工程科学学报，第38卷，第2期：181-186,2016年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.2:181-186,February 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.02.004:http://journals.ustb.edu.cn 海砂矿深度还原一磁选分离实验研究 刘依然”，张建良)四，王振阳”，刘征建”，邢相栋) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)西安建筑科技大学治金工程学院，西安710055 ☒通信作者，E-mail:zhang.jianliang@hotmail..com 摘要应用化学分析、扫描电镜观察和X射线衍射分析方法研究海砂矿的基础物性.采用煤基深度还原一磁选工艺，系统 考察矿粉中F和T的还原分离行为，并明确还原温度、还原时间、碳氧比、磁感应强度和磨矿粒度对还原磁选效果的影响规 律.结果表明：海砂矿主要由钛磁铁矿和钛赤铁矿组成：较优的还原分离工艺参数为还原温度1300℃、还原时间30mi、碳氧 摩尔比1.1、磁感应强度50mT和磨矿细度-0.074mm质量分数86.34%.在此工艺条件下，可以获得金属化率94.23%的还 原产物，磁选指标分别达到精矿铁品位97.19%和尾矿钛品位57.94%，对应的铁、钛回收率为90.28%和87.22%，有效地实 现海砂矿中铁钛元素的分离富集. 关键词海砂矿：铁矿石还原：磁选分离：精矿铁 分类号TF046 Experimental research on the deep reduction-magnetic separation of ironsand LIU Yi-ran,ZHANG Jian-liang,WANG Zhen-yang,LIU Zheng jian),XING Xiang-dong? 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical Engineering,Xi'an University of Architecture and Technology,Xi'an 710055,China Corresponding author,E-mail:zhang.jianliang@hotmail.com ABSTRACT The basic characteristics of ironsand were systematically studied by chemical analysis,scanning electron microscopy and X-ray diffraction.A series of experiments were performed to investigate reduction-magnetic separation for Fe and Ti from iron- sand.The effects of reduction temperature,reduction time,carbon ratio,magnetic density,and grinding fineness on the reduction- magnetic separation process were investigated.It could be found that the ironsand mainly consisted of titanomagnetite and titanohema- tite.The optimal process parameters were obtained as follows:reduction temperature,1300 C:reduction time,30 min:C/O molar ratio,1.1;magnetic density,50 mT:and the grinding fineness of-0.074 um,86.34%.Under such conditions,the metallization rate,the iron grade of magnetic substance and the iron recovery reached to 94.23%,97.19%and 90.28%,respectively,and the titanium grade of non-magnetic substance and the titanium recovery were 57.94%and 87.22%,respectively.The effective separation of iron and titanium could be achieved in this reduction-magnetic separation process. KEY WORDS ironsand;iron ore reduction;magnetic separation:iron concentrate 海砂矿储存量大，价格低廉，来源广泛，但是由于 学者做了大量的研究工作，Longbottom等5研究固态 其铁品位较低，K,0、Na,0及TO2含量较高，多种元素 碳热还原海砂矿的影响因素，分析海砂矿在还原过程 共生复杂嵌布，粒度较粗，结构致密，硬度、熔点较高等 中的物相转变过程，并得出压块中黏结相的形成与压 原因致使选矿和治炼极其困难而无法大量开发利 块强度的提高主要受还原温度的影响的结论.目前， 用.为了实现海砂矿的高效综合利用，国内外相关 对于多金属共生矿较多采用细筛一再磨工艺、高梯度 收稿日期：2014-1-12 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(2012CB720400)工程科学学报，第 38 卷，第 2 期: 181--186，2016 年 2 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 2: 181--186，February 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 02． 004; http: / /journals． ustb． edu． cn 海砂矿深度还原--磁选分离实验研究 刘依然1) ，张建良1) ，王振阳1) ，刘征建1) ，邢相栋2) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 西安建筑科技大学冶金工程学院，西安 710055  通信作者，E-mail: zhang． jianliang@ hotmail． com 摘 要 应用化学分析、扫描电镜观察和 X 射线衍射分析方法研究海砂矿的基础物性． 采用煤基深度还原--磁选工艺，系统 考察矿粉中 Fe 和 Ti 的还原分离行为，并明确还原温度、还原时间、碳氧比、磁感应强度和磨矿粒度对还原磁选效果的影响规 律． 结果表明: 海砂矿主要由钛磁铁矿和钛赤铁矿组成; 较优的还原分离工艺参数为还原温度 1300 ℃、还原时间 30 min、碳氧 摩尔比 1. 1、磁感应强度 50 mT 和磨矿细度 － 0. 074 mm 质量分数 86. 34% ． 在此工艺条件下，可以获得金属化率 94. 23% 的还 原产物，磁选指标分别达到精矿铁品位 97. 19% 和尾矿钛品位 57. 94% ，对应的铁、钛回收率为 90. 28% 和 87. 22% ，有效地实 现海砂矿中铁钛元素的分离富集． 关键词 海砂矿; 铁矿石还原; 磁选分离; 精矿铁 分类号 TF046 Experimental research on the deep reduction--magnetic separation of ironsand LIU Yi-ran1) ，ZHANG Jian-liang1)  ，WANG Zhen-yang1) ，LIU Zheng-jian1) ，XING Xiang-dong2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical Engineering，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，China  Corresponding author，E-mail: zhang． jianliang@ hotmail． com ABSTＲACT The basic characteristics of ironsand were systematically studied by chemical analysis，scanning electron microscopy and X-ray diffraction． A series of experiments were performed to investigate reduction--magnetic separation for Fe and Ti from iron￾sand． The effects of reduction temperature，reduction time，carbon ratio，magnetic density，and grinding fineness on the reduction￾magnetic separation process were investigated． It could be found that the ironsand mainly consisted of titanomagnetite and titanohema￾tite． The optimal process parameters were obtained as follows: reduction temperature，1300 ℃ ; reduction time，30 min; C/O molar ratio，1. 1; magnetic density，50 mT; and the grinding fineness of － 0. 074 μm，86. 34% ． Under such conditions，the metallization rate，the iron grade of magnetic substance and the iron recovery reached to 94. 23% ，97. 19% and 90. 28% ，respectively，and the titanium grade of non-magnetic substance and the titanium recovery were 57. 94% and 87. 22% ，respectively． The effective separation of iron and titanium could be achieved in this reduction--magnetic separation process． KEY WOＲDS ironsand; iron ore reduction; magnetic separation; iron concentrate 收稿日期: 2014--11--12 基金项目: 国家重点基础研究发展计划资助项目( 2012CB720400) 海砂矿储存量大，价格低廉，来源广泛，但是由于 其铁品位较低，K2O、Na2O 及 TiO2含量较高，多种元素 共生复杂嵌布，粒度较粗，结构致密，硬度、熔点较高等 原因致使选矿和冶炼极其困难而无法大量开发利 用［1--4］． 为了实现海砂矿的高效综合利用，国内外相关 学者做了大量的研究工作，Longbottom 等［5--6］研究固态 碳热还原海砂矿的影响因素，分析海砂矿在还原过程 中的物相转变过程，并得出压块中黏结相的形成与压 块强度的提高主要受还原温度的影响的结论． 目前， 对于多金属共生矿较多采用细筛--再磨工艺、高梯度