生物質(zhì)磁化焙燒赤鐵礦的研究.pdf

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1、第14卷第4期礦業(yè)工程2016年8月MiningEngineering31生物質(zhì)磁化焙燒赤鐵礦的研究張士元馮雅麗李浩然(1．北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京100083；2．中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所生化工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190)摘要：利用生物質(zhì)磁化焙燒赤鐵礦，分別研究了焙燒溫度、焙燒時(shí)間、生物質(zhì)用量等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)鐵礦石磁化焙燒效果的影響，確定最佳實(shí)驗(yàn)條件為焙燒溫度700℃，焙燒時(shí)間5Orain，生物質(zhì)用量8％，對(duì)焙燒產(chǎn)品進(jìn)行磁選可達(dá)到品位61．48、回收率91．31％的鐵精礦。對(duì)焙燒產(chǎn)品進(jìn)行XRD分析表明，焙燒產(chǎn)品中鐵物相主要為磁鐵礦，說(shuō)明利用生物質(zhì)作

2、為還原劑焙燒赤鐵礦可以達(dá)到還原的效果。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；赤鐵礦；磁化焙燒；機(jī)理研究中圖分類號(hào)：TF046．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—8550(2016)04—0031一O3燒，防止鐵礦石在高溫下出現(xiàn)粘結(jié)的現(xiàn)象，焙燒產(chǎn)0引言物有利于通過(guò)磁選回收鐵。全球每年的生物質(zhì)產(chǎn)量鐵礦石焙燒在鐵礦石富集和煉鐵行業(yè)中占有重超過(guò)1000億噸，即使可供能源開發(fā)利用的生物質(zhì)要位置。鐵礦石的工業(yè)化磁化焙燒方法主要是氣基不超過(guò)總量的19／6，生物質(zhì)能源也成為僅次于煤或煤基還原焙燒法口]，由于受到天然氣資源的分布炭、石油與天然氣的第四大消費(fèi)能源Es]，可見(jiàn)研究原因及其他經(jīng)濟(jì)因素的制約，煤

3、基還原焙燒法在國(guó)利用生物質(zhì)磁化焙燒鐵礦石對(duì)節(jié)約資源、綠色生產(chǎn)內(nèi)外漸漸占到主導(dǎo)位置。然而煤基還原劑具有較高的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。目前越來(lái)越多的的燃燒點(diǎn)和較低的反應(yīng)活性是的煤基磁化焙燒的溫研究人員開始關(guān)注生物質(zhì)能在傳統(tǒng)工業(yè)中的應(yīng)用。度普遍在800℃左右。另外煤灰分的主要成分是王永斌等]研究褐鐵礦的還原焙燒時(shí)發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)的Al。O。和SiO。等]，在較高溫度下，與FeO很容易焙燒效果比褐煤好，而且焙燒溫度較褐煤低生成低熔點(diǎn)的復(fù)雜化合物例如低熔點(diǎn)的鐵橄欖100℃。朱國(guó)才等研究焙燒還原軟錳礦時(shí)發(fā)現(xiàn)生石_3]，從而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，降低回收率物質(zhì)熱解產(chǎn)生的焦油有利于

4、還原過(guò)程。造成鐵礦物的損失。此外，煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的研究利用生物質(zhì)代替化石燃料煤作為還原劑磁CO和煙塵對(duì)溫室效應(yīng)和大氣污染都有不利影響?；簾噼F礦，從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)方面為鐵礦因此，煤基還原法對(duì)煤的要求很高[4]，高能耗、高石的磁化焙燒探索可行的方法。成本并且對(duì)環(huán)境污染大，在環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下1實(shí)驗(yàn)很難繼續(xù)發(fā)展。目前，世界環(huán)境、能源問(wèn)題突出，煤基鐵礦石焙燒法對(duì)環(huán)境破壞不可低估，隨著經(jīng)濟(jì)1．1實(shí)驗(yàn)原理危機(jī)和能源危機(jī)的到來(lái)的尋求一種清潔能源代替不鐵氧化物經(jīng)過(guò)磁化焙燒，可顯著增強(qiáng)其磁性，可再生能源煤作為還原劑焙燒還原鐵礦石需求日益而其他脈石礦物磁性改變不明顯，利用

5、鐵礦物的這迫切。一性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)分離和提純的目的。生物質(zhì)相對(duì)于化石能源是一種無(wú)毒并且具有可在磁化焙燒的過(guò)程中，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)：再生性的碳中性清潔能源。生物質(zhì)儲(chǔ)量豐富，分布3Fe2O3+CO：==2Fe3O4+CO2(1)范圍廣泛；含有害元素N、S低，具有改善環(huán)境、3Fe2O3+H2—2Fe3O4+H2O(2)調(diào)節(jié)氣候的功能。另外，生物質(zhì)具有較好的透氣通過(guò)磁化焙燒的產(chǎn)品可以利用磁選的方法實(shí)現(xiàn)性，可有效的在較低溫度下實(shí)現(xiàn)赤鐵礦的磁化焙磁鐵礦和脈石礦物的分離。由于鐵礦物磁性的顯著增強(qiáng)，通常采用弱磁場(chǎng)磁選即可實(shí)現(xiàn)。收稿日期：2016—04—151．2原料特性基金項(xiàng)目：國(guó)家

6、自然科學(xué)基金(Nos．21176026，21176242)；中國(guó)實(shí)驗(yàn)原料以河北某赤鐵礦為研究對(duì)象。對(duì)原礦大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)計(jì)劃(No．DY125—15一T一08)；中央高?；A(chǔ)研究基金(No．FRT—TP一09—002B)進(jìn)行化學(xué)元素分析和X射線衍射分析，結(jié)果見(jiàn)表1作者簡(jiǎn)介：張士元(1986一)，男(漢族)，北京科技大學(xué)土木與環(huán)和圖1。境工程學(xué)院博士研究生。32礦業(yè)工程第14卷第4期還原劑配比，低于這一比例時(shí)還原氣氛不足只有部分赤鐵礦被還原，高于8時(shí)由于溫度較高鐵礦物出現(xiàn)過(guò)還原現(xiàn)象使得回收率降低。因此，生物質(zhì)用量選取8較為合適。想囂槲回圖1原礦的X射線衍射譜由表1

7、和圖1可知該鐵礦石中鐵礦物組分為赤鐵礦，主要脈石礦物為石英。該礦石中礦物組成相圖2生物質(zhì)用量對(duì)磁化焙燒效果的影響對(duì)簡(jiǎn)單，鐵品位47．58，需要經(jīng)過(guò)選別富集才能2．2焙燒溫度和時(shí)間磁化焙燒效果的影響應(yīng)用于煉鐵過(guò)程。研究中使用的生物質(zhì)原料為松樹焙燒溫度和時(shí)間對(duì)赤鐵礦磁化焙燒效果的影響鋸末，來(lái)源于北京郊區(qū)家具加工廠。結(jié)果如圖3。實(shí)驗(yàn)條件為生物質(zhì)用量為赤鐵礦質(zhì)量1．3實(shí)驗(yàn)方法8，焙燒溫度和時(shí)間為變量，磨礦濃度為6O，鐵礦石礦樣首先用顎式破碎機(jī)破碎至一5mm，磨礦細(xì)度為≤0．074mm占9O，磁選強(qiáng)度均采用再用對(duì)輥破碎機(jī)破碎至一2mm，混勻分樣裝袋備110kA／m用，取樣