还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选影响的研究进展

这是一篇矿业工程领域的文章。综述了还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原的影响,从煤和其他还原剂两个方面归纳了还原剂对高磷鲕状赤铁矿还原影响的研究现状,从单一脱磷剂和组合脱磷剂两种使用方式总结了脱磷剂的研究进展。指出了高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选工艺存在的问题,根据目前存在问题提出了未来针对高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选研究方向的建议。

鲕状高磷赤铁矿超细粉的气基还原实验研究

使用新开发装置对高磷赤铁矿超细粉进行气基还原实验研究.该矿中P主要以磷灰石形式嵌布于鲕状赤铁矿和其他脉石颗粒之间,但Fe和P元素未处于化学结合状态.采用超级涡流磨技术将高磷赤铁矿磨成平均粒度为2μm的超细粉,实现Fe和P元素较好的解离.还原实验结果表明,使用新开发的还原装置实现了矿粉的高度还原;粒度对还原结果的影响最显著,超细矿粉(2μm)的还原度可达90%,较常规粒度矿粉(150μm)提高约30%;还原产物颗粒间并未发生烧结,采用简易磁选设备对还原产物进行磁选分离,初步实现矿粉中Fe与P元素分离和富集.

还原剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷的影响

讨论还原剂对鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷的影响,研究在固定脱磷剂用量下,还原剂用量对还原铁中铁、磷含量及铁回收率的影响,并研究其焙烧产物。结果表明:还原剂中固定碳及挥发分对还原铁中铁品位及铁回收率的影响较大,灰分对还原铁中磷品位的影响较大;当使用同一还原剂时,焙烧产物中金属铁含量随还原剂用量的增加而增加,浮氏体含量随还原剂用量的增加而降低,还原剂用量的增加会减弱脱磷剂与矿石中主要脉石矿物生成铝硅酸钠的趋势;当还原剂用量相同时,活性炭、焦炭、无烟煤和褐煤所得焙烧产物中金属铁含量逐渐增加,浮氏体含量逐渐降低;在这4种还原剂中,褐煤直接还原同步脱磷的效果最好,无烟煤和焦炭次之,活性炭的效果最差。

鄂西某高磷鲕状赤铁矿提铁降磷选矿试验研究

为开发利用鄂西某宁乡式高磷鲕状赤铁矿,对其进行了反浮选、强磁选、强磁选—反浮选、还原焙烧—弱磁选等多方案的提铁降磷选矿试验研究。试验结果表明,采用常规选矿方法很难对该矿石进行有效选别,而采用添加脱磷剂的还原焙烧—两段磨矿、两段弱磁选工艺,可或得较好的提铁降磷效果,铁精矿铁品位为92.34%,磷品位为0.025%,铁回收率为90.31%。

高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷新脱磷剂

为开发高磷鲕状赤铁矿,采用直接还原焙烧的方法对含TFe品位为43.58%,磷含量0.83%的鄂西某宁乡式高磷鮞状赤铁矿进行系统研究。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对提铁降磷机理进行研究。研究结果表明:在配合使用NCP和新脱磷剂TS2种脱磷剂的条件下,可以获得TFe品位为91.35%、铁回收率为85.12%、磷含量为0.081%的直接还原铁粉。原矿加入脱磷剂焙烧后,含磷矿物的物相并没有发生变化,仍以氟磷石的形式存在,通过细磨磁选实现提铁降磷。加入的脱磷剂有助于破坏鲕状结构,使金属铁颗粒与脉石颗粒的接触面变得平滑、清晰,改善高金属铁和脉石的解离条件,同时脱磷剂还能促进中间产物铁橄榄石的还原。

高磷鲕状赤铁矿开发利用现状及发展趋势

简述了高磷鲕状赤铁矿的矿石特性及其分选难点,介绍了国内选矿工作者应用强磁—反浮选工艺、磁化焙烧—弱磁选工艺、磁化焙烧—弱磁选—反浮选工艺、直接反浮选工艺、脱磷工艺处理该类型矿石所取得的研究成果,指出采用常规选矿工艺处理该类型矿石难以获得满意的分选指标,但采用深度还原—高效磁选工艺处理该类型矿石能取得较理想的分选指标,并根据新工艺所存在的问题,总结了未来选矿工作者主攻的方向。

高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷研究

对含铁品位为43.58%、含磷0.83%的鄂西某宁乡式高磷鲕状赤铁矿进行了直接还原焙烧脱磷试验研究。研究了焙烧温度、还原剂用量、焙烧时间、脱磷剂用量对直接还原铁指标的影响。在还原剂用量17.5%,TS用量50%,NCP用量2.5%,焙烧时间60 min,一段磨矿粒度为-0.074 mm粒级占89.56%,磁选磁场强度为87.58 kA/m;二段磨矿粒度为-0.025 mm粒级占100%,磁选磁场强度为87.58 kA/m时可得到铁品位91.58%,回收率84.96%,磷品位0.049%的直接还原铁磁选精矿。

煤种对高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷的影响

以3种烟煤、1种无烟煤和1种褐煤为还原剂,配合SY1与SY2按2∶1质量比配成的脱磷剂,采用直接还原焙烧—磁选工艺,研究煤种对鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷的影响。结果表明：煤中的固定碳、挥发分有利于提高所得还原铁产品的铁品位和铁回收率,灰分对降低还原铁磷含量不利;增加煤用量和增加脱磷剂用量都能提高直接还原同步降磷的效果,但前者所需成本比后者低;在合适的煤用量和脱磷剂用量下,5种煤都可以得到铁品位大于90%,磷含量小于0.1%的还原铁,相比较而言,褐煤直接还原同步脱磷的效果较好,其次为无烟煤,烟煤较差。

CMS抑制剂对鄂西高磷鲕状赤铁矿反浮选效果的研究

对鄂西高磷鲕状赤铁矿进行了反浮选研究。将改性羧甲基阴离子淀粉（CMS）作为抑制剂代替传统的玉米淀粉,并配合自行研制的QD-01捕收剂,采用细磨-湿式强磁-反浮选小型试验对CMS的抑制效果进行了验证。试验结果表明：磨矿粒度为-0.074 mm粒级占90%时,胶磷矿与赤铁矿部分解离,但依旧有粘连;磁选后铁矿平均铁品位47.87%,P含量0.78%;在浮选温度为20~25℃时,采用CMS作抑制剂,能获得平均铁精矿大于53.22%、磷含量小于0.47%、浮选作业回收率大于58%的铁精矿。

高磷鲕状赤铁矿还原焙烧同步脱磷工艺研究

为开发利用鄂西"宁乡式"高磷鲕状赤铁矿,进行了添加脱磷剂还原焙烧-磁选的试验研究。对还原剂煤用量、脱磷剂NCP用量、焙烧温度、焙烧时间等条件进行了研究。结果表明,还原剂煤用量为40%,脱磷剂NCP用量为20%,1 000℃下焙烧60 min,再经细磨、磁选,可以达到提高铁品位、降低磷的效果,最终得到产品铁品位90.09%,铁回收率88.91%,磷品位0.06%。

高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中铁颗粒长大特性研究

研究鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒的长大特性,并着重讨论还原温度、渣相碱度及反应时间对铁颗粒长大的影响。研究结果表明,高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属铁颗粒成核及晶核长大的过程是破坏原矿鲕状结构的过程;提高还原温度以及延长还原时间有利于铁颗粒的聚集长大,提高渣相碱度不利于铁颗粒的聚集长大。

QD捕收剂对鄂西高磷鲕状赤铁矿的反浮选效果

通过强磁选—反浮选试验,考察了自行研制的QD系列阴离子捕收剂对鄂西高磷鲕状赤铁矿的反浮选效果。试验结果显示:在-0.074 mm占90%的磨矿细度下,QD系列的3种捕收剂均可以从铁品位为47.87%,P含量为0.78%的强磁选精矿获得铁品位大于52%,磷含量小于0.60%,作业铁回收率大于53%的反浮选铁精矿,其中QD-02和QD-03的作业铁回收率大于70%,QD-01可将铁精矿磷含量降至0.46%。试验结果证明QD系列阴离子捕收剂是高磷鲕状赤铁矿的有效反浮选药剂。

高磷鲕状赤铁矿分级磁选-反浮选试验研究

根据某高磷鲕状赤铁矿磨矿分级产品中铁在各粒级中的分布差异,采用粗细分级-磁选工艺,分别进行弱磁-强磁选,获得了TFe品位为46.8%、TFe回收率为82%的磁选粗精矿。对粗精矿再磨进行一粗两精反浮选,获得精矿TFe品位为54.5%,TFe回收率为68.3%。

某高磷鲕状赤铁矿磷赋存状态及还原焙烧脱磷研究

采用浸出、电渗析等试验方法研究了尼日利亚高磷鲕状赤铁矿中磷的赋存状态并采用XRD和SEM分析添加脱磷剂Na2CO3直接还原焙烧产物的特性.结果表明,含磷矿物主要是呈微细粒包裹体嵌布在铁矿物鲕粒的裂隙或孔洞中的纤磷钙铝石(CaAl3(OH)6(HPO4)(PO4))、蓝磷铝铁矿(FeAl2(PO4)2OH·6H2O)以及均匀分散在铁矿物中的磷.通过添加脱磷剂Na2CO3的还原焙烧磁选可实现高效铁磷分离.磷通过两种方式去除:一部分含磷矿物与金属铁分离,存在于脉石矿物中,通过磨矿磁选可以有效去除,一部分含磷矿物与Na2CO3反应生成溶于水的磷矿物,最终使得还原铁产品中的磷含量降低.

煤的挥发分对高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧的影响

在相同还原焙烧条件和等量添加剂下,系统研究了煤基还原剂中的挥发分对鄂西高磷鲕状赤铁矿在直接还原焙烧过程中对含铁和磷矿物的影响.通过XRD及SEM分析对煤基中挥发分的作用机理进行初步阐述.研究结果表明,煤的挥发分有利于铁回收率的提高,对降低铁产品中磷不利.经过类高温干馏的两种煤种的原煤作为还原剂时,焙烧产品新生成脉石矿物不同,并且原矿中鲕绿泥石和石英等会与含铁矿物发生复杂的化学反应,原矿中含磷矿物大部分仍以氟磷灰石形式存在,但少部分含磷矿物仍会参与还原焙烧的反应.

高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷的迁移行为

湖北某高磷鲕状赤铁矿石铁品位为42.21%、磷含量为1.31%;铁主要以赤铁矿形式存在,磷主要以磷灰石形式存在。为考察深度还原过程中磷的迁移行为,对该矿石进行了深度还原—弱磁选试验。结果表明:升高还原温度、延长还原时间或增大碳氧摩尔比均有利于磷向金属铁相富集。在还原温度1 548 K、碳氧摩尔比2.5和还原时间60 min的条件下进行还原,获得的还原产品磨细至-0.074 mm占84%,在磁场强度为107 k A/m的条件下弱磁选后,可得到磷品位2.49%、回收率77.07%的高磷金属相。金属相SEM及EDS能谱分析结果表明:金属相中部分区域的磷以P-Fe固溶体的形式存在,部分区域的磷以Fe_xP和P-Fe固溶体的形式共存。

高炉灰与高磷鲕状赤铁矿共还原回收铁的研究

为考察高炉灰作为还原剂用于高磷鲕状赤铁矿石还原焙烧的可能性,以鄂西某铁品位为42.72%的鲕状赤铁矿石和河北某铁品位为23.96%、固定碳含量为32.83%的高炉灰为原料,进行了共还原焙烧回收铁试验。结果表明:在高炉灰用量为30%、共还原焙烧温度为1 150℃、焙烧时间为60 min、还原产品磨矿细度为-0.043 mm占96%、磁选磁场强度为87.58 k A/m条件下,可获得铁品位为91.88%、回收率为88.38%、磷含量为0.072%的还原铁。不同高炉灰用量下焙烧产品的XRD分析结果表明:随高炉灰用量的增加,铁的衍射峰逐渐增强,增加高炉灰用量有利于含铁矿物被还原成金属铁,但还原铁产品磷含量也升高。高炉灰作为还原剂用于高磷鲕状赤铁矿共还原焙烧,为高效利用高炉灰和难选铁矿石提供了一种新思路,又可以降低鲕状赤铁矿石直接还原焙烧的成本,同时减轻高炉灰对环境的污染,具有较高的经济和环境效益。

碳酸钠在高磷鲕状赤铁矿直接还原中的作用

为了研究碳酸钠对尼日利亚某高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧-磁选脱磷效果的影响,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了添加碳酸钠后直接还原焙烧的产物.结果表明,还原焙烧过程中添加碳酸钠后可以实现脱磷:碳酸钠的加入抑制了铁橄榄石的生成,阻断了磷进入金属铁的过程;使得鲕粒结构破坏,促进金属铁颗粒的聚集长大,有利于金属铁颗粒与脉石的解离;原矿中含磷矿物在焙烧过程中与碳酸钠反应生成可溶性的Na3PO4,在磨矿磁选过程中溶于水,使直接还原铁中磷的含量降低.

湖北某高磷鲕状赤铁矿磁化焙烧-磁选-反浮选试验研究

湖北某地高磷鲕状赤铁矿主要铁矿物为赤褐铁矿,有害杂质磷、硅、铝含量高,难以获得有效利用。针对此原矿铁品位为46.31%,磷含量为1.25%的高磷鲕状赤铁矿进行了磁化焙烧及磨选工艺技术条件试验研究。试验确定了磁化焙烧—磁选,一次粗选、一次扫选反浮选工艺,在磨矿细度-0.074mm含量占75%、配煤量11%、焙烧温度800℃、焙烧时间30min的条件下可获得铁品位57.17%、回收率82.74%、磷含量1.12%的磁选铁精矿产品。磁选精矿采用一次粗选、一次扫选反浮选工艺提铁降磷,通过该工艺分选后,可获得TFe品位60.53%、回收率70.22%、磷含量0.32%的铁精矿产品。

还原剂种类对高磷鲕状赤铁矿直接还原提铁降磷的影响

以褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭为还原剂,使用直接还原-磨矿-磁选的方法,对高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原提铁降磷过程进行了详细研究。结果表明:不同温度条件下,不同还原剂对还原铁的铁品位、铁回收率和磷品位影响趋势相同。在1 150℃时,焦炭对直接还原提铁降磷并没有明显优势,调节不同煤或者焦炭的用量都可以达到铁品位90%以上,磷品位0.1%以下,铁回收率80%以上的指标;另外煤的变质程度越高,所需煤用量越少。