鐵礦石焙燒動力學研究現狀及發展

周 政 李艷軍 陳炳炎 張裕書 陳 超

(1.四川省冶金地質勘察院，四川 成都610043;2.東北大學資源與土木工程學院，遼寧 沈陽110819;3.中國地質科學院礦產綜合利用研究所，四川 成都610041)

目前，用傳統選礦工藝處理低品位菱鐵礦、含結晶水氧化鐵礦石很難取得理想的指標。但如果對菱鐵礦進行焙燒，使碳酸鐵轉化為氧化鐵，由分子式計算鐵品位可從48%升至68%;褐鐵礦等含結合水較高的氧化鐵礦物脫水后可轉化為含鐵高的赤鐵礦，再經選礦處理后能獲得較高品位的鐵精礦。從理論上來講，焙燒—磁選法是處理低品位氧化鐵礦石最有效的方法之一。針對焙燒的基礎研究主要包括熱力學和動力學兩方面。熱力學主要以熱力學三大定理及其推導公式對礦物焙燒過程的化學反應進行吉布斯自由能計算，由此得出反應的方向和限度。動力學主要研究焙燒過程鐵礦物的化學反應速度以及影響鐵礦物轉化的條件，了解礦物結構與反應速率之間的關系，進而更好地控制焙燒過程［1］。對鐵礦物的焙燒動力學特性不能充分把握，會造成礦物的熱解不完全或過還原。如熱解不完全，則達不到焙燒效果;如過還原，會消耗大量燃料，能量損失大。目前鐵礦石焙燒動力學研究主要有以下幾種方法:①利用尾氣中CO2和CO 的含量推算菱鐵礦的熱解動力學;②通過測量焙燒樣品中FeO 含量隨時間的變化來推算赤鐵礦的焙燒動力學;③通過測量恒溫或升溫環境下焙燒礦的質量隨時間的變化來推算焙燒過程的動力學。……