磨矿过程对某还原球团中金属铁的氧化及后续磁选的影响

以湖南某低品位赤铁矿石低温快速直接还原球团为对象,通过弱磁选、激光粒度分析、SEM、XRD和XPS等技术手段研究了磨矿过程对球团中金属铁的氧化及后续磁选的影响。研究结果表明：①直接还原球团铁品位为31.18%,金属铁含量为26.45%,金属化率达到84.83%,SiO₂含量为43.63%,金属铁多为集合体,呈蠕虫状或星点状分散于脉石矿物中,结晶粒度微细,粒径一般为10～30 μm,最大为400 μm。②延长磨矿时间,磨矿产品中铁的金属化率明显下降,磨矿10 min时铁的金属化率为82.24%,磨矿40 min时铁的金属化率降至71.67%;磁选精矿铁品位先大幅度上升后小幅下降,铁回收率先小幅上升后明显下降,铁金属化率明显下降;磁选精矿平均体积粒径、D50、D10均呈先快后慢的下降趋势,金属铁的单体解离度呈先快后慢的上升趋势;磨矿10 min时磁选精矿铁的金属化率为81.10%,磨矿40 min时铁的金属化率降至62.99%。③延长磨矿时间,磨矿产品中金属铁的衍射峰减弱,Fe₃O₄的衍射峰从无到有,从弱到强。Fe 2p3/2轨道结合能随着磨矿时间的延长而升高,金属铁颗粒表面的氧化程度加深。④SEM-EDS分析表明,磁选精矿金属铁颗粒表面与氧发生了结合,且磨矿时间越长氧含量越高,絮状含铁区域也呈现这样的特征。综上所述,还原球团中的金属铁在磨矿过程会发生氧化,且磨矿时间越长氧化程度越高。     

还原回转窑中的粉末黏结特性及其固结机理

为了解决或延缓还原回转窑结圈问题,分析了粉末的黏结特性,包括粉末的软熔特性、固结强度,同时分析了还原回转窑中的粉末固结的原因与形成机理。研究结果表明:还原气氛越强、煤灰掺量越高,粉末的软熔温度越低,越容易形成液相固结;焙烧温度升高、煤灰的掺量增加,粉末固结强度提高,越易黏附固结在回转窑窑壁上;随着焙烧时间延长,粉末的固结强度先显著上升,再显著下降,然后又上升。焙烧温度升高、煤灰掺量增加,粉末固结强度增加的原因是促进了粉末中铁橄榄石和钙铁辉石等物质形成,产物使粉末黏结更紧密;焙烧时间造成粉末固结强度变化是固相固结和粉末还原过程晶形转变共同导致的结果:在焙烧初期,固相固结和还原同时进行,粉末固结强度上升;在还原焙烧中期,固相固结过程基本结束,还原膨胀效果显现,粉末的固结强度迅速下降;在焙烧后期,Fe2O3—Fe3O4—Fe O阶段基本结束,金属铁大量生成,粉末的体积收缩,其强度上升。