景发展直接还原-电炉炼钢短流程是我国钢铁工业的重要发展方向，对节能减排及改善环境有积极作用。常规选矿工艺重选强磁选浮选不能使菱铁矿得到有效地分选，一般只作为原矿预处理或精选等辅助作业。磁化焙烧-弱磁选工艺堆积态焙烧流态化焙烧获得的精矿铁品位小于66%，只能通过长流程冶炼获得钢铁产品，过程需经过多次高温焙烧-冷却，造成能源浪费。直接还原-磁选工艺缩短工艺流程，有效回避我国天然气和冶金焦资源短缺等问题，拓宽直接还原铁的原料来源，增加菱铁矿资源的利用途径。研究背景菱铁矿资源开发的工艺现状菱铁矿中铁常与钙、锰、镁

4、形成类质同象系列，与石英、方解石等脉石嵌布关系复杂，嵌布粒度细。本课题针对我国铁矿资源短缺及直接还原铁可观的市场需求，利用我国西部地区丰富低廉的菱铁矿和非焦煤资源开发“回转窑煤基直接还原-磁选”工艺制备优质直接还原铁粉，为高效利用菱铁矿资源提供一条新途径。研究意义低品位菱铁矿的化学成分分析/％低品位菱铁矿主要矿物嵌布关系工艺矿物学研究表明：菱铁矿铁品位低，结构致密，脉石矿物中SiO2、Al2O3、CaO及MnO含量较高，且部分Mg、Mn、Ca与Fe呈类质同象状态赋存。白云石、方解石、石英等脉石与菱铁矿伴生在一起，传统选矿方法不能有

5、效分选该矿石。原料性能及研究方法菱铁矿XRD物相组成新疆褐煤的固定碳含量较高为52.99%，挥发分含量较高，属变质程度较低的煤，空气干燥基全硫含量小于1%，软融温度较高，大于1180℃，与CO2反应性高，可满足直接还原试验的要求。褐煤的工业分析/%煤灰渣软熔特性/℃煤对CO2的化学反应性脱硫剂的化学组成/%原料性能及研究方法还原焙烧干式磁选湿式球磨湿式磁选非磁性残煤磁性焙烧矿铁矿石脱硫剂褐煤还原铁粉尾矿焙烧矿原料的粒度组成/%原料性能及研究方法煤基直接还原-磁选试验流程试验结果与分析煤基直接还原试验还原温度对直接还原-磁选的影响试

6、验条件：C/Fe比为2.24、还原时间140min，磨选制度为：磨矿细度-0.074mm占83.14%、磁选管磁场强度1000Gs。不同还原温度下焙烧矿XRD图Q-SiO2，F-2FeO·SiO2，W-FeO，I-Fe菱铁矿在1050℃和1100℃下还原140min后，焙烧矿中依然有少量铁以浮士体和铁橄榄石形式存在，造成回收率降低。通过XRD比较发现，在1100℃下得到的焙烧矿中铁橄榄石生成量略高于1050℃。铁晶粒随温度升高长大试验结果与分析煤基直接还原试验温度的升高能加快菱铁矿热分解，提高煤的反应性，促进铁晶粒长大。实际生产时

7、，温度越高，能耗越高，且容易存在结圈隐患，对设备的要求也更为严格，一般采用回转窑进行直接还原时，还原温度一般要低于煤灰软化温度100℃~150℃，因此，1050℃为最佳的还原温度。试验结果与分析还原时间对直接还原-磁选的影响试验条件：还原温度1050℃，C/Fe比为2.24，磨矿细度-0.074mm占83.14%，磁选管磁场强度1000Gs。还原时间较长时，延长还原时间对还原效果影响并不显著。还原温度1050℃时，还原时间为80min，即已达到较好的磁选指标，精矿铁品位为89.79%，作业回收率为93.87%。还原末期，菱铁矿块矿

8、内部的浮士体和铁橄榄石往往被已还原的金属铁包裹，还原速度缓慢，因此，延长焙烧时间，磁选指标提高幅度缓慢，甚至出现了波动，焙烧时间为140min时，磁选指标达到最优，此时精矿铁品位91.83%，铁作业回收率94.68%。煤基直接还原试验试验结果与分析