一种分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法与流程

1.本发明属于矿物加工技术领域，涉及一种分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法。


背景技术：

2.我国铁矿石资源丰富，但呈现贫矿多、富矿少的特点，贫矿约占总储量的94.6％，多存在原矿品位低、矿物组成复杂、嵌布粒度细的特点。例如酒钢镜铁山矿，原矿平均铁品位33%左右，矿物组成复杂，矿石中可回收的铁矿物主要为镜铁矿、褐铁矿和菱铁矿，含铁矿物嵌布特征复杂，嵌布粒度细，是我国著名的难选氧化铁矿石之一。
3.采用磁化焙烧-磁选工艺处理这类难选铁矿石是最为有效的方法。目前，国内难选铁矿石采用的磁化焙烧设备主要有竖炉和回转窑。竖炉主要处理入炉粒度为15～100mm的块状难选铁矿石，回转窑主要是用来处理粒度为0～25mm的粉状难选铁矿石。
4.虽然竖炉磁化焙烧已将近百年历史，但在工业生产中暴露出的问题，使得它逐渐被强磁选工艺所替代。竖炉磁化焙烧主要存在的问题有：所处理的矿石粒度大，其重量比表面积比小，因而矿石与还原剂的接触机会少，还原过程缓慢；实际生产中，由于块矿表层还原度高于中心，存在表层和中心还原不均匀的现象，块矿粒度愈大，还原不均匀现象愈严重；由于入炉块矿粒度范围大，存在小粒级块矿整体过还原，而大粒级块矿整体欠还原的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，解决了竖炉磁化焙烧中矿石还原过程缓慢、还原不均匀的问题。
6.为此，本发明采取以下技术方案：一种分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，包括以下步骤：步骤一：试验准备，选1~3块15~80mm粒级的块状铁矿石，干燥后装入高温合金反应管；步骤二：磁化焙烧，将装有块状铁矿石的高温合金反应管放入已升到设定温度的竖式电炉内进行磁化焙烧，待电炉显示温度恢复到设定的反应温度时开始计时，同时通入还原气体；步骤三：焙烧矿冷却，等反应结束后，切断竖式电炉电源，向高温合金反应管中通入氮气，使焙烧矿冷却至室温；步骤四：切割分层，将块状焙烧矿切割分层，分成表层、中心两种焙烧矿样；步骤五：检测分析，取表层、中心两种焙烧矿样，分别检测其tfe、feo含量，计算块状铁矿石磁化焙烧不均匀度，分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果，研究块状铁矿石磁化焙烧效果与磁化焙烧温度、时间、还原气体成分之间的关系。
7.进一步地，所述步骤二中磁化焙烧温度为600~750℃，反应时间为40~60min。
8.进一步地，所述步骤二中还原气体为co和n2的混合气体，还原气体成分为co：n2=40:60，还原气体的流量控制为1~5 l/min。
9.进一步地，所述步骤四中切割分层是指将块状焙烧矿近似成球体，以其半径中点所汇集成的球面为分割面，内侧为焙烧矿中心、外侧为焙烧矿表层。
10.进一步地，所述步骤五中块状铁矿石磁化焙烧不均匀度是指块状焙烧矿表层与中心矿样磁化率的差值，差值越小，铁矿石磁化焙烧不均匀度越小，即块状铁矿石磁化焙烧越均匀。
11.本发明的有益效果在于：1.本发明通过这种分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，可以确定块状铁矿石磁化焙烧不均匀度，从而判断块状铁矿石磁化焙烧质量；2.本发明通过这种分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，可确定块状铁矿石磁化焙烧效果与磁化焙烧温度、时间、还原气体成分之间的关系，进一步优化块状铁矿石竖炉磁化焙烧工艺参数；3.本发明适用于镜铁矿及赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等常见块状难选铁矿石。
附图说明
12.图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图1与实施方法对本发明的技术方案进行相关说明。
14.实施例1本实施例所述块状铁矿石为酒钢镜铁山矿，其粒度为60mm，分层分析该块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，包括以下步骤：步骤一：试验准备，选1块60mm粒级的块状铁矿石，干燥后装入高温合金反应管。
15.步骤二：磁化焙烧，将装有块状铁矿石的高温合金反应管放入已升到设定温度的竖式电炉内进行磁化焙烧，待电炉显示温度恢复到设定的反应温度时开始计时，同时通入还原气体，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为60min，还原气体成分为co：n2=40:60的混合气，还原气体的流量控制为5 l/min。
16.步骤三：焙烧矿冷却，等反应结束后，切断竖式电炉电源，向高温合金反应管中通入氮气，使焙烧矿冷却至室温。
17.步骤四：切割分层，将块状焙烧矿切割分层，分成表层、中心两种焙烧矿样。
18.具体地，所述步骤四中切割分层是指将块状焙烧矿近似成球体，以其半径中点所汇集成的球面为分割面，内侧为焙烧矿中心、外侧为焙烧矿表层。
19.步骤五：检测分析，取表层、中心两种焙烧矿样，分别检测其tfe、feo含量，计算块状铁矿石磁化焙烧不均匀度，分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果，研究块状铁矿石磁化焙烧效果与磁化焙烧温度、时间、还原气体成分之间的关系。
20.具体地，所述步骤五中块状铁矿石磁化焙烧不均匀度是指块状焙烧矿表层与中心矿样磁化率的差值，差值越小，铁矿石磁化焙烧不均匀度越小，即块状铁矿石磁化焙烧越均匀。
21.试验数据如下：块矿表层：磁化率（tfe/feo）=3.15；块矿中心：磁化率（tfe/feo）=4.57；块状铁矿石磁化焙烧不均匀度δ（tfe/feo）=1.42。
22.结果分析如下：在此工艺条件下，块状铁矿石磁化焙烧不均匀度δ（tfe/feo）为1.42，说明块状铁矿石磁化焙烧不均匀，需进一步调整工艺参数。
23.实施例2：本实施例所述块状铁矿石为酒钢镜铁山矿，其粒度为60mm，分层分析该块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，具体包括以下步骤：步骤一：试验准备，选1块60mm粒级的块状铁矿石，干燥后装入高温合金反应管；步骤二：磁化焙烧，将装有块状铁矿石的高温合金反应管放入已升到设定温度的竖式电炉内进行磁化焙烧，待电炉显示温度恢复到设定的反应温度时开始计时，同时通入还原气体。焙烧温度为650℃，焙烧时间为50min，还原气体成分为co：n2=40:60的混合气，还原气体的流量控制为5l/min；步骤三：焙烧矿冷却，等反应结束后，切断竖式电炉电源，向高温合金反应管中通入氮气，使焙烧矿冷却至室温；步骤四：切割分层，将块状焙烧矿切割分层，分成表层、中心两种焙烧矿样；步骤五：检测分析，取表层、中心两种焙烧矿样，分别检测其tfe、feo含量，计算块状铁矿石磁化焙烧不均匀度，分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果，研究块状铁矿石磁化焙烧效果与磁化焙烧温度、时间、还原气体成分之间的关系。
24.试验数据如下：块矿表层：磁化率（tfe/feo）=3.10；块矿中心：磁化率（tfe/feo）=3.85；块状铁矿石磁化焙烧不均匀度（δtfe/feo）=0.75。
25.结果分析如下：在此工艺条件下，块状铁矿石磁化焙烧不均匀度δ（tfe/feo）为0.75，说明块状铁矿石磁化焙烧不均匀，需进一步调整工艺参数。
26.实施例3：本实施例所述块状铁矿石为酒钢镜铁山矿，其粒度为60mm，分层分析该块状铁矿石磁化焙烧效果的试验方法，具体包括以下步骤：步骤一：试验准备，选1块60mm粒级的块状铁矿石，干燥后装入高温合金反应管；步骤二：磁化焙烧。将装有块状铁矿石的高温合金反应管放入已升到设定温度的竖式电炉内进行磁化焙烧，待电炉显示温度恢复到设定的反应温度时开始计时，同时通入还原气体。焙烧温度为700℃，焙烧时间为50min，还原气体成分为co：n2=40:60的混合气，还原气体的流量控制为4 l/min；步骤三：焙烧矿冷却，等反应结束后，切断竖式电炉电源，向高温合金反应管中通入氮气，使焙烧矿冷却至室温；步骤四：切割分层。将块状焙烧矿切割分层，分成表层、中心两种焙烧矿样；
步骤五：检测分析，取表层、中心两种焙烧矿样，分别检测其tfe、feo含量，计算块状铁矿石磁化焙烧不均匀度δ（tfe/feo），分层分析块状铁矿石磁化焙烧效果，研究块状铁矿石磁化焙烧效果与磁化焙烧温度、时间、还原气体成分之间的关系。
27.试验数据：块矿表层：磁化率（tfe/feo）=2.31；块矿中心：磁化率（tfe/feo）=2.42；块状铁矿石磁化焙烧不均匀度（δtfe/feo）=0.11。
28.结果分析：在此工艺条件下，块状铁矿石磁化焙烧不均匀度δ（tfe/feo）达到0.11，说明块状铁矿石磁化焙烧基本均匀，可为块状铁矿石竖炉磁化焙烧工艺参数优化提供参考。