Vol.17 No.3 杨世山等：包头2号矿体选冶经济高效流程的开发 .219. 11原料成分分析 重选粗精矿是用摇床将比重较小的脉石矿物与比重较大的铁矿物和铌矿物分离开所 得的精矿，其成分如表1.与原矿含Nb,O,0.26%和TFε7.10%相比，铌和铁分别富集 了6~8倍，重选工序的铌收率达65%左右). 表12号矿重选粗精矿成分 成分Nb,Os P,Os TFe REO SiO2 Cao Mgo0 MnO Tio2 含量/%1.82.1557.752.202.857.347.400.960.32 重选粗精矿进一步富集铌的关键是分离倪矿物和占80%的铁矿物，直接用磁 选处理重选粗精矿，可得到含Nb,0,5%左右的富铌物料，铌收率为50%~60%.对这种富 铌物料的物相观察表明，赤铁矿和褐铁矿占40%~50%，磁铁矿占2-3%.再对磁选前的重选 粗精矿进行物相观察，表明铁矿物中磁铁矿(Fe,O,)占60%左右，赤铁矿(FeO3) 和褐铁矿(2F©，O,·3H,0量较少)占40%左右，说明直接磁选未将弱磁性的铁矿物 (赤铁矿、褐铁矿)与铌矿物分离，因而提出先磁化焙烧再磁选的工艺， 1.2焙烧原理及实验方案 赤铁矿和褐铁矿等弱磁性的铁氧化物，在还原条件下加热到一定温度，可转变成磁铁 矿，其还原焙烧过程可按铁矿物焙烧图来确定， 褐铁矿加热到300~400℃时开始脱水，600℃左右脱水即告结束，转变成赤铁矿；赤 铁矿在还原气氛中加热到400℃时，还原反应即开始进行，并显示出磁性增强，但还原速 度慢.工业上常把赤铁矿还原温度控制在550℃左右，可在较短时间内完全还原为磁铁 矿；磁铁矿在无氧气氛中迅速冷却时组成不变，若在400℃以下的空气中冷却，则转变成 强磁性的y-FezO,若在400℃以上的空气中冷却，则转变成弱磁性的a-Fe,O3;当焙 烧制度控制得不好，赤铁矿还原未在FO,处终止，就发生过还原，可产生强磁性金属铁 或弱磁性的浮士体即FeO,-FeO固溶体， 因此，确定了温度(500~750℃)、焙烧气氛(C0为30~100%)，焙烧时间(40~80min)、料 重(20~60g)等因素的磁化焙烧正交试验方案（见表2）.根据正交试验结果确定了1kg的 扩大试验的工艺参数，进行了12炉试验，将磁选尾矿送交流等离子炉冶炼， 磁选经过磁场强度在0.3~l.0×10A/的探索试验，选择出铌富集好回收率高的参数. 1.3试验装置及方法 探索试验和条件试验的装置如图1所示.实验室扩大试验是2kg级的回转窑装 置，其附属供气系统参照图1配置， 探索试验和条件试验是用透气坩埚在固定床条件下进行的，焙烧温度选择工业生产 中还原磁化焙烧温度的上下限，即450~800℃；焙烧气氛用转炉煤气（除去CO,后，C0 含量近100%)和高炉煤气（除去C02后，C0含量约30%）.从还原能力看，这两种煤气不 去CO,也完全可用于还原磁化焙烧；料重（或料层厚度，按本实验条件为每10g料厚V 6 1 . 1 7 N 6 . 3 杨世 山 等 : 包头 2 号 矿体 选冶 经济 高效流 程的 开发 1 . 1 原 料成 分 分 析 重选 粗 精矿 是 用摇 床将 比重 较 小 的脉 石 矿 物 与 比重 较 大 的 铁矿 物 和 妮 矿 物 分 离 开 所 得 的精 矿 , 其成分 如 表 1 . 与 原 矿 含 N b 2 0 。 0 . 2 6 % 和 T F e7 . 10 % 相 比 , 妮 和 铁 分 别 富集 了 6 ~ 忍倍 . 重 选工 序 的妮 收 率 达 65 % 左 右 .l[] 表 1 2 号 矿重 选粗 精矿 成分 成分 N b Z 0 5 p Z 0 5 T F e R E O 5 10 : C a O M g O M n O T IO Z 含量 /% 1 . 8 2 . 1 5 5 7 . 75 2 . 2 0 2 . 8 5 7 . 34 7 . 4 0 0 . 96 0 . 3 2 重 选 粗 精 矿 进 一 步 富 集 妮 的 关 键 是 分 离 妮 矿 物 和 占 80 % 的 铁 矿 物 . 直 接 用 磁 选处 理 重 选粗 精矿 , 可得到含 N b 2 0 5 5 % 左右的富妮物料 , 锭收率 为 50 % 一 60 % . 对这种 富 钥 物料 的物相观 察表 明 , 赤 铁矿 和褐 铁矿 占 40 % 一 50 % , 磁铁矿 占 2 一 3% . 再对磁 选前 的重 选 粗 精 矿 进行 物 相 观 察 , 表 明铁 矿 物 中磁 铁 矿 ( F e 3 0 4 ) 占 60 % 左 右 , 赤 铁 矿 ( F e Z 0 3 ) 和 褐 铁 矿 (2 F e Z 0 3 · 3 H 2 0 量 较 少 ) 占 4 0 % 左 右 . 说明 直 接磁 选 未 将 弱 磁 性 的 铁矿 物 ( 赤 铁 矿 、 褐 铁矿 ) 与妮 矿 物 分 离 , 因而 提 出 先 磁化 焙 烧 再 磁 选 的 工 艺 . .2 焙烧原 理 及 实 验方 案 赤 铁 矿 和 褐铁矿 等 弱 磁性 的铁 氧化 物 , 在 还 原 条 件 下 加 热 到 一 定 温 度 , 可 转 变 成 磁 铁 矿 , 其 还原 焙 烧 过 程 可 按 铁 矿 物 焙 烧 图! ’ } 来 确定 . 褐 铁 矿 加 热到 30 0 一 4 0 0 ℃ 时 开始 脱 水 , 6 0 0 ℃ 左 右 脱 水 即告 结 束 , 转 变 成 赤 铁 矿 ; 赤 铁 矿在 还 原 气 氛 中加 热 到 4 0 0 ℃ 时 , 还 原 反 应 即开 始 进 行 , 并 显 示 出 磁 性 增 强 , 但 还 原 速 度 慢 . 工 业上 常 把 赤 铁 矿 还 原 温 度 控 制 在 5 0 ℃ 左 右 , 可 在 较 短 时 间 内 完 全 还 原 为 磁 铁 矿 ; 磁 铁 矿在 无 氧 气 氛 中迅 速 冷 却 时 组 成 不 变 , 若 在 4 0 0 ℃ 以 下 的 空 气 中 冷 却 , 则 转 变 成 强磁 性 的 下 一 F e 2 0 3 , 若在 40 0 ℃ 以 上 的 空 气 中 冷却 , 则 转 变 成 弱 磁 性 的 : 一 F c Z 0 3 ; 当焙 烧 制 度 控 制 得 不好 , 赤 铁 矿 还 原 未 在 F e 3 0 4 处 终 止 , 就 发 生 过 还 原 , 可 产 生 强 磁 性 金 属 铁 或 弱 磁 性 的 浮 士 体 即 F e 3 0 4 一 F e O 固 溶 体 . 因此 , 确 定了温度 ( 5 0 0 一 7 5 0 oC ) 、 焙烧气氛 (C O 为 3 0 一 1 0 0 % ) 、 焙烧时间 (4 0 一 8 0 而n ) 、 料 重 (2 0 一 6 0 9 ) 等 因 素 的磁 化焙 烧 正 交 试 验 方 案 (见 表 2) . 根 据 正 交 试验 结 果 确 定 了 1 k g 的 扩大 试 验 的 工 艺参 数 , 进 行 了 12 炉 试 验 , 将 磁 选尾 矿 送 交 流 等 离 子 炉 冶 炼 . 磁选经过 磁场 强度在 .0 3 一 1 . 0 x lo 叭m/ 的探索试 验 , 选择 出妮 富集好 回 收率高 的参数 . L 3 试验装置 及 方法 探 索 试 验 和 条 件 试 验 的 装 置 如 图 1 所 示 . 实 验 室 扩 大 试 验 是 2 k g 级 的 回 转 窑 装 置 , 其 附 属供 气 系 统 参照 图 1 配 置 . 探 索试 验 和 条件 试 验 是 用 透 气 增 祸在 固定 床 条 件 下 进 行 的 . 焙 烧 温 度 选 择 工 业 生 产 中还 原磁 化 焙 烧温 度 的上 下 限 , 即 4 50 一 80 0 ℃ ; 焙 烧 气 氛 用转 炉 煤 气 (除 去 C O : 后 , C O 含量 近 10 0% ) 和 高 炉 煤 气 ( 除去 C O Z 后 , C O 含 量 约 30 % ) . 从还 原 能 力 看 , 这 两 种 煤 气 不 去 C O Z 也 完 全 可 用 于 还 原 磁 化 焙 烧 ; 料 重 (或 料 层 厚 度 , 按 本 实 验 条 件 为 每 10 9料 厚