第2期 李克庆等：宣龙式铁矿焙烧还原磁选工艺及其影响因素 155 1050110011501200和1250℃七个温度点进行 增幅趋于平缓，铁精矿品位甚至有所降低.显然，还 对比实验，实验结果如图2所示 原时间并不是越长越好，其原因在于随着反应时间 100 的延长，碳含量不断降低.还原反应趋于变慢尤其 90 85 是到了还原末期，FO被还原的速率与其再次被氧 80 化的速率趋于平衡.此外，高温条件下反应物的熔 90 融烧结以及杂质包裹现象也会加剧，这些因素共同 是 ■一精矿矿品位 影响了精矿品位和铁回收率的进一步提高.综上考 ◆一回收率 165 虑，确定理想的焙烧还原时间为60m识 75 950 10501150 125060 2.4磨矿细度对磁选效果的影响 还原温度℃ 高温焙烧还原产生的还原铁与其他组分的混合 图2焙烧还原温度对精矿品位及回收率的影响 物，在自然冷却后，两者之间存在着相互粘连和包裹 F2 Effects of roasting reduction tmperature a cocentrae 的现象.为了获得理想的磁选效果，必须对其进行 gmde and reoovery 适度的粉磨，以使两者达到单体解离.为此以上述 由图2可以看出，随着焙烧还原温度的提高，铁 各实验所确定的理想条件(G还原剂配加量为30%， 还原温度为1200℃还原时间为60m)下的焙烧 精矿的各项指标均有不同程度的提高，但是当温度 提升到一定程度后，指标进一步提高的幅度极其有 产物为对象，进行了不同磨矿细度条件（通过磨矿 时间来控制)下磁选效果的对比实验，实验方案及 限.其原因在于过高的温度会导致矿粉间发生严重 的烧结行为，先期还原出来的FO与脉石中的S) 结果如表3所示 生成铁橄榄石类物质，并产生软化和熔化，形成液 表3磨矿细度对精矿品位及回收率的影响 相，这种液相会堵塞矿物间的微小孔隙。影响反应的 Table3 Effects of grinding fnenes on conoentra te grade and recover 进程，使还原效果变差.此外，部分熔融和焙烧产物 磨矿 磨矿细度 精矿 回收 时间mn (-45m)% 品位% 率% 固结现象的出现，也为后续的破碎和磨矿增加了困 5 6218 8278 9214 难.综合考虑这些因素，在保证较佳的还原指标的 10 8450 87.50 90.80 前提下，确定焙烧还原温度为1200℃. 15 9294 盛61 9053 2.3焙烧还原时间对还原效果的影响 20 9619 见53 90.78 焙烧时间的长短决定在特定的焙烧温度条件下 30 99.44 233 90.53 还原反应进行的彻底程度.在煤粉配加量为 从表3可以看出，随着磨矿时间的增加，磨矿细 30%、还原温度为1200℃、湿式磁选的条件下，分别 度也逐步加大，当磨矿时间增加到20m时，精矿 选取30.45.60.75和90m五个时间点进行对比实 品位和回收率均达到了最大值，进一步增加磨矿细 验，以确定最佳的还原时间，实验结果如图3所示. 度，反而不利于这两项指标的提高.因此，确定最佳 94 92 的磨矿时间为20m要相应的磨矿细度为一45μm占 90 96.19%. 92 粥 25磁场强度对磁选效果的影响 为了确定培烧产物磁选的合理磁场强度，对经 ■一精矿品位 8E 上述最佳磨矿时间(20m口得到的磨矿产物进行了 ◆一回收率 不同磁场强度条件下选矿指标的对比实验，磁场强 86 80 度对铁精矿品位和回收率指标的影响结果如图4 4560 75 90 还原时间/min 所示 图3还原时间对精矿品位及回收率的影响 由图4可以看出，磁场强度由71k4m增加 Fg3 Effects of reduction tme on concentrate gmde and recovery 到171k4m的过程中，精矿品位有总体下降的趋 势，而回收率随磁场强度的增加而增大，在 由实验结果可以看出，随着焙烧还原时间由 111k4时达到最大值，其后增加的幅度非常有 30m赠加到60m识铁精矿品位和回收率指标均有 限.综合考虑铁精矿品位和回收率两方面的效果， 大幅度的提高，当还原时间超过60m后，指标的 确定最佳的磁场强度为111k4r1,此时的铁精矿第 2期 李克庆等:宣龙式铁矿焙烧还原--磁选工艺及其影响因素 1 050、1 100、1 150、1 200 和 1 250 ℃七个温度点进行 对比实验,实验结果如图 2所示 . 图 2 焙烧还原温度对精矿品位及回收率的影响 Fig.2 Effectsofroastingreductiontemperatureonconcentrate gradeandrecovery 由图 2可以看出, 随着焙烧还原温度的提高 ,铁 精矿的各项指标均有不同程度的提高, 但是当温度 提升到一定程度后, 指标进一步提高的幅度极其有 限 .其原因在于过高的温度会导致矿粉间发生严重 的烧结行为 ,先期还原出来的 FeO与脉石中的 SiO2 生成铁橄榄石类物质, 并产生软化和熔化 , 形成液 相 ,这种液相会堵塞矿物间的微小孔隙,影响反应的 进程,使还原效果变差 .此外, 部分熔融和焙烧产物 固结现象的出现 ,也为后续的破碎和磨矿增加了困 难 .综合考虑这些因素 , 在保证较佳的还原指标的 前提下 ,确定焙烧还原温度为 1 200 ℃. 2.3 焙烧还原时间对还原效果的影响 焙烧时间的长短决定在特定的焙烧温度条件下 还原反应进行的彻底程度 [ 11] .在煤粉配加量为 30%、还原温度为 1 200℃、湿式磁选的条件下 ,分别 选取 30、45、60、75和 90min五个时间点进行对比实 验 ,以确定最佳的还原时间 ,实验结果如图 3所示. 图 3 还原时间对精矿品位及回收率的影响 Fig.3 Effectsofreductiontimeonconcentrategradeandrecovery 由实验结果可以看出, 随着焙烧还原时间由 30 min增加到 60 min,铁精矿品位和回收率指标均有 大幅度的提高 , 当还原时间超过 60 min后, 指标的 增幅趋于平缓 ,铁精矿品位甚至有所降低.显然, 还 原时间并不是越长越好, 其原因在于随着反应时间 的延长,碳含量不断降低, 还原反应趋于变慢, 尤其 是到了还原末期, FeO被还原的速率与其再次被氧 化的速率趋于平衡 .此外, 高温条件下反应物的熔 融烧结以及杂质包裹现象也会加剧 , 这些因素共同 影响了精矿品位和铁回收率的进一步提高 .综上考 虑, 确定理想的焙烧还原时间为 60 min. 2.4 磨矿细度对磁选效果的影响 高温焙烧还原产生的还原铁与其他组分的混合 物, 在自然冷却后, 两者之间存在着相互粘连和包裹 的现象.为了获得理想的磁选效果, 必须对其进行 适度的粉磨,以使两者达到单体解离 .为此, 以上述 各实验所确定的理想条件 (还原剂配加量为 30%, 还原温度为 1 200 ℃, 还原时间为 60 min)下的焙烧 产物为对象, 进行了不同磨矿细度条件 (通过磨矿 时间来控制 )下磁选效果的对比实验 , 实验方案及 结果如表 3所示. 表 3 磨矿细度对精矿品位及回收率的影响 Table3 Effectsofgrindingfinenessonconcentrategradeandrecovery 磨矿 时间 /min 磨矿细度 (-45μm)/% 精矿 品位 /% 回收 率/% 5 62.18 82.78 92.14 10 84.50 87.50 90.80 15 92.94 88.61 90.53 20 96.19 92.53 90.78 30 99.44 92.33 90.53 从表 3可以看出 ,随着磨矿时间的增加, 磨矿细 度也逐步加大, 当磨矿时间增加到 20 min时 , 精矿 品位和回收率均达到了最大值, 进一步增加磨矿细 度, 反而不利于这两项指标的提高.因此, 确定最佳 的磨矿时间为 20min,相应的磨矿细度为 -45μm占 96.19%. 2.5 磁场强度对磁选效果的影响 为了确定焙烧产物磁选的合理磁场强度, 对经 上述最佳磨矿时间 (20 min)得到的磨矿产物进行了 不同磁场强度条件下选矿指标的对比实验, 磁场强 度对铁精矿品位和回收率指标的影响结果如图 4 所示 . 由图 4可以看出, 磁场强度由 71 kA·m -1增加 到 171 kA·m -1的过程中,精矿品位有总体下降的趋 势, 而 回 收 率 随 磁 场 强 度 的 增 加 而 增 大, 在 111 kA·m -1时达到最大值 ,其后增加的幅度非常有 限.综合考虑铁精矿品位和回收率两方面的效果, 确定最佳的磁场强度为 111 kA·m -1 ,此时的铁精矿 · 155·