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1、菱鐵礦和褐鐵礦選礦技術(shù)???一、菱鐵礦和褐鐵礦礦石特點(diǎn)???菱鐵礦(Siderite)。純菱鐵礦(FeCO3)理論含鐵品位48.27%,但由于經(jīng)常與Mn2+、Mg2+等形成類質(zhì)同象礦物(如鎂菱鐵礦、錳菱鐵礦、鎂錳菱鐵礦),因此其純礦物含鐵品位常在43.47%~48.20%范圍內(nèi)波動(dòng);菱鐵礦的比磁化系數(shù)為(35~150)×10-9m3/Kg,其磁性較鏡鐵礦和赤鐵礦弱,較褐鐵礦強(qiáng);菱鐵礦密度較小,常為(3.7~3.9)×103kg/m3,莫氏硬度3.5~4.5,易于泥化;其表面零電點(diǎn)為pH=7.3,可浮性類似于赤鐵礦;菱鐵礦在不
2、通入空氣的條件下采用中性焙燒,可分解為磁鐵礦。由于鐵品位低、分解耗熱大、易粉化、強(qiáng)度差等特點(diǎn),不宜直接供高爐煉鐵或作為燒結(jié)用料。???褐鐵礦(Limonite)。褐鐵礦(mFe2O3·nH2O)是一系列含水的氫氧化鐵及泥質(zhì)物的統(tǒng)稱,包括針鐵礦(FeO(OH))、水針鐵礦(FeO(OH)·nH2O)、纖鐵礦(FeO(OH))、水纖鐵礦(FeO(OH)·nH2O)、水赤鐵礦(2Fe2O3·H2O)等。由于褐鐵礦并不具有固定化學(xué)組成,而是若干種礦物的混合物,因此褐鐵礦的含鐵量并不固定,其范圍為48%~62.9%。硬度1.0~5.5
3、,密度3.0~4.2g/cm3,比磁化系數(shù)(20~80)×10-6m3/kg。外表顏色一般為黃褐色、暗褐色或黑色。褐鐵礦的密度、比磁化系數(shù)等物理性能與主要脈石礦物石英(密度2.65g/cm3,比磁化系數(shù)10×10-6m3/kg)非常接近,表面泥化嚴(yán)重,疏水性差。同時(shí),由于褐鐵礦成因復(fù)雜,磁性相對較弱、粒度粗細(xì)不均勻、磨礦過程中易泥化等特點(diǎn),致使褐鐵礦選礦難度相當(dāng)大。由于褐鐵礦中富含結(jié)晶水,理論品位低,因此采用物理選礦方法,鐵精礦品位很難達(dá)到60%,但與菱鐵礦相同,焙燒后因燒失較大而使鐵精礦品位大幅度提高,但因褐鐵礦在磨礦過程
4、中極易泥化,流失嚴(yán)重,難以獲得較高的金屬回收率。???二、菱鐵礦和褐鐵礦選礦方法典型的菱鐵礦和褐鐵礦選礦工藝包括:???(一)單-重選工藝。因褐鐵礦礦物密度變化大,鐵回收率低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。???(二)單-濕式強(qiáng)磁選工藝。對細(xì)粒級礦泥選別效果較差。???(三)單-浮選工藝。包括正浮選和反浮選,重點(diǎn)需解決的問題是細(xì)粒級礦泥的影響。???(四)選擇性絮凝浮選。借助淀粉、腐殖酸鹽等對褐鐵礦的選擇性絮凝作用,再通過脫泥或反浮選除硅酸鹽礦物。由于礦種復(fù)雜,資源品質(zhì)差,雖然很多企業(yè)進(jìn)行過各種菱鐵礦、褐鐵礦選礦的研究工作甚至生產(chǎn)嘗試,但很
5、少有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的實(shí)例。少數(shù)褐鐵礦礦山采用簡單的洗礦作業(yè)后直接銷售。如廣東大寶山褐鐵礦的選礦設(shè)計(jì)流程為破碎一篩洗一槽洗,原礦鐵品位47%~48%,可獲得鐵品位55%左右的塊礦(10~40mm)及鐵品位46%左右的粉礦(10~0mm),水洗尾泥鐵品位38%左右,損失產(chǎn)率18%左右。近年來,長沙礦冶研究院等單位開始進(jìn)行菱鐵礦、褐鐵礦的深選工作,大量實(shí)踐表明,對褐鐵礦選礦而言,焙燒磁選和絮凝脫泥-浮選是回收褐鐵礦的最有效的途徑;對菱鐵礦選礦而言,焙燒磁選是唯一適用的技術(shù)。如湖南祁東鐵礦是典型的微細(xì)粒嵌布的赤褐鐵礦,必須細(xì)磨到22
6、μm占80%鐵礦物才能基本解離,長沙礦冶研究院采用絮凝脫泥-浮選工藝,在工業(yè)生產(chǎn)中取得了鐵精礦品位63.02%,鐵回收率68.59%的優(yōu)良指標(biāo)。陜西大西溝鐵礦是典型的菱褐鐵礦共生礦床,采用磁化焙燒-磁選-反浮選工藝流程,在工業(yè)生產(chǎn)中取得了鐵精礦TFe品位60.63%,全鐵回收率75.42%的技術(shù)指標(biāo)。???三、菱鐵礦和褐鐵礦選礦關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)???焙燒磁選是高效回收菱鐵礦、褐鐵礦最有效的方法,但一些制約生產(chǎn)順行的關(guān)鍵技術(shù)問題必須引起擬開發(fā)該類型礦石的企業(yè)的重視。???(一)回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的問題?;剞D(zhuǎn)窯結(jié)圈導(dǎo)致生產(chǎn)不順行,勞動(dòng)生產(chǎn)率
7、低。采用煤基回轉(zhuǎn)窯對菱、褐鐵礦進(jìn)行磁化焙燒過程中,焙燒系統(tǒng)中FeO含量高,F(xiàn)eO很容易與大量來源于細(xì)粉料及煤灰中的硅、鋁反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的硅(鋁)酸鐵(檢測結(jié)果表明,煤的灰熔點(diǎn)1210℃,F(xiàn)eO存在時(shí),灰熔點(diǎn)溫度降幅甚至高達(dá)220℃),入窯粉料多的現(xiàn)實(shí)致使回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的機(jī)率顯著增加;而回轉(zhuǎn)窯焙燒生產(chǎn)不順行,勞動(dòng)生產(chǎn)率低下是影響生產(chǎn)成本的主要因素。??(二)人工磁鐵礦磁選的問題。人工磁鐵礦雖然較赤褐鐵礦磁性強(qiáng),但因其比磁化系數(shù)低,矯頑力高(見表1),剩磁使得礦漿內(nèi)產(chǎn)生大量絮團(tuán)狀、枝鏈狀磁團(tuán)聚顆粒,影響礦漿正常分級,相對于天然磁鐵礦
8、,不僅磨礦分級效率低,而且磁選效果也較差,目前用于處理天然磁鐵礦的磁選設(shè)備難以適應(yīng)人工磁鐵礦的分選,相對于開放式磁系的常規(guī)滾筒磁選機(jī)而言,閉合磁路的磁選設(shè)備更適用。表1?天然磁鐵礦與焙燒礦的磁性比較礦石名稱比磁化強(qiáng)度/(10-4t/g)矯頑力Hc/(kA/m)比磁化系數(shù)Xmax/(cm3/