海滨砂矿直接还原焙烧同步生产钛酸镁的研究

1孙体昌北京科技大学矿物加工工程系suntc@

海滨钛磁铁矿直接还原焙烧-磁选同步生成钛酸镁研究1海滨钛磁铁矿的储量及特点3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究5结论主要内容2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果4海滨钛磁铁矿的直接还原同步成钛酸镁1.1海滨钛磁铁矿的储量3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。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。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。海滨砂矿总储量20.57亿吨，其中矿物的分布为：4钛磁铁矿储量在海滨砂矿中占第二位，但目前利用率较低。1.2

海滨钛磁铁矿的特点5分布广泛、储量大、开采方便。原矿铁品位高，但钛品位也高，同时伴生有钛铁矿及少量金红石等有用矿物。缺点：用常规选矿所得铁精矿品位难提高，精矿中钛品位高，钛难利用。1海滨钛磁铁矿的储量及特点3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究5结论主要内容2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果4海滨钛磁铁矿的直接还原同步成钛酸镁实例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得到铁精矿：TFe品位58.04%，回收率86.27%，TiO2品位9.20%，回收率87.00%。2海滨钛磁铁矿常规选矿方法及效果简介实例2原矿TFe含量47.11%，磁性率(FeO/TFe)为47.89%，同时TiO2含量达12.10%，属于含钛磁铁矿矿石。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。8得到的铁精矿：TFe品位60.28%，回收率94.18%，TiO2品位12.62%。实例3原矿TFe含量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。9得到TFe品位58.52%，回收率96.06%，TiO2品位11.93%的含钛铁精矿。精矿尾矿试样磨矿-200目70.00%弱磁选87.58kA/m原矿

铁品位/%TiO2品位/%Fe回收率/%实例158.049.2087.00实例3

60.2812.6294.18实例458.5211.9396.06不同海滨钛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；原因是钛主要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分离。因此需要寻找新的方法实现同时回收钛磁铁矿中的铁和钛。101海滨钛磁铁矿的储量及特点3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究5结论主要内容2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果4海滨钛磁铁矿的直接还原同步成钛酸镁钛磁铁矿原矿弱磁选尾矿，钛富集二段磁选一段磨矿直接还原铁还原焙烧添加剂混合二段磨矿冷却煤123.1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添加剂的作用，使铁还原成金属，钛不还原，然后通过磨矿磁选，使铁进入直接还原铁中，实现钛和铁的分离；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利用。13海滨钛磁铁矿化学分析结果3.2试样性质研究来自印尼某海滨砂矿。成分FeTiO2SiO2Al2O3MgO含量/%51.8511.3314.436.863.64成分CaOSO3MnONa2OP2O5含量/%1.090.580.490.420.14成分Cr2O3K2OZnOClZrO2含量/%0.130.10.070.040.01主要矿物：钛磁铁矿、石英、镁铁矿、方镁石等。14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）15煤种水分（%）灰分（%）挥发份（%）固定碳（%）全硫（%）烟煤A11.7719.9028.1851.922.15烟煤B10.9546.3623.0030.652.32无烟煤0.904.406.6089.000.24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效果的影响对铁品位的影响对铁回收率的影响16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17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%。添加剂对铁品位的影响添加剂对铁回收率的影响183.3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19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20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21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。是最佳添加剂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%；22添加剂可以明显降低直接还原铁中TiO2含量高，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。NCS用量对还原铁指标的影响23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。海砂矿弱磁选钛富集二段磁选一段磨矿，-0.074mm76.20%直接还原铁还原焙烧1250℃，60minNCS11%混合二段磨矿，-0.074mm75.02%水淬冷却烟煤A30%产率铁品位铁回收率TiO2含量51.7793.4788.730.43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24尾矿TiO2含量升高到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25不同NCS用量焙烧矿的电子显微镜观察2%NCS5%NCS8%NCS12%NCS可以看出：添加不同用量NCS所得焙烧矿的结构也有明显的不同。3.5机理研究26可以看出：添加不同用量NCS所得焙烧矿中所生成的金属铁的颗粒及与其他矿物的关系也有较大影响。2%NCS12%NCS27不同NCS用量焙烧矿的XRD分析0%NCS5%NCS8%NCS12%NCS主要矿物：A-金属铁(Fe);B-陨硫铁(FeS);C-铁板钛矿(Fe2TiO5);D-钛铁矿(FeTiO3);E-三斜霞石(Na(AlSiO4));F-(Mg2TiO4)280%NCS5%NCS8%NCS12%NCS主要矿物：金属铁(Fe);B-陨硫铁(FeS);C-铁板钛矿(Fe2TiO5);D-钛铁矿(FeTiO3);F-(Mg2TiO4)E-三斜霞石(Na(AlSiO4);不同NCS用量焙烧矿的XRD分析含钛矿物种类多且多数含铁，造成铁总回收率低。同时钛回收困难。生成FeS，造成产品中硫含量超标。有正钛酸镁(Mg2TiO4)生成。1海滨钛磁铁矿的储量及特点3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究5结论主要内容2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果4海滨钛磁铁矿的直接还原同步成钛酸镁3.6焙烧同时生成Mg2TiO4的研究30-钛磁铁矿（Fe2.75Ti0.25O4）；B-(MgFe2O4)；C-钛铁矿(FeTiO3)；D-石英(SiO2)；E-霞石（铝硅酸钠）；F-辉石(（Fe,Mg）(Si2O6))；G-透辉石(（Ca,Mg）(Si2O6))；H—Ti2O3；I-金属铁(Fe)；J-铁板钛矿(Fe2TiO5)；K-钛铁矿物(FeXTi3-XO4)；L-顽火辉石(MgFeSi2O6)；M-易变辉石(Mg1.08Fe0.92Si2O6)；N-尖晶石(MgAl2O4)2烟煤(a)、无烟煤(b)不同用量时焙烧矿XRD图谱对比钛酸镁的性质和用途：钛酸镁（Mg2TiO4）具有介电损耗低、介电常数温度系数小等特点,被广泛用于高频热补偿电容器、多层陶瓷电容器,引起了各国材料工作者的极大关注；主要用于制备微波陶瓷，是一种新型的陶瓷材料；目前都用纯TiO2和MgO在1400℃以上温度下合成。主要矿物：金属铁(Fe);B-陨硫铁(FeS);C-铁板钛矿(Fe2TiO5);D-钛铁矿(FeTiO3);F-(Mg2TiO4)E-三斜霞石(Na(AlSiO4);有正钛酸镁(Mg2TiO4)生成

。1海滨钛磁铁矿的储量及特点3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究5结论主要内容2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果4海滨钛磁铁矿的直接还原同步成钛酸镁钛磁铁矿精矿弱磁选钛酸镁粉体二段磁选一段磨矿直接还原铁还原焙烧含镁化合物混合压球二段磨矿干式磁选还原剂32优势减少其他添加剂同时生成用途更广泛的钛酸镁粉体铁回收率提高没有尾矿，一举两得3.6焙烧同时生成Mg2TiO4的研究33铁回收率达到97%以上随添加剂M用量增加，还原铁中铁品位和回收率都明显提高；说明添加剂中的镁代替铁与钛结合。添加剂M用量试验（焙烧温度1300℃）34添加剂对焙烧产物中矿物组成的影响在用量为10%时焙烧产物中基本是只有今金属铁和钛酸镁。矿物组成明显简单。磁选后还原铁品位在92%以上，正钛酸镁的纯度达到90%以上正钛酸镁(Mg2TiO4)金属铁35钛磁铁矿精矿弱磁选钛酸镁粉体二段磁选一段磨矿直接还原铁还原焙烧含镁化合物混合压球二段磨矿干式磁选烟煤36优势减少其他添加剂同时生成用途更广泛的钛酸镁粉体铁回收率提高没有尾矿，一举两得证明用钛磁铁矿为原料，用直接还原焙烧磁选工艺生产金属铁和正钛酸镁是可行的。37钛磁铁矿高温固相反应法制备介电级钛酸镁工艺流程（A）与钒钛磁铁矿直接还原制备介电级钛酸镁的工艺流程（B）对比AB可以明显缩短工艺流程；为钛磁铁矿的有效利用提供新的途径；钒钛磁铁矿也适用。1海滨钛磁铁矿的储量及特点3海滨钛磁铁矿的直接还原焙烧磁选研究5结论主要内容2海滨钛磁铁矿的常规选矿方法及结果4海滨钛磁铁矿的直接还原同步成钛酸镁4结论39（1）海滨主要有用元素是铁和钛，铁含量达到50%左右，钛含量也达到11%左右。主要杂质元素是硅和铝。其中铁和钛主要以钛磁铁矿的形式存在，少量以钛铁矿的形式存在。所以用一般的选矿方法进行钛铁分离是不可能的。（2）直接还原焙烧-磁选可以实现钛和铁的分离。煤的种类影响焙烧效果，烟煤A是较好的还原剂，但只添加还原剂所得还原铁中铁的品位较低，达不到90%，其中TiO2的含量也比较高，都在2%以上。（3）添加剂的种类是影响钛铁分离效果的重要关键，其中NCS效果最佳。既可以提高还原铁中铁的品位又可以降低TiO2的含量。4结论40（4）试验焙烧最佳条件为：烟煤A为还原剂，用量为30%；NCS为添加剂，用量为11%；焙烧温度1250℃，焙烧时间60分钟。此时还原铁中铁的品位93.47%以上，TiO2的含量可以在0.43%。（5）焙烧磁选后钛在尾矿中富集，为钛的进一步回收创造了条件，但生成的含钛矿物种类多，回收比比较困难。（6）直接还原焙烧时添加含镁化合物，既可以提高铁的回收率，又可以回收钛并直接生成制备高级陶瓷的原材料钛酸镁，为海滨钛磁铁矿的利用提供了新的途径。也为钒钛磁铁矿的有效利用提供借鉴。41谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH——“ifen”酒新品发布活动策划爱奋斗•爱生活目录010203040506活动概述“ifen”酒新品发布会“爱奋斗•爱生活”品酒晚宴“我爱奋斗”高校乐队演唱会活动执行活动费用活动概述2012年05月20日-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.活动时间湖南锦绣潇湘文化产业园活动地点新品发布会/品酒晚宴/高校乐队演唱会活动构架活动概述活动目的：提升代理商对ifen酒的认识，有效促进合作。通过新闻发布会的召开向外界传达强势品牌的印象和

品牌强势运作的信息。借助新闻发布会的召开传递产品信息和品牌价值，形

成事件传播。活动概述活动意义：新闻发布会的意义在于能够激发和巩固代理商积极销售的信心，

同时可以对于ifen酒品牌的上市做一个正式的通告，

借以带动业界对于ifen酒的认同和认识和关注，是对

于ifen酒的整个传播体系的推动和帮助。以新闻与活动的结合表现形式确立ifen酒目标群体中的显赫地位新品发布会爱奋斗•爱生活

——2012ifen酒新品发布会发布会主题-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.锦绣潇湘“芙蓉国剧场”发布会地点15:30——17:20发布会时间新品发布会特色互动环节：ifen销售达人赛场外场内连线互动：在活动开展前期，在长沙步行街开展小型户外活动——ifen酒销售达人赛，然后将现场火热疯抢的画面剪辑成视频，在发布会上进行播放，让经销商看到ifen酒受广大市民（年轻消费者）的追捧。第一次连线：将现场疯抢的画面拍摄下来，随即采访一下消费者，问其为何要买酒，对酒的印象等。第二次连线：要求摄像拍摄出现场产品售罄的状态。表现形式：安排两百位学生扮演消费者到现场配合工作，现场随即采访消费者的购买心得。微电影VCR展播主持人开场新品发布会发布会流程：

蝶舞九天女子时尚电声组开场来宾签到（微电影VCR热场）第一次场外连线：让经销商看到场外热闹疯抢的状况与ifen酒品牌展示，从而给经销商留下好的印象，让他们看到该产品的市场前景。颜总致辞（宣布政策）第二次连线新品发布会发布会流程：现场调酒演示（品酒师点评）第一次连线第二次场外连线：此次连线需看到产品即将售罄的状态，以求再次打动在坐经销商的心，让产品热销，好销，有市场等一切优秀品质进入经销商的心，从而使经销商从心动变为行动。签约仪式“ifen酒”荣耀现世新品发布会发布会流程：

经销商代表发言此环节后附详细流程

合影自由洽谈签约仪式500万奖金现场助阵，活动至高潮。新品发布会1、“ifen酒”荣耀现世：嘉宾触摸LED点光球，特制酒保箱绽放,同时烟雾升起.冷焰火四射，ifen酒在绽放的仪器中荣耀现世。新品发布会2、“ifen酒”500万重奖销售机制建立：“ifen”酒业老总亲自向经销商代表颁发“ifen酒”500万销售奖励机制承诺书。新品发布会3、“ifen酒”品酒塔：这里我们用传统的香滨灌注香滨塔,改成“ifen”灌注,体现另外一种引用模式，同时，音乐响起，两位模特手捧“ifen”走秀。新品发布会新品发布会会场布置：易拉宝签到台喷绘、海报新品发布会新品发布会网络直播：我们与湖南最权威的媒体网络之一“文明在线”合作，全程紧密跟踪直播新品发布会。新品发布会新品发布会主持人：湖南电视台魏哲浩侯文ifen品酒晚宴爱奋斗•爱生活

——2012ifen品酒晚宴晚宴主题-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.湘府韩城（岳麓区阜埠河路）晚宴地点17:20开始晚宴时间ifen品酒晚宴晚宴酒店简介：长沙湘府韩城湘府韩城韩系餐厅是一家经国家相关部门批准注册的合法企业,湘府韩城韩系餐厅以经营主营餐饮美食服务为主，以合理的价格、优良的服务与众多用户及企业建立了长期的合作关系。湘府韩城韩系餐厅位于岳麓区阜埠河路(近湖南大学天马学生公寓)。大众点评网5星好评！ifen品酒晚宴晚宴酒店布置：开始用餐17:4517：20—17:40ifen品酒晚宴晚宴流程：

领导致祝酒词17:40—17:45来宾就坐ifen高校乐队演唱会我爱奋斗

——2012高校乐队演唱会演唱会主题-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuild