河北某普通磁铁矿制备超纯铁精矿试验研究.pdf
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1、第 卷第期 年月有色金属工程N o n f e r r o u sM e t a l sE n g i n e e r i n gV o l ,N o A p r i l d o i:/j i s s n 收稿日期:基金项目:国家重点研发计划资助项目(Y F C );国家自然科学基金资助项目(,)F u n d:S u p p o r t e db y t h eN a t i o n a lK e yR e s e a r c ha n dD e v e l o p m e n tP r o g r a mo fC h i n a(Y F C );N a t i o n a lN a t u
2、 r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a(,)作者简介:王鹃鹃(),女,硕士研究生,主要从事矿物浮选研究.通信作者:卢东方(),男,副教授,博士生导师,工学博士,从事矿物物理分选设备与工艺方面的研究.引用格式:王鹃鹃,卢东方河北某普通磁铁矿制备超纯铁精矿试验研究J有色金属工程,():WAN GJ u a n j u a n,L U D o n g f a n g E x p e r i m e n t a lS t u d yo nt h eP r e p a r a t i o no fU l t r a P u r eI r o
3、 n C o n c e n t r a t eF r o m a n O r d i n a r y M a g n e t i t ei nH e b e iJ N o n f e r r o u sM e t a l sE n g i n e e r i n g,():河北某普通磁铁矿制备超纯铁精矿试验研究王鹃鹃,卢东方(中南大学 资源加工与生物工程学院,长沙 )摘要:河北某普通磁铁矿T F e品位为 ,矿石性质结构简单,具有制备超纯铁精矿的潜力.研究采用多元素及X射线衍射图、物相分析等方法对原矿进行了工艺矿物学研究,并在此基础上对其进行了提纯试验.结果表明,原矿经过弱磁选粗选后,在磨矿
4、细度 mm占 的条件下经弱磁选再选、磁选柱精选得到T F e品位为 的 磁选柱精矿以 及T F e品位 、产率为 的磁选柱铁尾矿.通过进一步考察药剂制度和工艺流程对铁矿精矿品位、回收率等选别指标的影响,确定了合适的药剂制度.而后磁选柱精矿经粗精反浮选降硅工艺试验流程,最终可获得含T F e品位 、综合回收率为 的超纯铁精矿,浮选尾矿T F e品位 符合普通铁精矿标准.通过对选别产品进行试样化学成分分析及残余药剂测定,进一步证明该工艺流程可以实现超纯铁精矿的制备.该工艺在抛尾率为 条件下,将原矿样的 转化为超纯铁精矿,对这一地区超纯铁精矿的制备具有重要的指导意义,也为国内其他地区磁铁矿制备超纯铁
5、精矿的研究提供了一定的参考价值.关键词:磁铁矿;磁选;反浮选;磁选柱;超纯铁精矿中图分类号:T D ;T D 文献标志码:A文章编号:()E x p e r i m e n t a l S t u d yo nt h eP r e p a r a t i o no fU l t r a P u r e I r o nC o n c e n t r a t eF r o ma nO r d i n a r yM a g n e t i t e i nH e b e iWANGJ u a n j u a n,L UD o n g f a n g(S c h o o l o fR e s o u r
6、 c eP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g,C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y,C h a n g s h a ,C h i n a)A b s t r a c t:T h eT F eg r a d eo fa no r d i n a r ym a g n e t i t ei n H e b e ip r o v i n c ei s ,a n dt h eo r ep r o p e r t i e sa n ds t r u c t u r ea r es i m p
7、l e,w h i c hh a st h ep o t e n t i a lt op r e p a r eu l t r a p u r ei r o nc o n c e n t r a t e I nt h i ss t u d y,t h ep r o c e s sm i n e r a l o g yo ft h er a wo r ew a ss t u d i e db y m u l t i e l e m e n ta n dX r a yd i f f r a c t i o np a t t e r n,p h a s ea n a l y s i sa n do
8、t h e rm e t h o d s,a n dt h ep u r i f i c a t i o nt e s tw a sc a r r i e do u to nt h i sb a s i s T h er e s u l t ss h o wt h a ta f t e rt h er o u g hs e p a r a t i o no ft h er a wo r ew i t haw e a k m a g n e t i cs e p a r a t i o n,t h em a g n e t i cs e p a r a t i o nc o l u m nc o
9、 n c e n t r a t ew i t haT F eg r a d eo f a n dt h e i r o nt a i l i n g sw i t haT F eg r a d eo f a n day i e l do f w e r eo b t a i n e db yw e a km a g n e t i cs e p a r a t i o na n dr e s e p a r a t i o na n d m a g n e t i cs e p a r a t i o nc o l u m ns e l e c t i o n w i t hag r i n
10、 d i n gf i n e n e s so f mma c c o u n t i n gf o r B y f u r t h e r i n v e s t i g a t i n gt h e i n f l u e n c eo f t h ep h a r m a c e u t i c a l s y s t e ma n d t e c h n o l o g i c a l p r o c e s so nt h eg r a d i n ga n dr e c o v e r yo fi r o no r ec o n c e n t r a t e,as u i t
11、a b l ep h a r m a c e u t i c a ls y s t e m w a sd e t e r m i n e d T h e n,t h em a g n e t i cs e p a r a t i o nc o l u m nc o n c e n t r a t ew a s t e s t e db yc o a r s ea n df i n er e v e r s ef l o t a t i o ns i l i c ar e d u c t i o np r o c e s s,a n df i n a l l yt h eu l t r a p
12、u r e i r o nc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gT F eg r a d eo f a n dt h ec o m p r e h e n s i v er e c o v e r yr a t eo f w a so b t a i n e d,a n dt h eT F eg r a d eo f f l o t a t i o nt a i l i n g sw a s ,w h i c hm e t t h es t a n d a r do f o r d i n a r y i r o n第期王鹃鹃等:河北某普通磁铁矿制备超
13、纯铁精矿试验研究o r ec o n c e n t r a t e T h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o no ft h es a m p l e sa n dt h ed e t e r m i n a t i o no ft h er e s i d u a l a g e n t,i t i s f u r t h e rp r o v e dt h a t t h ep r o c e s sc a nr e a l i z et h ep r e p a r a t i
14、 o no fu l t r a p u r e i r o nc o n c e n t r a t e U n d e rt h ec o n d i t i o no fat a i l t h r o w i n gr a t eo f ,o ft h er a wo r es a m p l ei sc o n v e r t e di n t ou l t r a p u r ei r o nc o n c e n t r a t e,w h i c hh a s i m p o r t a n tg u i d i n gs i g n i f i c a n c e f o r
15、 t h ep r e p a r a t i o no fu l t r a p u r e i r o nc o n c e n t r a t e i nt h i sa r e a,a n da l s op r o v i d e sac e r t a i nr e f e r e n c ev a l u ef o rt h er e s e a r c ho nt h ep r e p a r a t i o no fu l t r a p u r ei r o nc o n c e n t r a t ef r o mm a g n e t i t e i no t h e
16、rp a r t so fC h i n a K e y w o r d s:m a g n e t i t e;m a g n e t i c s e p a r a t i o n;r e v e r s e f l o t a t i o n;m a g n e t i c s e p a r a t i o n c o l u m n;u l t r a p u r ei r o nc o n c e n t r a t e超纯铁精矿又称超级铁精矿,广泛应用于粉末冶金、涂料、化工等领域.不仅是磁性材料、永磁铁氧体产品生产的基础材料,也是直接炼钢和生产海绵还原铁的重要原料 .目前虽然我国
17、对铁精矿没有严格的质量划分标准,但不同领域对铁精矿的全铁品位、二氧化硅含量等有着不同的要求,其中应用于磁性材料或者粉末冶金的超纯铁精矿一般指T F e品位 、S i O含量 、F eO含量在 以上的铁精矿 .随着我国粉末冶金行业的发展,不仅加大了对超纯铁精矿的需求量,而且对其质量的要求也越来越高.选用更为经济、有效的方式生产高质量超纯铁精矿是大势所趋.世纪 年代,国外便开始进行了大量的超纯铁精矿制备研究并成功应用于工业生产,由于我国铁矿石具有“贫细杂”的特点,大部分原矿很难直接用于制备超纯铁精矿,因此多选用磁铁矿、铁精矿或铁品位含量较高的尾矿为原料进行超纯铁精矿的制备 .主要方法包括:浮选法、
18、磁浮选、磁选浮选联合工艺等 .但整体看来,超纯铁精矿的制备方法往往存在单一、适应性差等缺点,其应用还存在一定的局限性.因此,根据矿石性质选取适宜的工艺流程是制备优质超纯铁精矿的关键.以国内某磁铁矿为原料,通过系统试验探索出较为合适的工艺流程及工艺参数,制备了优质的药剂残留量低的超纯铁精矿,采用该工艺的优势在于获得的产品质量优异药剂残留量较低,工艺流程较为简单,有利于开展大规模工业生产.同时,为国内其他地区铁矿石制备超纯铁精矿的研究提供了一定的参考价值.矿石性质 多元素及矿物组成分析以河北某磁铁矿为主要原料,磁铁矿化学多元素分析结果见表,X射线衍射图见图.由表、图可知,T F e品位为 ,主要金
19、属矿物为磁铁矿,另外含有少量的赤铁矿等;矿石中杂质含量较低,主要脉石矿物是石英,另有少量云母、绿泥石和闪石等.表原矿化学多元素分析结果(质量分数)T a b l eR e s u l t so fm u l t i e l e m e n t a n a l y s i so f r a wo r ec h e m i s t r y(m a s s f r a c t i o n)/C o m p o n e n t sT F eS i OA lOM g OC a OCPSC o n t e n t s 图原矿X射线衍射图F i g X R Dp a t t e r no f t h er
20、a wo r e 物相分析原矿铁物相分析结果如表所示,原矿中铁主要以磁铁矿形式存在,分布率约占 ,其次为以赤、褐铁矿矿物形式存在的铁,分布率为 ,以及以硅酸盐矿物和碳酸铁矿物存在的铁,分布率分别为 和 ,还有极少量的铁赋存在硫化铁中,由于赤、褐铁矿,菱铁矿及黄铁矿中铁理论品位低,若要获得T F e品位 的高品质超纯铁精矿,需要抛除赤、褐铁矿、硫化铁矿及菱铁矿.有 色 金 属 工 程第 卷表原矿铁物相分析结果T a b l e I r o n m i n e r a l p h a s ea n a l y t i c a l r e s u l t so f r a wo r e/P h a
21、s e sC o n t e n t sD i s t r i b u t i o nr a t eI r o n i nc a r b o n a t e(s i d e r i t e)I r o n i ns u l f i d e I r o n i nm a g n e t i t e I r o n i n f a l s eh e m a t i t eT r a c e sT r a c e sI r o n i ne r y t h r o l i t e I r o n i ns i l i c a t e T o t a l i r o n 结果与讨论 预先抛尾试验根据原
22、矿性质及相关文献研究,首先进行预先抛尾试验,主要考察了粗选磁场强度、再选磨矿细度、磁选柱固定磁场强度等条件对分选指标的影响.粗选磁场强度试验为避免脉石矿物过磨影响产品品位,首先采用磁选作业抛除部分脉石,为此,考察了磁场强度对磁选粗精矿品位和回收率的影响,粗选磁场强度条件试验流程见图,试验结果见表.图粗选磁场强度条件试验流程F i g T e s tp r o c e s so f r o u g hm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t hc o n d i t i o n s表粗选磁场强度条件试验结果T a b l eT e s t r e s u l t
23、 so f r o u g hm a g n e t i c f i e l ds t r e n g t hc o n d i t i o n sM a g n e t i c f i e l ds t r e n g t h/TP r o d u c tn a m eY i e l d/T F eg r a d e/R e c o v e r y/M a g n e t i cd r u mc o a r s ec o n c e n t r a t e M a g n e t i cd r u mr o u g hs e p a r a t i o no f t a i l i n g
24、s O r e M a g n e t i cd r u mc o a r s ec o n c e n t r a t e M a g n e t i cd r u mr o u g hs e p a r a t i o no f t a i l i n g s O r e M a g n e t i cd r u mc o a r s ec o n c e n t r a t e M a g n e t i cd r u mr o u g hs e p a r a t i o no f t a i l i n g s O r e M a g n e t i cd r u mc o a r
25、s ec o n c e n t r a t e M a g n e t i cd r u mr o u g hs e p a r a t i o no f t a i l i n g s O r e 从表可知,随着磁场强度的提高,滚筒磁选粗精矿T F e品位呈下降趋势但变化不明显,回收率呈上升趋势,磁滚筒粗选尾矿T F e品位呈下降趋势;磁场强度为 T时,滚筒磁选粗精矿品位为 ,回收率为 ,继续增大磁场强度,粗精矿回收率提高幅度减小,考虑到生产与实验室设备性能的差异及生产的稳定性,磁场强度取 T为宜.磁滚筒粗精矿磨矿细度试验首先对磁滚筒粗精矿进行磨矿细度试验,考察磨矿细度对再选精矿品位和回收
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