低品位菱铁矿回转窑焙烧的正交试验研究

资源类型:pdf 资源大小:377.00KB 文档分类:工业技术 上传者:颜双波

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【作者】 王秋林  余永富  陈雯 

【关键词】菱铁矿 焙烧 回转窑 正交试验 

【出版日期】2005-04-30

【摘要】运用正交试验法设计了回转窑焙烧低品位菱铁矿的实验方案。试验结果说明,焙烧温度是影响菱铁矿焙烧矿质量的第一因素,风煤比和给矿量对焙烧指标也有重要影响,而焙烧时间对焙烧影响不显著。

【刊名】矿冶工程

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我国菱铁矿资源丰富,储量约为数10亿t,主要分布在陕西、云南、贵州、青海等中西部省区,仅陕西大西沟储量就达3亿t之多,但大多数菱铁矿品位较低,全铁含量约25%~35%。合理开发和利用菱铁矿资源,不仅可以缓解当前铁矿石市场的供需矛盾,提高我国铁矿石资源自给率,对促进西部大开发也具有重大意义。1试验原料及试验方法1.1试验原料试验矿样全部取自陕西省大西沟菱铁矿采矿场,现场采用鄂式破碎机破碎之后,用惯性振动筛筛分,粒度控制在0~16mm左右,然后用大功率铲车混匀,供回转窑焙烧试验用。试样主要有用矿物为菱铁矿,其次为磁铁矿、褐铁矿和赤铁矿,脉石矿物主要为白云石、石英等。菱铁矿石主要以自形、半自形粒状结构、致密块状结构为主。由于热液作用的影响,热液交代围岩、黄矿交代灰矿,部分形成交代残余构造及脉状、角砾状、条带状。菱铁矿原矿化学成分见表1,矿物组成见表2,菱铁矿物相分析结果见表3,粒度分析结果见表4。粒度分析结果表明,铁元素在矿石中分布比较均匀,各粒级中无明显偏析。表1菱铁矿原矿化学成分(质量分数)/%TFeFe2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgOMnOK2ONa2OSP26.9614.5321.6131.128.590.421.620.741.640.0810.190.061表2菱铁矿原矿矿物组成/%菱铁矿褐铁矿磁铁矿金属硫化物脉石及其它42.114.51.80.341.3表3菱铁矿原矿物相分析结果铁相含量/%分布率/%碳酸铁15.3556.94硫化铁0.160.59硅酸铁1.033.82磁铁矿1.656.12磁赤铁矿0.150.56赤铁矿8.6231.97全铁26.961001.2试验设备菱铁矿焙烧主体设备为Ф1.3m×24m的回转窑,窑尾采用电振给矿机下料,窑头采用自然排矿方式排矿。回转窑的倾斜度为5°,焙烧矿入XMQ240mm×90mm表4菱铁矿原矿筛(水)析结果/%粒级/mm产率/%品位/%分布率/%个别累积TFeFeO个别累积-16+134.494.4927.9629.354.664.66-13+1014.8719.3626.8326.4614.7919.45-10+829.1848.5426.9921.9129.1948.64-8+520.9969.5327.9621.5021.7570.39-5+310.1579.6826.9720.2610.1580.54-3+12.8182.4926.3520.262.7483.28-1+0.1488.5191.027.3219.028.6291.90-0.148+0.0740.6791.6729.2416.290.7392.63-0.074+0.0372.1293.7926.7718.852.1094.73-0.0376.21100.023.4215.305.27100.00合计100.026.9821.93100球磨机,磨至-0.074mm粒级占95%以上,再用场强为9.5×104A/m的磁选管分选得精矿和尾矿。1.3试验方法及试验结果本试验的目的是为了实现相应指标(焙烧磁选精矿的全铁品位和回收率)而考察回转窑的最优工艺参数。回转窑焙烧试验中,影响焙烧矿质量与回收率的直接因素有焙烧温度、焙烧时间、给矿量以及风煤比,选择四因素三水平L9(34)正交表,试验设计见表5,依照正交表设计的试验方案进行焙烧试验,试验结果及极差分析结果见表6。表5L9(34)正交试验设计水平焙烧温度/℃焙烧时间/min给矿量/(t·h-1)风煤比/(m3·kg-1)ABCD16004031.527006042.038008052.5表6菱铁矿焙烧L9(34)正交试验及极差计算结果序号ABCD磁选精矿指标/%Fe回收率1111158.9377.212122256.1471.303133354.7668.144212356.6873.845223161.0781.486231263.3587.627313257.4975.318321358.4876.239332159.2778.91S1169.83176.1180.76179.27S2184.1175.69175.09176.98S3175.24177.38173.32169.92ΔS14.271.697.449.35K1216.65226.36241.06237.6K2242.94229.01224.0234.23K3230.45234.67224.93218.21ΔK26.298.3117.0119.392分析与讨论2.1极差分析从极差的计算结果可以看出,焙烧温度是影响菱铁矿焙烧磁选精矿品位和回收率最显著因素,风煤比和给矿量对焙烧磁选精矿的品位及回收率影响也比较显著,而焙烧时间相对影响不显著,最佳水平为A2B3C1D1,即焙烧温度700℃、焙烧时间80min、给矿量3t/h、风煤比1.5m3/kg。2.2方差分析方差分析结果见表7。表7结果表明,FA、FD、FC均大于F0.95(2,2),因素A对焙烧磁选精矿品位、回收率的贡献率最大;因素D、C的影响依次递减;而因素B的贡献率最小;因素A、D、C在显著性0.05上是显著的,而因素B最不显著。选择焙烧方案时,对显著性因子应该选择其最好的水平,因为其水平变化会造成指标的显著不同,而不显著因子可以在一定范围内选择水平,实际中常可根据降低成本、节能降耗、操作方便等因素来考虑其水平的选择。表7焙烧磁选精矿品位方差分析精矿品位方差分析来源偏差平方和自由度均方F值纯偏差和贡献/%显著性A34.52217.2666.3834.054.89显著B0.5220.261.00.00.0不显著C10.0725.03519.379.5515.42显著D16.8328.41532.3616.3126.33显著误差0.5220.26T61.94F0.95(2,2)=19,F0.9(2,2)=9回收率方差分析A115.28257.6441.17114.7644.14显著B12.0126.0054.2911.494.42不显著C61.14230.5721.8460.6223.32显著D71.55235.77525.5571.0327.32显著误差0.5220.26T259.98F0.95(2,2)=19,F0.9(2,2)=93验证试验经过正交试验和极差分析、方差分析,煤基回转窑焙烧低品位菱铁矿最佳试验方案为:A2B3C1D1,即焙烧温度700℃、风煤比1.5、给矿量3t/h、焙烧时间80min,进行连续24h稳定试验,菱铁矿原矿全铁品位26.96%,焙烧矿全铁品位29.41%,焙烧磁选精矿平均TFe品位为63.71%,相对焙烧矿而言,精矿平均产率为40.6,平均回收率为88.03%,试验误差0.41。4结语1)陕西大西沟低品位菱铁矿采用Ф1.3m×24m回转窑进行焙烧试验,最佳焙烧制度为:给矿量3t/h,焙烧温度700℃,风煤比1.5,焙烧时间80min,可获得较优质的焙烧矿。2)正交试验法结果表明,焙烧温度是影响菱铁矿焙烧矿质量的第一因素,风煤比和给矿量对焙烧指标也有重要影响,而焙烧时间对焙烧指标的影响不显著。低品位菱铁矿回转窑焙烧的正交试验研究@王秋林$长沙矿冶研究院!湖南长沙410012 @余永富$长沙矿冶研究院!湖南长沙410012 @陈雯$长沙矿冶研究院!湖南长沙410012菱铁矿;;焙烧;;回转窑;;正交试验运用正交试验法设计了回转窑焙烧低品位菱铁矿的实验方案。试验结果说明,焙烧温度是影响菱铁矿焙烧矿质量的第一因素,风煤比和给矿量对焙烧指标也有重要影响,而焙烧时间对焙烧影响不显著。

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