我國具有豐富的鐵礦資源宗兼，已探明儲量近500億t躏鱼，可供開發(fā)利用的約260億t，其中96%為貧礦殷绍，平均品位為32.6%染苛。隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鐵礦資源消耗速度很快主到，富礦越來越少茶行，已不能滿足鋼鐵生產(chǎn)的需要，國內(nèi)多數(shù)大型鋼鐵企業(yè)不得不利用大量外匯高價購買澳大利亞登钥、巴西等國的進口礦進行高爐冶煉畔师。自2003年以來，我國對進口鐵礦石的依賴程度已達55%以上牧牢，比較分散的中小型鋼鐵企業(yè)則只能使用較低品位的鐵礦茉唉。此外，我國電弧爐煉鋼需要大師的廢鋼原料结执，來源緊張，造成不少電爐煉鋼廠處于半停產(chǎn)狀態(tài)艾凯。因此献幔，尋找新的鋼鐵原料來源已經(jīng)迫在眉睫。本研究在前期對國內(nèi)某超微細貧赤鐵礦進行磁選趾诗、浮選蜡感、磁選-浮選等常規(guī)選礦試驗都無法獲得滿意結(jié)果的情況下，采用煤基直接還原-磁選工藝恃泪，實現(xiàn)了鐵的有效富集郑兴，為這種鐵礦石的開發(fā)利用提供了新的技術(shù)路線。

1贝乎、試驗原料

1.1情连、鐵礦石

試驗所用鐵礦石為湖南某貧赤鐵礦石。礦石采樣粒度10~50mm览效，用顎式破碎機在加對輥破碎機至-1mm備用却舀。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果如表1所示。

由表1可見锤灿，礦石鐵品位僅為28.83%挽拔，SiO2含量高達45.18%，但P但校、S等有害雜質(zhì)含量較低螃诅，如果能夠通過選礦富集的話，將是一種優(yōu)質(zhì)的高爐原料。

巖相分析表明：礦石結(jié)構(gòu)較致密术裸，但很脆倘是，并不堅實。礦石中主要是赤鐵礦和石英這兩種礦物穗椅，赤鐵礦含量為26.35%辨绊，石英含量為61.27%，其次還有少量的三氧化二鋁匹表、氧化鎂门坷、氧化鈣等。鐵礦物主要以赤鐵礦形式存在袍镀，并以微細粒（3~5μm）嵌布在脈石中默蚌，分布比較均勻。赤鐵礦中含有少量的脈石和雜質(zhì)苇羡，且以浸染狀與脈石礦物混雜交生绸吸，局部可過渡為稠密浸染狀。石英顆粒大小不一设江，大多為10~30μm锦茁。因此，該礦石具有鐵質(zhì)板巖的特征叉存，將極難分選码俩，預(yù)計即便將礦石磨至全部小于10μm，絕大部分赤鐵礦仍將與石英呈連生體產(chǎn)出歼捏，這就決定了采用傳統(tǒng)的選礦工藝無法實現(xiàn)赤鐵礦和石英的有效分離稿存。

1.2、還原劑

試驗所用還原劑為新疆奇臺煤瞳秽，破碎至-1mm備用瓣履。煤樣的工業(yè)分析結(jié)果及灰份化學(xué)分析結(jié)果分別示于表2和表3。

由表2和表3可以看出练俐，試驗用煤灰份少袖迎，固定碳和揮發(fā)份含量高，有害元素S含量及結(jié)焦指數(shù)低痰洒，是良好的還原劑瓢棒。該煤灰渣的軟熔特性為變形溫度1100℃、軟化溫度1170℃丘喻、半球溫度1190℃脯宿、流動溫度1260℃，符合一般煤基直接還原的要求泉粉。

2连霉、試驗方法

試驗工藝為：原礦加水混勻->壓團->干燥->預(yù)熱->直接還原->冷卻->磨礦->磁選榴芳。該工藝采用將原礦壓團預(yù)熱后再還原的方法，可以明顯提高鐵礦石的還原速度和金屬化率跺撼，有利于后續(xù)磁選時獲得較高的鐵回收率窟感。

團塊制備采用φ13mm×50mm的模具將原礦壓制成φ13mm×8mm的圓柱；烘干的團塊在900℃下預(yù)熱10min歉井，添加一定量的煤柿祈，置于φ65mm×100mm熱不銹鋼還原罐中按預(yù)定還原溫度和時間進行還原后取出，蓋煤冷卻哩至，得到還原團塊躏嚎；將還原團塊破碎后用XMQ240×90型錐形球磨機磨礦，磨礦細度采用JL-1166型激光粒度分析儀測定菩貌；磁選設(shè)備為XCGS-73型磁選管卢佣，直徑50mm，磁場強度可調(diào)箭阶。

3虚茶、試驗結(jié)果及分析

3.1、原礦直接還原試驗

3.1.1仇参、還原溫度試驗

還原溫度對還原礦金屬化率的影響如圖1所示嘹叫。可見：當還原溫度從900℃提高到950℃時诈乒，還原礦金屬化率從80%左右增加到89%左右待笑；還原溫度繼續(xù)上升，還原礦金屬化率反而降低抓谴，在溫度達到1000℃時下降到81%左右，這主要是因為原礦中含量高達45.18%的SiO2在還原性氣氛下極易與還原生產(chǎn)的FeO發(fā)生反應(yīng)寞缝，形成低熔點的鐵橄欖石癌压，高溫時鐵橄欖石會在還原礦的表面形成大師液相，阻礙還原氣氛向內(nèi)部擴散荆陆。因此滩届，可以確定*佳的還原溫度為950℃，這個溫度比通常用高品位鐵礦石直接還原生產(chǎn)海綿鐵的適宜溫度1050℃要低100℃被啼。

3.1.2帜消、還原時間試驗

還原時間對還原礦金屬化率的影響如圖2所示∨ㄌ澹可見：還原時間從30min增加到80min泡挺，還原礦的金屬化率從78%左右提高到89%左右；但是隨著還原時間的進一步延長命浴，金屬化率反而下降娄猫，這可能是由于隨著還原時間的增加贱除，煤被不斷消耗，還原罐內(nèi)的還原性氣氛降低媳溺，而氧化性氣氛增強月幌，從而使已還原的礦石再氧化。因此悬蔽，確定還原時間為80min扯躺。

3.1.3、煤/礦質(zhì)量比試驗

煤/礦質(zhì)量比對還原礦金屬化率的影響如圖3所示蝎困÷加铮可見：當煤/礦質(zhì)量比由1:1增加到2.5:1時，還原礦的金屬化率由77.75%提高到93.72%难衰；煤/礦質(zhì)量比進一步增加钦无，還原礦金屬化率的變化趨于平緩。因此盖袭，煤/礦質(zhì)量比定為2.5:1失暂。

由于實驗室還原罐為非封閉體系，需要遠大于理論量的還原劑才能保證還原罐內(nèi)有足夠的還原氣氛鳄虱，弟塞，試驗煤/礦質(zhì)量比工業(yè)生產(chǎn)高得多（工業(yè)生產(chǎn)僅為0.5左右）。

3.2拙已、還原礦磨礦-磁選試驗

上述試驗得到的*佳直接還原工藝參數(shù)為煤/礦質(zhì)量比2.5:1决记、還原時間80min，還原溫度950℃倍踪。按此條件制備出的還原礦全鐵品位為31.87%系宫、金屬鐵含量為29.90%、金屬化率為93.82%建车。對該還原礦進行了磨礦-磁選試驗扩借。

3.2.1、磨礦細度試驗

將還原礦按不同磨礦時間進行磨礦缤至，產(chǎn)品的平均粒徑見表4潮罪。

對不同磨礦時間下的磨礦產(chǎn)品分別進行1次磁選，精礦鐵品位及回收率的變化如圖4所示领斥〖档剑可見，隨著磨礦時間的延長月洛，還原礦的平均粒徑減小何恶，精礦鐵品位從50%左右提高到66%左右，而精礦中鐵的回收率從86%左右降低到70%左右嚼黔。顯然导而，磨礦細度對精礦品位有很大的影響忱叭，欲獲得品位在60%以上的鐵精礦，須將還原礦細磨到8μm以下今艺，這進一步證明試驗礦石屬超微細嵌布韵丑。

3.2.2、磁場強度試驗

在不同磁場強度下對磨礦20min的還原礦進行1次磁選虚缎，精礦鐵品位及回收率的變化如圖5所示撵彻。可見：磁選精礦的鐵品位隨著磁場強度的提高而下降实牡，當磁場強度由199.0kA/m提高到358.2kA/m時陌僵，精礦鐵品位由68%左右降低到65%左右；而磁選精礦的鐵回收率隨著磁場強度的提高先上升后下降创坞，在磁場強度為278.6kA/m時*高碗短，超過79%。綜合考慮精礦品位及回收率题涨，磁場強度以278.6kA/m為宜偎谁。

3.2.3、還原礦磨礦-磁選流程試驗

根據(jù)磨礦細度和磁場強度試驗經(jīng)進校纲堵，進行了還原礦的磨礦-磁選流程試驗巡雨，結(jié)果見圖6。圖6表明席函，還原礦經(jīng)過3段磨礦铐望、 3段磁選，獲得了精礦鐵品位為69.54%茂附、鐵回收率為65.58%（對還原礦）的良好指標正蛙。

流程試驗所得鐵精礦的多元素化學(xué)分析結(jié)果示于表5∮可見：鐵精礦以金屬鐵為主跟畅，金屬化率為98.02%，氧化亞鐵含量很低溶推，有害雜質(zhì)含量也很少，可以作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的原料奸攻。但是蒜危，鐵精礦中SiO2含量仍然很高（26.76%），表明鐵的嵌布粒度超細睹耐，難以與石英完全解離辐赞，這與巖相分析結(jié)果相吻合。

4硝训、結(jié)論

（1）湖南某赤鐵礦石屬鐵質(zhì)板巖响委，鐵品位低新思；礦石中赤鐵礦嵌布粒度極細，大部分粒度僅3~5μm赘风，且主要以浸染狀與石英緊密共生夹囚，難以充分單體解離。

（2）由于礦石中主要鐵礦物赤鐵礦嵌布粒度超 微細邀窃，以常規(guī)選礦方法不能獲得鐵品位高于50%的鐵精礦荸哟，因此采用煤基直接還原-磁選工藝，成功實現(xiàn)了鐵的有效富集瞬捕。

（3）在還原溫度為950℃鞍历、還原時間為80min、煤/礦質(zhì)量比為2.5:1的條件下肪虎，通過煤基直接還原劣砍，得到了全欠缺品位為31.87%、金屬鐵含量為29.90%扇救、金屬化率為93.82%的還原礦刑枝；還原礦在*終磨礦產(chǎn)品平均粒度為7μm左右條件下，經(jīng)磁選管3次選別爵政，得到了產(chǎn)率為鐵品位為69.54%仅讽、鐵回收率為65.58%（對還原礦）、金屬化率高達98.02%的鐵精礦钾挟。

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