生物质磁化焙烧赤铁矿的研究.pdf

《生物质磁化焙烧赤铁矿的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第14卷第4期矿业工程2016年8月MiningEngineering31生物质磁化焙烧赤铁矿的研究张士元冯雅丽李浩然(1．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2．中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190)摘要：利用生物质磁化焙烧赤铁矿，分别研究了焙烧温度、焙烧时间、生物质用量等实验条件对铁矿石磁化焙烧效果的影响，确定最佳实验条件为焙烧温度700℃，焙烧时间5Orain，生物质用量8％，对焙烧产品进行磁选可达到品位61．48、回收率91．31％的铁精矿。对焙烧产品进行XRD分析表明，焙烧产品中铁物相主要为磁铁矿，说明利用生物质作

2、为还原剂焙烧赤铁矿可以达到还原的效果。关键词：生物质；赤铁矿；磁化焙烧；机理研究中图分类号：TF046．2文献标识码：A文章编号：1671—8550(2016)04—0031一O3烧，防止铁矿石在高温下出现粘结的现象，焙烧产0引言物有利于通过磁选回收铁。全球每年的生物质产量铁矿石焙烧在铁矿石富集和炼铁行业中占有重超过1000亿吨，即使可供能源开发利用的生物质要位置。铁矿石的工业化磁化焙烧方法主要是气基不超过总量的19／6，生物质能源也成为仅次于煤或煤基还原焙烧法口]，由于受到天然气资源的分布炭、石油与天然气的第四大消费能源Es]，可见研究原因及其他经济因素的制约，煤

3、基还原焙烧法在国利用生物质磁化焙烧铁矿石对节约资源、绿色生产内外渐渐占到主导位置。然而煤基还原剂具有较高的可持续发展战略具有重要意义。目前越来越多的的燃烧点和较低的反应活性是的煤基磁化焙烧的温研究人员开始关注生物质能在传统工业中的应用。度普遍在800℃左右。另外煤灰分的主要成分是王永斌等]研究褐铁矿的还原焙烧时发现生物质的Al。O。和SiO。等]，在较高温度下，与FeO很容易焙烧效果比褐煤好，而且焙烧温度较褐煤低生成低熔点的复杂化合物例如低熔点的铁橄榄100℃。朱国才等研究焙烧还原软锰矿时发现生石_3]，从而对产品质量产生不良影响，降低回收率物质热解产生的焦油有利于

4、还原过程。造成铁矿物的损失。此外，煤的燃烧会产生大量的研究利用生物质代替化石燃料煤作为还原剂磁CO和烟尘对温室效应和大气污染都有不利影响。化焙烧赤铁矿，从经济效益和环境保护方面为铁矿因此，煤基还原法对煤的要求很高[4]，高能耗、高石的磁化焙烧探索可行的方法。成本并且对环境污染大，在环保可持续发展战略下1实验很难继续发展。目前，世界环境、能源问题突出，煤基铁矿石焙烧法对环境破坏不可低估，随着经济1．1实验原理危机和能源危机的到来的寻求一种清洁能源代替不铁氧化物经过磁化焙烧，可显著增强其磁性，可再生能源煤作为还原剂焙烧还原铁矿石需求日益而其他脉石矿物磁性改变不明显，利用

5、铁矿物的这迫切。一性质可以实现分离和提纯的目的。生物质相对于化石能源是一种无毒并且具有可在磁化焙烧的过程中，发生的主要化学反应：再生性的碳中性清洁能源。生物质储量丰富，分布3Fe2O3+CO：==2Fe3O4+CO2(1)范围广泛；含有害元素N、S低，具有改善环境、3Fe2O3+H2—2Fe3O4+H2O(2)调节气候的功能。另外，生物质具有较好的透气通过磁化焙烧的产品可以利用磁选的方法实现性，可有效的在较低温度下实现赤铁矿的磁化焙磁铁矿和脉石矿物的分离。由于铁矿物磁性的显著增强，通常采用弱磁场磁选即可实现。收稿日期：2016—04—151．2原料特性基金项目：国家

6、自然科学基金(Nos．21176026，21176242)；中国实验原料以河北某赤铁矿为研究对象。对原矿大洋矿产资源研究开发计划(No．DY125—15一T一08)；中央高校基础研究基金(No．FRT—TP一09—002B)进行化学元素分析和X射线衍射分析，结果见表1作者简介：张士元(1986一)，男(汉族)，北京科技大学土木与环和图1。境工程学院博士研究生。32矿业工程第14卷第4期还原剂配比，低于这一比例时还原气氛不足只有部分赤铁矿被还原，高于8时由于温度较高铁矿物出现过还原现象使得回收率降低。因此，生物质用量选取8较为合适。想嚣槲回图1原矿的X射线衍射谱由表1

7、和图1可知该铁矿石中铁矿物组分为赤铁矿，主要脉石矿物为石英。该矿石中矿物组成相图2生物质用量对磁化焙烧效果的影响对简单，铁品位47．58，需要经过选别富集才能2．2焙烧温度和时间磁化焙烧效果的影响应用于炼铁过程。研究中使用的生物质原料为松树焙烧温度和时间对赤铁矿磁化焙烧效果的影响锯末，来源于北京郊区家具加工厂。结果如图3。实验条件为生物质用量为赤铁矿质量1．3实验方法8，焙烧温度和时间为变量，磨矿浓度为6O，铁矿石矿样首先用颚式破碎机破碎至一5mm，磨矿细度为≤0．074mm占9O，磁选强度均采用再用对辊破碎机破碎至一2mm，混匀分样装袋备110kA／m用，取样