第11期 胡文韬等：微细铁颗粒的单体解离特性和选择性回收工艺 .1427· 表7L9(34)正交试验条件的极差分析（选矿效率） 不能作为首选工艺条件.故仍将正交表中的实验条 Table 7 Range analysis of L9(34)orthogonal test conditions 件6(A2B2CD2)作为最优条件，其平行实验指标 (w(TFe)+cFe) 如表9所示.经表9验证，该实验条件下粉末铁 因素水平 A B C D w(TFe)和eFe的波动均小于0.5%(w(T℉e)化验精 167.23 174.06 174.56 169.77 度)，误差可接受 2 178.23 172.72 176.87 178.58 2.2尾渣中铁的赋存状态 3 180.46 179.14 174.49 177.57 2.2.1尾渣1中铁的赋存状态 Rs 13.23 6.43 2.39 8.81 在表4中实验条件6下，一段磁选尾渣（尾渣 即相对于w(TFe),粉末铁eFe是影响铁元素分离和 1),刊矿相显微镜照片如图4所示.研究发现，尾渣 回收的主要方面. 1中的铁元素主要以单质铁颗粒或连生体的形式存 以选矿效率为指标，正交试验推出的最佳条件 在，且粒度都在50m以下.这表明限制粉末铁回 为A3B3C2D2.验证实验如表8所示.表8表明，验 收率提高的主要因素并非赤铁矿还原不彻底，而是 证实验(A3B3C2D2)条件下，选矿效率为184.64%， 还原后形成的微细粒未能聚集到合适粒度，未能在 高于正交表中的实验条件6(A2B2C1D2).然而验证 一段磨矿过程中单体解离，因而在一段磁选过程中 实验(A3B3C2D2)条件下，w(TFe)较低（低于92%）， 以粗连体的形式流失于尾渣， 表8直接还原验证实验结果(A3BgC2D2) Table 8 Direct reduction proof test results(A3B3C2D2) 煤用量/% CCO用量/% NCP用量/% 时间/min w(TFe)/% EFe/% 选矿效率/% 35 35 120 91.82 92.82 184.64 表9直接还原验证实验结果 Table 9 Direct reduction proof test results 编号煤用量/%CCO用量/%NCP用量/%时间/min(TFe)/% cFe/%选矿效率/% 1 30 30 0.5 120 93.21 91.38 184.59 30 30 0.5 120 93.15 91.41 184.56 30 30 0.5 120 93.18 91.39 184.57 度较高，但仍有少量颗粒以细连生体的形式存在， 证实了回收率低的主要原因并非还原不彻底.原矿 中的赤铁矿嵌布粒度极细，在保温和还原过程中难 以聚集和长大，冷却后仍以微细粒单质铁的形式存 在.这些微细粒单质铁体积较小，在磁选过程中所 受的磁场力小，容易被水流冲刷而损失于尾渣. 2000μm 图4 尾渣1矿相显微镜照片 Fig.4 Mineralogical microscope image of the 1st stage tail- ing 2.2.2尾渣2中铁的赋存状态 200m 在表4中实验条件6下，二段磁选尾渣（尾渣 2)矿相照片如图5所示.图5显示，尾渣2中的 图5尾渣2矿相显微镜照片 单质铁颗粒粒度比尾渣1更细，绝大部分颗粒粒度 Fig.5 Mineralogical microscope image of the 2nd stage tail- 在10m以下（细铁颗粒）.单质铁颗粒的单体解离 ing第 11 期 胡文韬等：微细铁颗粒的单体解离特性和选择性回收工艺 1427 ·· 表 7 L 9 (34) 正交试验条件的极差分析 (选矿效率) Table 7 Range analysis of L9 (34) orthogonal test conditions (w(TFe)+εFe) % 因素水平 A B C D X¯1 167.23 174.06 174.56 169.77 X¯2 178.23 172.72 176.87 178.58 X¯3 180.46 179.14 174.49 177.57 R3 13.23 6.43 2.39 8.81 即相对于 w(TFe)，粉末铁 εFe 是影响铁元素分离和 回收的主要方面. 以选矿效率为指标，正交试验推出的最佳条件 为 A3B3C2D2. 验证实验如表 8 所示. 表 8 表明，验 证实验 (A3B3C2D2) 条件下，选矿效率为 184.64%， 高于正交表中的实验条件 6 (A2B2C1D2). 然而验证 实验 (A3B3C2D2) 条件下，w(TFe) 较低 (低于 92%)， 不能作为首选工艺条件. 故仍将正交表中的实验条 件 6 (A2B2C1D2) 作为最优条件，其平行实验指标 如表 9 所示. 经表 9 验证，该实验条件下粉末铁 w(TFe) 和 εFe 的波动均小于 0.5% (w(TFe) 化验精 度)，误差可接受. 2.2 尾渣中铁的赋存状态 2.2.1 尾渣 1 中铁的赋存状态 在表 4 中实验条件 6 下，一段磁选尾渣 (尾渣 1)，矿相显微镜照片如图 4 所示. 研究发现，尾渣 1 中的铁元素主要以单质铁颗粒或连生体的形式存 在，且粒度都在 50 µm 以下. 这表明限制粉末铁回 收率提高的主要因素并非赤铁矿还原不彻底，而是 还原后形成的微细粒未能聚集到合适粒度，未能在 一段磨矿过程中单体解离，因而在一段磁选过程中 以粗连体的形式流失于尾渣. 表 8 直接还原验证实验结果 (A3B3C2D2) Table 8 Direct reduction proof test results (A3B3C2D2) 煤用量/% CCO 用量/% NCP 用量/% 时间/min w(TFe)/% εFe/% 选矿效率/% 35 35 1 120 91.82 92.82 184.64 表 9 直接还原验证实验结果 Table 9 Direct reduction proof test results 编号 煤用量/% CCO 用量/% NCP 用量/% 时间/min w(TFe)/% εFe/% 选矿效率/% 1 30 30 0.5 120 93.21 91.38 184.59 2 30 30 0.5 120 93.15 91.41 184.56 3 30 30 0.5 120 93.18 91.39 184.57 图 4 尾渣 1 矿相显微镜照片 Fig.4 Mineralogical microscope image of the 1st stage tail￾ing 2.2.2 尾渣 2 中铁的赋存状态 在表 4 中实验条件 6 下，二段磁选尾渣(尾渣 2) 矿相照片如图 5 所示. 图 5 显示，尾渣 2 中的 单质铁颗粒粒度比尾渣 1 更细，绝大部分颗粒粒度 在 10 µm 以下(细铁颗粒). 单质铁颗粒的单体解离 度较高，但仍有少量颗粒以细连生体的形式存在， 证实了回收率低的主要原因并非还原不彻底. 原矿 中的赤铁矿嵌布粒度极细，在保温和还原过程中难 以聚集和长大，冷却后仍以微细粒单质铁的形式存 在. 这些微细粒单质铁体积较小，在磁选过程中所 受的磁场力小，容易被水流冲刷而损失于尾渣. 图 5 尾渣 2 矿相显微镜照片 Fig.5 Mineralogical microscope image of the 2nd stage tail￾ing