一种低品锰铁矿石高效利用的试验方法

技术领域

本发明属于冶金试验研究技术领域，具体涉及一种低品锰铁矿石高效利用的试验方法。

背景技术

低品锰铁矿石原使用办法是将原矿中的块矿直接入小高炉，粉矿进烧结机生产酸性烧结矿后进高炉，这种使用方法导致原矿入炉后爆裂率过大导致粉末大，影响炉料透气性。此外，原矿与酸性烧结矿的品位都偏低，导致渣量过大，燃耗过高，且高炉操作过程不稳，生产波动大。因此，有必要改善原矿的冶金性能及提高烧结矿的品位，降低渣量，从而降低燃耗、稳定高炉炉况的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低品锰铁矿石高效利用的试验方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低品锰铁矿石高效利用的试验方法，包括以下步骤：

1）通过电子探针、矿相显微镜对低品锰铁矿石中铁、锰物相进行分析，找出铁、锰的存在形式；

2）通过差热分析仪，确定低品锰铁矿石的分解温度，根据分解温度选择适宜的焙烧温度；

3）先将低品锰铁矿石破碎到60mm以下，用15mm筛子将破碎后的锰铁矿石筛分出＞15mm块矿和＜15mm粉矿，并将这两种矿分开焙烧，再用15mm筛子筛分焙烧过的＞15mm块矿，将得到的＜15mm粉矿与单独焙烧的＜15mm粉矿合并，最终得到>15mm焙烧块矿和<15mm焙烧粉矿；

4）取>15mm焙烧块矿开展冶金性能检测试验；

5）取<15mm焙烧粉矿进行细磨磁选，得到磁选精矿，并将磁选精矿用烧结杯生产酸性烧结矿，并检测酸性烧结矿冶金性能指标；

6）对比>15mm焙烧块矿与酸性烧结矿冶金性能指标，并开展焙烧块矿与酸性烧结矿不同比例搭配的冶金性能检测，根据检测结果提出焙烧块矿与酸性烧结矿适宜的搭配方案，从而实现低品锰铁矿石的高效利用。

进一步的，所述的低品锰铁矿石的全铁含量30±1.5%，锰含量12±1.5%，铁锰含量都较低，所以称为低品锰铁矿石。

进一步的，所述的用电子探针、矿相显微镜分析低品锰铁矿石中铁、锰的物相，主要目的是寻找铁、锰的存在形式。通过分析得出铁、锰主要以碳酸铁、碳酸锰形式存在，其次以磁铁矿、铁锰氧化物形式存在。这表明锰铁矿石磁性差，不利于直接磁选。

进一步的，所述的差热分析，目的是寻找低品锰铁矿石中碳酸铁、碳酸锰的分解温度，因为碳酸铁在高温下会分解为磁性较强的铁氧化物，使磁选效果大大提高，这有利于磁选，提高铁、锰品位。通过差热分析得出，低品锰铁矿石分解温度从420℃开始到800℃结束，适宜的焙烧温度650℃~750℃。

进一步的，将＞15mm的块矿与<15mm的粉矿分开焙烧，原因是块矿与粉矿焙烧过程中的料层透气性不同，所需焙烧时间不同，所以需要分开焙烧。

进一步的，对<15mm焙烧粉矿的细磨磁选试验，目的是提高磁选精矿的铁、锰品位，降低原矿中的脉石含量，从而降低冶炼过程中的渣量。通过细磨磁选得到磁选精矿，精矿的铁回收率85%~89%，锰回收率75%~80%，产率>75%。

进一步的，所述的冶金性能检测，目的是检测并对比焙烧块矿与酸性烧结矿在高炉内的冶金性能。根据两种的冶金性能检测结果提出搭配方案，并对搭配料开展冶金性能检测，通过试验得出，焙烧块矿冶金性能指标优于酸性烧结矿，主要表现在焙烧块矿较酸性烧结矿的熔融开始温度高，熔融区间窄，最大压差小，且焙烧块矿与酸性烧结矿的搭配比例提高到35%后其冶金性能指标较单独使用酸性烧结矿明显改善，提高到60%以后，指标改善不再显著。为此，提出焙烧块矿适宜的搭配比例为35%~60%。

冶金性能检测，主要为高温熔融性能检测，其原理是将规定粒度和质量的铁矿石试样，上、下各铺规定粒度和质量的焦炭，置于固定床中，加上荷重，并通入由CO和N

本发明相对现有技术具有以下有益效果：

该研究方法中用>15mm焙烧块矿替代原块矿，减少了爆裂率，且焙烧矿的冶金性能指标远优于原矿，主要表现在还原性提高15个百分点。此外，磁选精矿中的铁、锰综合品位较原粉矿铁、锰综合品位提高了10个百分点左右，这些因素都有利于降低渣量，改善炉料冶金性能指标，从而降低高炉燃料比。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

（1）用电子探针、矿相显微镜测得低品锰铁矿石的铁主要以碳酸铁存在于原矿中，其次以磁铁矿形式存在，少量以硅酸铁和硫化铁的形式存在。锰主要以碳酸锰形式存在于原矿中，其次以锰铁氧化物形式存在。具体结果如下表1、2所示：

表1 矿石中铁物相分析结果

表2 矿石中锰物相分析结果

（2）用差热分析仪测得低品锰铁矿石分解温度从420℃开始到800℃结束，其中快速分解温度集中在550~700℃。

（3）将低品锰铁矿石破碎到60mm以下，用15mm筛子将破碎后的锰铁矿石筛分出15~60mm块矿和<15mm的粉矿，并将这两种矿分开焙烧。焙烧温度设为700℃。再用Φ15mm孔径的筛子筛分焙烧过的块矿，最终得到>15mm焙烧块矿和<15mm焙烧粉矿；

（4）将<15mm焙烧粉矿开展细磨磁选试验，得到磁选精矿，精矿的铁回收率85-89%，锰回收率75-80%，产率>75%。

（5）将磁选精矿用烧结杯生产酸性烧结矿。

（6）将>15mm焙烧块矿以及酸性烧结矿开展高温荷重熔融性能试验检测，得出焙烧块矿高温荷重熔融性能指标显著优于酸性烧结矿，主要表现在焙烧块矿的熔融开始温度显著提高，由1090℃提高到1250℃，熔融区间显著降低，由265℃降低到130℃，最大压差显著降低，由9.5KPa降低到1.6KPa。结果如下表3所示：

表3 焙烧块矿与酸性烧结矿高温荷重软熔性能对比

（8）开展焙烧块矿与酸性烧结矿不同比例搭配的冶金性能检测，如表4和5所示；

表4焙烧块矿与酸性烧结矿的不同配矿比

表5 不同配矿比的熔滴性能指标

由表4和5可知，焙烧块矿搭配比例提高到35%以后，冶金性能指标显著改善，表现在熔融开始温度显著提高，熔融区间显著降低，最大压差显著降低，直至焙烧块矿配比提高到60%后，改善幅度不再明显。因此，焙烧矿适宜的搭配比例为35%-60%。从而实现了低品锰铁矿的有效利用。