鲕状赤铁矿微波碳热还原-磁选提铁脱磷实验研究

采用微波碳热还原-磁选工艺对鲕状赤铁矿提铁脱磷进行了研究,考察了还原温度、碱度、添加剂用量和原矿粒度等因素对提铁脱磷效果的影响。结果表明,最佳还原条件为:还原温度1 150 ℃、碱度0.8、配碳量1.0、钠盐添加剂用量15%、原矿粒度0.15 mm;将还原所得球团磨至-0.15 mm,在65 mT磁场强度下磁选,可得到全铁含量87.98%、铁回收率95.48%、脱磷率69.42%的指标。     

熔剂性红土镍矿球团的还原焙烧-弱磁选效果

回转窑直接还原红土镍矿存在所需温度高、对耐火材料要求苛刻、还原指标差等问题。为开发一种高效低成本的红土镍矿球团还原工艺,考察了以CaO为熔剂改变红土镍矿碱度对红土镍矿球团还原焙烧-弱磁选效果的影响。结果表明：自然碱度下,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为60 min时,所得还原产品经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别仅3.8%和72.9%,回收率分别为17.8%和39.8%,磁性产品中含有较多的镁橄榄石和顽火辉石;随着红土镍矿碱度的增加,红土镍矿的软熔温度先降低后提高,碱度为1.0时,红土镍矿的软熔温度最低,比自然碱度时降低了100 ℃;碱度为1.0的红土镍矿球团在1 300 ℃下还原焙烧60 min后,经磨矿-弱磁选,获得的磁性产品镍、铁品位分别为8.7%和83.8%,回收率分别为85.6%和62.8%。XRD和扫描电镜分析结果表明：自然碱度的红土镍矿还原焙烧生成的Fe-Ni合金晶粒多在5 μm以下,并且分布比较分散,还原产品中夹杂有较多的杂质;添加CaO至碱度为1.0时,Fe-Ni合金晶粒可以长大到10~50 μm,还原产品中杂质较少,镍和铁得到了明显的富集。试验结果可以为红土镍矿球团还原焙烧-磁选制取镍铁新工艺提供理论基础。     

铜渣高温快速还原焙烧-磁选回收铁的研究

采用高温快速还原焙烧-磁选工艺从铜冶炼渣回收铁, 系统研究了碱度(CaO/SiO₂)、还原温度、还原时间、还原剂用量等因素对磁选金属铁粉质量的影响。结果表明, 铜渣中的铁主要以铁橄榄石形式存在, 其次为磁铁矿; 在碱度(CaO/SiO₂)0.6、焦粉配比12%、还原温度1 300 ℃、还原时间30 min、铜渣粒度-0.074 mm粒级占95%、磁场强度0.08 T的条件下, 可得到铁品位91.10%、金属化率94.27%的金属铁粉。     

COREX用碱性球团制备及其预还原性能

研究了熔剂类型、碱度及原料铁品位对COREX用碱性球团预还原性能的影响。结果表明: 生石灰能提高生球性能, 铁品位对生球性能影响小。在基准热工制度下, 碱度升高至0.8时, 石灰石作熔剂的碱性球团抗压强度降低至2812 N/个, 生石灰作熔剂的碱性球团的抗压强度升高至3227 N/个; 铁品位提高时, 焙烧球抗压强度出现小幅升高。在预还原条件下, 随着碱度升高, 石灰石作熔剂的碱性球团RI升高, SI₂下降, RDI_+3.15 mm、RSI变化不大; 生石灰作熔剂的碱性球团RSI、RI均有升高, RDI_+3.15 mm下降, SI₂较大; 提高精矿铁品位能改善石灰石作熔剂碱性球团的预还原性能。其中以精矿b为原料、石灰石作熔剂、碱度0.8的球团, 其预还原后的RDI_+3.15 mm >96.90%, RSI<4.62%, RI>93.15%, SI₂<4.23%, 是一种优质的COREX用碱性球团。     

钠盐强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团自还原机理研究

研究了含钠添加剂强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团的还原过程,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了含钠添加剂掺量对内配碳球团还原行为及其强度变化的影响。结果表明:球团中配加含钠添加剂不仅可明显强化该铁矿石的还原行为,大幅度提高焙烧球团的金属化率及其磨选产品的铁品位,同时还可明显提高焙烧球团的强度,降低焙烧球团的粉化率。钠盐配加量为3%的内配碳球团在960℃下还原40 min,所得焙烧产物的金属化率为86.21%,产品铁晶粒增大、连晶增多,孔洞显著减少,结构致密,还原过程的粉化率降至2.57%;焙烧产品在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行弱磁选(磁场强度180 k A/m),获得的精矿铁品位为87.93%,明显优于不添加钠盐情况下的指标(金属化率为45.62%,粉化率为35.39%,精矿铁品位为58.12%)。     

水淬铜渣中铁组分强化还原改性

采用低温强化还原改性-高温熔分工艺回收水淬铜渣中的铁。在热力学分析基础上, 系统研究了还原剂和添加剂对强化还原改性过程的影响并进行了理论分析。研究表明, 调整炉渣碱度和改变炉渣物相组成, 改善了还原反应动力学条件, 破坏了Fe-O-Si的致密结构, 将化合态的铁转变为单质形式的金属铁, 同时CaO与SiO₂结合形成CaO·SiO₂, 铁颗粒聚集成较大晶粒, 起到了还原改性的效果, 初步实现了铁硅分离, 为后续高温熔分过程创造了条件。铜渣强化还原改性的优化工艺参数为:还原温度1 250 ℃, 时间30 min, C/O比1.5, 碱度0.6, 炉渣Al₂O₃含量13%, 在此条件下, 获得金属化率为88.43%的金属化球团, 有利于后续高温熔分工艺的进行。     

某低品位高磷赤铁矿磁化焙烧-磁选-酸浸脱磷工艺研究

采用磁化焙烧-磁选-酸浸脱磷工艺对某低品位高磷赤铁矿石进行了试验研究, 在焙烧温度800 ℃, 焙烧时间30 min, 配煤量20%条件下得到焙烧矿, 再经过两段弱磁选得到铁品位55.03%、铁回收率55.49%、磷含量0.54%的粗精矿。采用硫酸酸浸对粗精矿进行脱磷, 最终铁品位达到57.88%, 全流程铁回收率53.47%, 磷含量降到0.20%。通过酸浸脱磷正交实验, 发现浓硫酸用量对脱磷率、铁回收率影响显著。使用高压辊磨处理, 增加磁选粗精矿的比表面积, 能有效提高酸浸脱磷率, 当粗精矿比表面积由589 cm²/g提高到1 865 cm²/g时, 铁精矿磷含量由0.20%降到0.08%。     

高硅含铁镍渣还原制备珠铁研究

为了有效回收镍渣中的铁,以石墨为还原剂,配加适量氧化钙压制成球团,采用直接还原工艺制备珠铁。探讨了还原时间、温度及碱度对球团还原、渣铁分离、金属化率的影响。结果表明,镍渣配碳球团在温度1 400 ℃、碱度0.8、还原时间12 min条件下,球团还原产物中渣铁分离良好,铁金属化率达93.89%,还原反应活化能为199.64 kJ/mol,反应速率由碳的气化反应控制,还原分离后的珠铁有望替代部分废钢用作电炉炼钢原料。     

鲕状赤铁矿提铁降铝不同工艺的对比

针对某高铝鲕状赤铁矿进行了磁化焙烧-磁选、直接还原-磁选、深度还原-磁选3种降铝工艺的试验研究。试验结果表明：添加添加剂YS-1,深度还原-磁选工艺可有效将原矿中的铝降至2.5%以下,当原矿全铁含量为42.56%,Al₂O₃含量为12.30%时,可获得全铁品位为93.16%,Al₂O₃含量为2.02%的还原铁产品,其铁回收率为88.45%,实现了高铝鲕状赤铁矿铝铁的有效分离。     

高磷鲕状赤铁矿金属化还原焙烧-磁选-熔分新工艺研究

针对高磷鲕状赤铁矿中有价组元铁与杂质元素磷、硅、铝的分离难题,提出了低温选择性金属化还原—磁选—熔分处理新工艺,添加复合促进剂强化还原并促进金属铁微粒迁移、聚集、长大。研究了焙烧温度、促进剂用量、煤量、焙烧时间等条件对焙砂磨矿磁选后精矿铁品位、铁回收率及脱杂效果的影响。结果表明,添加剂对铁的富集及脱杂影响显著。优化的焙烧工艺条件下,原矿加入6%促进剂、25%的煤,975℃下恒温焙烧150 min,焙砂中铁主要以单质铁呈棒条状、蠕虫状产出,利于磨矿解离;磷仍主要以磷灰石存在;焙砂经磨矿—磁选,可获得含Fe 86.77%、P0.20%、Al_2O_3 1.81%、SiO_2 3.86%的精矿类海绵铁粉,Fe回收率88%;类海绵铁粉在1 550℃下熔分,可以得到含磷小于0.01%、含铁大于99%的优质铁水,全流程Fe回收率85%,杂质磷、硅、铝脱除率99%,实现了铁的高效回收和铁与磷、硅、铝组元的深度分离。     

高磷鲕状铁矿氧化球气基还原-磁选提铁降磷研究

以某高磷鲕状铁矿氧化球为试样,研究了气基还原-磁选生产粉末还原铁工艺。以CaCO₃为脱磷剂时,考察了还原气体总流量、还原温度以及还原时间对提铁降磷的影响,发现调整上述条件,均不能获得合格的粉末还原铁; 以Na₂CO₃为脱磷剂时,考察了还原温度以及Na₂CO₃用量对提铁降磷的影响,结果表明,在Na₂CO₃用量15%、H₂与CO流量分别为3.75 L/min和1.25 L/min、1 100 ℃下还原180 min,获得了铁品位96.55%、铁回收率94.99%、磷含量0.08%的优质粉末还原铁。     

CaO和Na2CO3用量对高磷鲕状赤铁矿石深度还原分选的影响

采用深度还原技术处理高磷鲕状赤铁矿可以取得良好的技术经济指标,但添加剂（如CaO和Na₂CO₃）在深度还原过程中的作用仍需深入研究。以鄂西某宁乡式高磷鲕状赤铁矿石为原料,考察还原温度、还原时间、碳氧摩尔比对还原指标的影响。结果表明,适宜的深度还原条件为还原温度1 523 K、还原时间30 min、碳氧摩尔比2.0,获得的还原物料铁金属化率为86.21%,还原物料经磁选获得的磁选精矿铁品位为91.69%、回收率为92.23%。在最佳还原条件下分别以CaO和Na₂CO₃为添加剂进行深度还原试验,采用化学成分分析和X射线衍射（XRD）探究了CaO和Na₂CO₃用量对高磷鲕状赤铁矿石深度还原分选指标、脱磷效果和物相转变的影响。结果表明,添加CaO和Na₂CO₃均可抑制深度还原过程中铁橄榄石的生成,有效降低精矿中磷含量,提高铁回收率;CaO可与物料中的SiO2和Al2O3反应生成硅灰石和钙铝黄长石等高熔点硅酸盐,不利于铁品位的提高;Na₂CO₃可与物料中的SiO₂和Al₂O₃反应生成钠长石等低熔点硅酸盐,有利于铁品位的提高。     

配加钠盐添加剂的高铁锰矿煤基直接还原的试验研究

采用煤基直接还原-磁选工艺对某高铁锰矿进行铁-锰分离的试验研究。不配加添加剂时磁性产物铁品位为59.42%, 锰品位为20.73%; 非磁性产物锰品位为48.88%, 铁品位为5.91%。为强化铁-锰分离, 选择Na₂CO₃、Na₂SO₄和Na₂S₂O₃作为添加剂进行还原试验, 结果表明3种添加剂在还原过程中都能促进铁-锰分离, 且Na₂S₂O₃效果最优。在Na₂S₂O₃用量为5%时, 磁性产物的铁品位提高至85.38%, 锰品位降低至9.08%; 非磁性产物的锰品位提高至54.72%, 铁品位降低至2.59%。研究了加入添加剂前后焙烧矿的微观结构和物相转变, 结果表明Na₂S₂O₃有利于MnS和Mn₂SiO₄的形成并促进了铁晶粒的聚集长大。     

钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离主要影响因素探析

从钛磁铁矿还原历程和焙烧方式、还原条件、磨选条件对钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离的影响等4个方面分析总结了钛磁铁矿直接还原—磁选技术的研究进展。在直接还原过程中,钛磁铁矿的还原历程为Fe_2.75Ti_0.75O₄→Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃→FeTi₂O₅→Ti₂O₃;从现阶段看,钛磁铁矿直接还原常用的焙烧方式主要有内配法和包埋法,其中内配法还原温度低、还原时间短、还原剂用量低,成本低且钛铁分离效果更好,包埋法所得富钛产品中TiO₂品位高,有利于钛资源回收利用;还原剂、还原温度、还原时间和添加剂均对钛铁分离效果有影响,适宜的还原条件有利于钛铁矿物的还原和金属铁颗粒的聚集长大,从而促进钛铁分离;磨矿细度和磁场强度也对钛铁分离效果有影响,磨矿细度不宜过粗/过细,磁场强度不宜过大/过小。通过分析比较可以看出,钛磁铁矿直接还原过程中还原历程和强化钛铁分离的深入研究对钛、铁资源的综合利用具有重要意义,最后指出了钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离技术发展和进步的主要方向。     

风化高泥铌多金属矿选矿试验研究

针对国外某风化型铌多金属矿高度风化、严重泥化, 烧绿石、磷灰石、磁铁矿等有价矿物被纤磷钙铝石、高岭土等泥质矿物紧密包裹的矿石性质, 在原矿Nb₂O₅、Fe和P₂O₅品位分别为0.73%、15.81%和7.39%时, 采用“搅拌-脱泥-浮磷-弱磁选选铁-浮铌”工艺流程, 获得Nb₂O₅品位25.85%、回收率56.45%的铌精矿, P₂O₅品位38.91%、回收率63.33%的磷精矿和Fe品位60.37%、回收率45.56%的铁精矿, 实现了稀有金属铌、伴生有价元素铁和磷的综合回收。     

高磷铁矿球团气化脱磷影响因素研究

通过XRD衍射仪分析了高磷铁矿中磷的赋存状态,并结合FactSage 7.2热力学分析结果,采用配料造球、球团焙烧等手段,探究了不同配碳量、温度和焦粉粒度对高磷铁矿球团气化脱磷的影响规律。结果表明: 高磷铁矿中磷的存在形式为Ca₅(PO₄)₃F,加入0.8% SiO₂和1.6% CaCl₂作为混合脱磷剂,在焙烧温度1250 ℃、配碳量8%、焦粉粒度0.074~0.15 mm时,气化脱磷率达24.1%。