海滨砂矿直接还原钛铁分离研究进展.ppt

孙体昌北京科技大学矿物加工工程系suntc 1 海滨砂矿直接还原焙烧 磁选铁钛分离研究进展 主要内容 1海滨砂矿的储量及特点2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究4机理研究5结论 2 1 1海滨砂矿的储量 海滨砂矿被定义为在海滨地带由河流 波浪 潮汐 潮流和海流作用 使砂质沉积物中的重矿物碎屑富集而形成的矿床 海滨砂矿通常可划分为非金属砂矿 黑色金属砂矿 有色金属砂矿及稀有金属砂矿4大类 世界海滨砂矿资源主要分布在南半球各国的沿海地区 澳大利亚是当今世界上海滨砂矿储量最丰富 开采最发达 工艺技术和工业装备最先进 产品出口量最大的国家 据统计 从事砂矿调查的沿海国家有40多个 已报道探明砂矿储量的国家有近20个 3 海滨砂矿总储量23713万吨 其按矿物的分布为 4 钛磁铁矿储量占第二位 但目前利用率较低 分布广泛 矿种齐全 储量大 开采方便 选矿简易 生产成本低及产品质量好等优点 目前在海底矿产资源的开发中 海滨砂矿的产值仅次于海底石油和天然气 是增加矿产资源储量最具潜力的资源之一 随着陆地矿物资源的日趋减少 枯竭 开发利用海洋矿物资源显得越来越重要 海滨钛磁铁矿的特点是原矿铁品位高 但钛品位也高 同时伴生有钒 钛铁矿 金红石等有用矿物 缺点是所得铁精矿铁品位低 而钛品位高 影响铁精矿的利用 铁精矿中的钛也难利用 1 2海滨砂矿的特点 5 主要内容 1海滨砂矿的储量及特点2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究4机理研究5结论 6 实例1 印度尼西亚海岸的某海滨砂矿 有用矿物主要为钒钛磁铁矿 钛铁矿 赤铁矿和褐铁矿 原矿fe品位30 52 tio2品位4 78 主要的选矿流程是磨矿 磁选工艺 7 得到tfe品位58 04 回收率86 27 tio2品位9 20 回收率87 00 的含钛铁精矿 2海滨钛磁铁矿常规选矿方法及效果简介 实例2 原矿tio2和fe分别为6 38 和21 91 主要铁矿物是含钛的钛磁铁矿和钛赤铁矿 含少量钛铁矿 褐铁矿 金红石和白钛石 脉石矿物主要是辉石和石英 含少量角闪石 选矿采用比较复杂的联合流程处理 分别回收铁精矿和钛铁矿精矿 8 9 铁精矿 tfe品位56 27 回收率63 95 tio2品位13 51 钛精矿 tio2品位46 91 回收率为22 42 实例3 原矿tfe含量47 11 磁性率 feo tfe 为47 89 同时tio2含量达12 10 属于含钛磁铁矿的海滨砂矿 且原矿中的铁主要以磁性铁的形式存在 磁性铁占有率为80 58 主要铁矿物是含钛的钛磁铁矿 10 得到tfe品位60 28 回收率94 18 tio2品位12 62 的含钛铁精矿 实例4 原矿tf品位51 77 tio2含量达11 57 属于含钛磁铁矿矿石 且原矿中的铁主要以磁性铁的形式存在 主要铁矿物是含钛的钛磁铁矿 11 得到tfe品位58 52 回收率96 06 tio2品位11 93 的含钛铁精矿 不同海滨钛磁铁矿选别效果对比 比较可知 海滨钛磁铁矿选别流程相对比较简单 主要问题是所得铁精矿品位低 钛含量高 钛资源没有得到很好利用 原因是有相当部分钛以类质同象形式存在于钛磁铁矿中 用一般的选矿方法无法实现铁和钛的分离 12 主要内容 1海滨砂矿的储量及特点2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究4机理研究5结论 13 14 目的 以煤为还原剂 对海滨钛磁铁矿进行直接还原焙烧 在焙烧的过程中通过还原剂和添加剂的共同作用 使铁还原成金属铁 钛不还原 然后进行磨矿磁选 使铁进入直接还原铁中 得到高品位的直接还原铁 钛进入到尾矿中得到富集 实现钛铁分离 可以从尾矿中再回收钛 特点 可以实现海滨钛磁铁矿中铁和钛的分离 使铁和钛分别得到回收 15 海滨钛磁铁矿化学分析结果 3 1试样性质来自印尼某海滨砂矿 主要矿物 钛磁铁矿 石英 镁铁矿 方镁石等 16 海滨钛磁铁矿的颗粒及矿物之间的关系 还原用煤的性质 干燥基 17 选择3种不同性质的煤为还原剂进行对比试验 考察煤性质的影响 可见 3种煤的灰分 固定碳和挥发分都有较大的差别 3 2煤的种类对直接还原铁铁指标的影响 对铁品位的影响 对铁回收率的影响 18 煤的种类对直接还原铁铁指标的影响 对铁品位的影响 对铁回收率的影响 19 从图中看出 不同种类的煤及用量对还原铁指标的影响规律不同 随烟煤a用量的增加 tfe品位和回收率均逐渐提高 而随烟煤b和无烟煤用量的增加tfe品位下降 而回收率提高 直接还原铁品位都比较低 最高只有87 39 煤种对直接还原铁中tio2含量的影响 煤种对直接还原铁中tio2含量的影响规律也不同 随烟煤a用量的增加 直接还原铁中tio2含量下降 而烟煤b和无烟煤用量增加会使直接还原铁中tio2含量升高所有煤所的直接还原铁中tio2的含量都高于1 最高可以达到5 以上 20 只添加还原剂还原可以得到较高的铁回收率 但直接还原铁中铁品位低 tio2含量高 不能实现铁和钛的有效分离 5 27 烟煤a的效果最好 说明还原过程中对煤质的要求不高 以后试验选择烟煤a为还原剂 添加剂对铁品位的影响 添加剂对铁回收率的影响 21 3 3添加剂的种类的影响 采用3种添加剂 tc ncp和ncs进行了对比试验 只添加还原剂效果不理想 需要添加剂 添加剂对铁品位的影响 添加对铁回收率的影响 22 添加剂对焙烧效果的影响规律不同 随tc用量的增加 铁品位下降 铁回收率上升 添加剂对铁品位的影响 添加对铁回收率的影响 23 添加剂对焙烧效果的影响规律不同 随ncp用量的增加 铁品位上升 铁回收率也上升 添加剂对铁品位的影响 添加对铁回收率的影响 24 添加剂对焙烧效果的影响规律不同 随ncs用量的增加 铁品位上升 铁回收率下降 添加剂对直接还原铁中tio2含量的影响 添加剂对直接还原铁中tio2含量的影响规律明显不同 添加剂tc用量的增加 直接还原铁中tio2含量快速上升 而随添加剂ncp和ncs用量的增加 直接还原铁中tio2含量迅速下降 最低可以达到0 25 25 添加添加剂可以明显降低直接还原铁中tio2含量 较好的实现铁和钛的有效分离 同时ncp和ncs也可以明显提高直接还原铁中铁的品位 0 25 添加剂ncs的效果最好 且比较便宜 ncs用量对还原铁指标的影响 26 可以看出 随着添加剂ncs用量的添加 直接还原铁中铁的品位上升 回收率有所下降 tio2的含量随ncs用量的增加明显下降 用量为11 时可以降低到0 44 证明ncs有明显的促进铁钛分离的效果 还进行了焙烧温度 焙烧时间 磨矿磁选的条件试验 确定了最佳条件 最终直接还原铁指标 原矿铁品位51 85 tio211 33 最佳条件及结果 27 尾矿tio2含量升高23 03 回收率98 04 为钛的进一步回收创造了条件 3 4最佳条件及结果 主要内容 1海滨砂矿的储量及特点2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究4机理研究5结论 28 4 机理研究 29 可以看出 添加不同用量ncs所得焙烧矿中的矿物组成有明显的不同 并且有些矿物在xrd数据库中没有找到完全对应的矿物 说明ncs对焙烧过程的影响比较复杂 具体矿物组成变化需要进一步深入研究 4 1不同ncs用量焙烧矿的xrd分析 2 ncs 5 ncs 8 ncs 12 ncs 30 4 2不同ncs用量焙烧矿的电子显微镜观察 2 ncs 5 ncs 8 ncs 12 ncs 可以看出 添