江西省某地蘊（yùn）藏著豐（fēng）富的鐵礦資源，目前的鐵礦就有300多萬噸，近100多萬噸為開采原礦，另外還有（yǒu）十多公裏長的此類鐵礦礦帶，且適於露天開采。由於長期以來隻采用（yòng）篩分洗（xǐ）礦工藝回收塊礦，因此有大量鐵資源（yuán）流失到尾礦，對該尾礦進行綜合利用，不（bú）僅具有（yǒu）很（hěn）高的開發價值，而且符合我國目前資源，政府提倡（chàng）的循環經濟產業政策。

1、礦石性質（zhì）

1.1、礦物（wù）主要組成及特征

礦石（shí）中礦物組成相對較簡單，主要的金屬礦物有：褐（hè）鐵礦（kuàng）、赤鐵礦、磁鐵礦、軟錳礦、硬錳礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、銅（tóng）藍、孔雀石等（děng）；脈石礦物（wù）有：蛋白石（玉髓）、石英、長石、粘土礦物、綠泥石、方解石、水雲母（絹雲母）、透閃（shǎn）石等。

1.1.1、氧化鐵礦物

鐵主要賦存於褐鐵礦及赤鐵礦中，以褐鐵礦占**優勢（shì）。粒度細小，多在0.04mm以（yǐ）下，試樣中廣泛分布，除了單體顆粒外，還常呈黏附著與其他礦物表麵（miàn）。

1.1.2、硫化物

試樣中的硫化物主要（yào）是黃鐵礦，多呈氧（yǎng）化（huà）殘餘包裹於赤鐵礦（kuàng）、褐鐵礦中，單體（tǐ）少見，粒度多在0.04mm以下（xià）。

1.1.3、硬錳礦、軟錳礦（kuàng）

多與（yǔ）褐鐵礦、赤鐵礦混雜（zá），鏡下不（bú）易辨（biàn）識，粒度多在0.01~0.05mm之間。

1.1.4、石英、蛋白石（shí）

石英相對較少，主要是蛋白石，呈隱晶質細顆粒，多被（bèi）褐鐵礦沾染。

1.1.5、角閃石等矽酸鹽礦物

含（hán）量很少，呈針（zhēn）柱狀或粒狀（zhuàng），部分顆粒表麵有褐鐵礦黏附。

1.1.6、高嶺石等粘土礦物

粒度（dù）極細微，多（duō）在0.02mm以（yǐ）下，呈塵埃狀分散分布，或（huò）與褐鐵礦混雜，呈絮泥狀顆粒。

1.2、礦尾的主要化學成（chéng）分為：%：Cu0.37，Pb1.76，Zn1.27，As0.07，S0.054，TFe37.16，SiO29.0，Al2O35.86，CaO0.23，MgO0.259，Co0.10，P0.069。由此可知，礦石主（zhǔ）要的化學成分是Fe、SiO2和Al2O3，有價成（chéng）分主要為Fe、Pb、Zn、Cu和Co。

2.1、褐鐵（tiě）礦轉化為磁鐵礦的（de）主要原理

褐鐵礦在高（gāo）溫條件下，采用煤作為還原劑，將褐鐵礦轉化（huà）為磁鐵礦。化學反應為：

Fe2O3.nH2O-Fe2O3+nH2O  (1)

3Fe2O3+CO-2Fe3O4+CO2  (2)

其轉（zhuǎn）化過程主要為（wéi）：褐鐵礦在高溫條件下失去結晶水，轉化成Fe2O3；Fe2O3在還原氣分中（zhōng）不願成Fe3O4。還原反應過程是一個多相反應過（guò）程。固相同氣相（不願氣體）發生反應。磁化焙燒反應作用分為三個階段進行；**階段擴散，吸附（fù）。由於（yú）氣體的對（duì）流或分子擴散作用，不願氣體分子被（bèi）礦石表麵吸附；第二階（jiē）段化（huà）學反應。被吸附的還原氣體和礦石的氧原子（zǐ）相互作用進行化學反應；第三階段化學產（chǎn）物的脫附。反應生成的氣體產物脫離礦石表麵，沿著相反的方向（xiàng）擴散到氣相（xiàng）中去。

在焙燒過程中，新生成的還（hái）原物先形（xíng）成一個外殼，包圍著未被還原的部（bù）分，反應逐步向內進行，反應速度由還原物（wù）和還原產物的界麵所控製（zhì）。

使Fe2O3轉化為F23O4的（de）過程是按（àn）下述方（fāng）式進行的。用還原（yuán）劑脫掉αFe2O3礦粒外層的氧，則使氧化鐵結晶格子局部變形，致使αFe2O3轉化為含有一定數量的細孔的γFe2O3，並形成尖晶石型立方晶格的γFe2O3外層。在礦粒表麵上繼續脫氧（yǎng）將造成鐵離子過剩，過剩的（de）鐵離子（zǐ）則（zé）充填在缺位結點上。外（wài）層（céng）的所有點（diǎn）充滿就變成磁鐵（tiě）礦（kuàng），這些磁（cí）欣礦有（yǒu）著與γFe2O3相同的晶格。這樣由外層向內層擴散，這個過程一（yī）直向礦粒中心的赤鐵礦進行（háng），到赤鐵（tiě）礦全部消（xiāo）失為止（zhǐ）。

2.2、將原礦與煤粉（fěn）混勻後放入磁（cí）化焙燒爐中，升溫（wēn）至（zhì）設置溫度恒溫2h，改變磁化焙燒溫度（dù），900，950，1000和1050℃，產品自然冷卻後磨礦85%0.77μm，然後（hòu）用磁選管進行磁選作業，磁場強度為87.55kA/m，試（shì）驗結果見圖1，本次試驗采用無煙煤。煙粉比（bǐ）例為礦樣重（chóng）量的20%。依據試驗結果（guǒ）知，950~1000℃為*佳溫度。

2.3、煤的種類及用（yòng）量試驗

將（jiāng）無煙煤與褐煤進行對（duì）比試驗（yàn），磁化焙燒溫度為950℃，焙燒（shāo）2h，煤粉的比（bǐ）例分別為（wéi）8%，15%，20%，結果表明，在相同條件下，褐煤效果明（míng）顯優於（yú）無煙煤；對同一種煤，隨（suí）著煤粉用量的降低，鐵精礦全鐵（tiě）含量降低；另外采用無煙煤，磁化焙燒礦的全鐵含量和原礦沒有差別，而采用褐煤時，磁化焙燒礦的全鐵（tiě）含量比原礦提高了近10%，磁化焙燒後礦樣的重量也（yě）減少了±20%。綜合成本（běn）幾指標，選用褐煤，煤粉用量為原礦的15%~20%為宜。試（shì）驗（yàn）結果見圖2。

2.4、磁化焙燒時間條件試驗

確定焙燒溫度在（zài）950℃，煤的比例分別為20%，改變磁化焙燒時間，分別為1，1.5，2和3h。產品自然冷卻後磨礦85%0.77μm，然後用磁選管進行（háng）磁選作（zuò）業，磁場強度為87.55kA/m，試驗結果見圖3。

2.5、磁場強度（dù）試驗

對磁（cí）化焙燒溫度為950℃，煤的用量依然為20%，恒溫磁化焙（bèi）燒2h的產（chǎn）品進行磁場強度條件試驗。產品自（zì）然冷卻後（hòu）磨至85%0.77μm，給如磁選作業，改變磁（cí）場分別為71.63，87.55和103.46kA/m。試驗結果見圖4，綜合（hé）技術經濟指標考慮，磁選作業的磁場強度以87.55kA/m為*佳。

2.6、磨礦細度條件試驗

焙燒產品直接分選時鐵礦物與脈（mò）石礦（kuàng）物（wù）分離效果差，在分選前需（xū）要磨礦。其他條件不變，分別對不磨（0.77μm為68%）及磨礦細度分（fèn）別為（wéi）80%0.77μm，85%0.77μm，90%0.77μm，98%0.77μm的磁化焙燒產品進行了磁選試驗，試驗表明，隨著磨礦產品中0.77μm的增加，鐵精礦產率（lǜ）有所下降，全鐵含量隨之提高，當0.77μm含量大於85%後，變化速度趨緩。所以以0.77μm占85%為*佳。實驗結果見圖5。

2.7、流程試驗

根據上述試驗結果，確定*佳條（tiáo）件（見附表），根據*佳條件試驗進行了流程試驗，數質量流程見圖6。

3、結論

（1）以（yǐ）褐鐵礦為主要礦物的鐵礦石屬難選（xuǎn）礦物，對這種礦（kuàng）石磁化焙燒磁選是技術指標*佳的選礦方法，可以兼顧（gù）品位和回（huí）收率。

（2）此褐鐵礦通（tōng）過磁化焙燒—磁選工藝流程的分選，可獲得產率51.46%，全鐵含量64.83%，全鐵回收率（lǜ）78.88%的（de）鐵（tiě）精礦。各（gè）項指標均達到要求。而且磁（cí）化焙燒—磁選工藝具有技術工藝（yì）合理、可靠，適應性強，易於在生產中實施的（de）特點。

（3）從經濟方麵考慮，磁化焙燒成本高，隻有當地就廉價的煤炭資源時才可以考慮（lǜ）。一般（bān）情況下（xià）則是（shì）采用集中方法的（de）聯合流程，如：弱磁選—強磁選—正浮選、分級—重選（xuǎn）—浮選等，這些流程雖然比（bǐ）較複雜，但是運營成本都遠低於磁化焙燒。

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