高磷鲕状赤铁矿分选性能及方法研究

论文摘要

鄂西鲕状赤铁矿有30-40亿吨的储量,其开发利用一直是一个世界性的难题。本文首先对鄂西鲕状赤铁矿石的工艺矿物学进行了研究,矿石中主要矿物为赤铁矿、鲕绿泥石、石英,其次是褐铁矿、云母类矿物、粘土矿物和胶磷矿。矿石结构主要有鲕状、网脉状、蜂窝状,以鲕状为主。根据核心的矿物成份不同,可分为以石英为核心、以鲕绿泥石为核心、以胶磷矿为核心、以褐铁矿为核心、以鲕绿泥石与胶磷矿集合体为鲕核等的同心环带结构。赤铁矿与鲕绿泥石、石英、粘土等脉石矿物互层以环带产出,多数环带层很薄,且环界线不平整,从而造成赤铁矿与脉石矿物解离十分困难。而铁以鲕状环带结构存在的占75%,非鲕状结构存在的占25%。论文进行了重液分离、跳汰、溜槽及摇床等重力分选研究,对含铁43%的原矿石,经重力分选所得铁精矿含铁一般均不超过51%,部分含铁大于54%的重产品其回收率很低,小于36%；强磁选方面进行了原矿石磨细到-0.045mm占95%时,经强磁粗选和精选,铁精矿含铁能提高到54.20%,铁回收率已降至36.31%。上述铁精矿中含磷都比较高,一般都在0.6%-0.8%。为了降低磷含量,采用反浮选脱磷-强磁选脱硅工艺处理原矿石,获得的铁精矿含铁54.05%,含磷可降低到0.20%,这时铁精矿的回收率只有18.83%；总之,对鄂西鲕状高磷赤铁矿石采用重力选矿、强磁选、浮选等工艺均难以得到合格铁精矿,含铁一般都在55%以下,并且铁的回收率也比较低。研究了马弗炉磁化焙烧,使赤铁矿转变为磁铁矿。焙烧矿石磨矿细度为-0.045mm占85%,经弱磁选可得到铁精矿产率63.77%,含铁58.88%,含磷0.712%,铁回收率85.77%,铁精矿中含磷较高。对该铁精矿再进行反浮选脱磷得到铁精矿产率46.86%,含铁60.25%,含磷0.31%,铁回收率71.63%。通过试验考察了原矿石在焙烧前或焙烧后浮选脱磷对最终铁精矿中含磷的影响,试验表明原矿石焙烧前脱磷比焙烧后从铁精矿中脱磷效果稍好一些。焙烧磁选指标良好,说明鄂西鲕状赤铁矿用磁化焙烧可以有效地分选回收矿石中的铁矿物,但是磁化焙烧的工业装备,还需要研究。通过闪速磁化焙烧技术的研究与开发,已初步研究成功处理闪速磁化焙烧的扩大试验装置,把原矿石粉磨至-0.1mm,矿石经旋风筒三段预热后进入还原反应器,在反应器内使赤铁矿几乎完全转变为磁铁矿,焙烧矿石弱磁选,得到铁精矿产率60.17%,铁品位58.32%,铁回收率81.15%的工艺指标。铁矿物分选技术指标优异,说明闪速磁化焙烧装置和技术焙烧效果好,磁铁矿转化率高。论文最后进行了机理研究,初步说明了该鲕状赤铁矿难磁化焙烧的原因和解决途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 第2章 鄂西铁矿石性质
• 2.1 矿床地质概况和矿体特征
• 2.2 矿石的化学分析
• 2.3 矿石中铁、磷的化学物相分析
• 2.4 矿石的矿物组成及相对含量
• 2.5 矿石的主要结构构造
• 2.6 矿石中主要矿物的嵌布特征
• 2O₃'>2.6.1 赤铁矿Fe₂O₃
• 2.6.2 褐铁矿
• 5[PO₄]₃（OHF）'>2.6.3 胶磷矿Ca₅[PO₄]₃（OHF）
• 3（OH）₆{（Mg,Fe,Al）₃[（Si,Al）₄O₁0（OH）₂]}'>2.6.4 鲕绿泥石（Mg,Fe,Al）₃（OH）₆{（Mg,Fe,Al）₃[（Si,Al）₄O₁0（OH）₂]}
• 2'>2.6.5 石英SiO₂
• 2.6.6 方解石CaCO3
• 2.7 矿石中赤铁矿的粒度组成及分布特征
• 2.7.1 赤铁矿的粒度组成
• 2.7.2 矿石中赤铁矿的粒度特性
• 2.8 矿石中铁、磷的赋存状态及元素平衡计算
• 2.8.1 矿石中铁、磷的赋存状态
• 2.8.2 矿石中铁、磷的元素平衡计算
• 2.9 影响选矿铁精矿品位提高的矿物学因素研究
• 2.9.1 影响矿石中铁品位提高的矿物学因素
• 2.9.2 影响矿石中铁回收率提高的矿物学因素
• 2.9.3 影响脱磷选矿效果的矿物学因素
• 2.9.4 影响脱硅效果的矿物学因素
• 2.9.5 影响矿石中脱铝效果的矿物学因素
• 2.9.6 提高铁选矿指标的途径
• 第3章 常规选矿方法研究
• 3.1 重选方法
• 3.1.1 原矿筛析
• 3.1.2 重液分离试验
• 3.1.3 跳汰试验
• 3.1.4 跳汰+强磁选试验
• 3.1.5 溜槽试验
• 3.1.6 摇床试验
• 3.2 强磁选工艺研究
• 3.2.1 50～0mm强磁干式磁选抛废试验
• 3.2.2 12～0mm强磁干式磁选抛废试验
• 3.2.3 粗磨磁选试验
• 3.2.4 细磨强磁选试验
• 3.3 浮选工艺
• 3.3.1 强磁选-浮选试验
• 3.3.2 原矿细磨浮选
• 3.3.3 阶段磨矿反浮选脱磷-磁选脱硅探索试验
• 3.4 常规选矿结果分析
• 第4章 磁化焙烧研究
• 4.1 磁化焙烧方法简述
• 4.2 焙烧矿预选抛尾试验
• 4.3 磁化焙烧条件试验
• 4.3.1 焙烧温度试验
• 4.3.2 还原剂用量试验
• 4.3.3 煤粉粒度试验
• 4.3.4 焙烧时间试验
• 4.3.5 焙烧矿冷却方式对比试验
• 4.3.6 还原剂种类对比试验
• 4.4 流程试验
• 4.4.1 磁化焙烧试验样品的制备
• 4.4.2 磁化焙烧—连续磨矿—弱磁选工艺研究
• 4.4.3 磁化焙烧—阶段磨矿—弱磁选工艺研究
• 4.4.4 焙烧-磁选-反浮选试验
• 4.5 原矿反浮选-焙烧-磁选试验
• 4.5.1 反浮选脱磷试验
• 4.5.2 磁化焙烧试验
• 4.6 弱磁铁精矿降铝试验
• 4.6.1 弱磁精矿降铝试验
• 4.6.2 浮选铁精矿化学浸出降铝试验
• 4.6.3 降铝试验小结
• 第5章 闪速磁化焙烧磁选工艺研究
• 5.1 闪速磁化焙烧原理
• 5.2 闪速焙烧冷态试验
• 5.2.1 闪速磁化焙烧冷态试验装置
• 5.2.2 布风板的选取试验
• 5.2.3 空气流量与布风板压差试验
• 5.3 闪速焙烧热态小型试验
• 5.3.1 流化速度试验
• 5.3.2 焙烧时间试验
• 5.3.3 焙烧温度试验
• 5.3.4 焙烧气氛试验
• 5.4 闪速焙烧扩大试验
• 5.4.1 焙烧温度试验
• 5.4.2 焙烧气氛试验
• 5.4.3 给矿细度试验
• 5.5 双反应炉的焙烧试验
• 5.6 焙烧矿磁选流程试验
• 第6章 闪速磁化焙烧原理分析
• 6.1 闪速焙烧热力学和动力学初步分析
• 6.1.1 赤铁矿还原热力学原理
• 6.1.2 赤铁矿还原动力学分析
• 6.1.3 鄂西鲕状赤铁矿石还原焙烧生成磁铁矿的难点
• 6.1.4 改善和提高鲕状赤铁矿还原焙烧效果的措施
• 6.2 闪速磁化焙烧过程中矿物颗粒运动规律分析
• 6.2.1 竖直管道中颗粒运动规律的分析
• 6.2.2 应用分析
• 6.3 多级旋风闪速磁化系统理论研究小结
• 第7章 结语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录