超純鐵精礦的選礦工藝及其開(kāi)發(fā)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對(duì)永磁材料、還原鐵粉等產(chǎn)品的需求量日益增加,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。目前,制取永磁材料(鐵氧體) 、還原鐵粉的原料主要是氧化鐵紅、鐵鱗,由于氧化鐵紅、鐵鱗的產(chǎn)量較小且價(jià)格高、質(zhì)量不太穩(wěn)定,因此,尋求新的廉價(jià)原料代用品,已成為一個(gè)亟待解決的重要研究課題。
1　超純鐵精礦的選礦工藝及其成分分析
　　 生產(chǎn)超純鐵精礦一般是以選礦廠選別的鐵精礦為原料,根據(jù)精礦中脈石礦物的種類(lèi)、嵌布粒度及其與鐵礦物的共生關(guān)系確定選礦工藝和方法。國(guó)內(nèi)外常用的提純方法有浮選、磁選、搖床重選,且以磁- 浮、磁- 重聯(lián)合選礦工藝流程為多。
　　 目前,宋陵礦山機(jī)械有限公司在超純鐵精礦的研究方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),其技術(shù)水平在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。前幾年主要是以河鐵砂、天然優(yōu)質(zhì)磁鐵礦石為原料研制超純鐵精礦,其產(chǎn)品可作為生產(chǎn)還原鐵粉、中低檔永磁材料(鐵氧體) 的原料。近幾年,宋陵礦山機(jī)械有限公司又開(kāi)展了以天然優(yōu)質(zhì)鏡鐵礦為原料研制高能磁性材料原料(氧化鐵紅代用品) 的工作,并取得了可喜的進(jìn)展。就安徽皖西地區(qū)的河鐵砂、銅陵- 繁昌一帶的天然優(yōu)質(zhì)鐵礦石為原料生產(chǎn)高純鐵精礦,可歸納為以下三種工藝流程：
　　 (1) 磁-浮聯(lián)合流程。即給礦→磨礦→旋流器分級(jí)→溢流弱磁選→磁精陽(yáng)離子反浮選。該流程適合于河鐵砂的選別。(2)單一磁選流程。即給礦→磨礦→旋流器分級(jí)→溢流弱磁選。該流程適合于天然優(yōu)質(zhì)磁鐵礦石的選別。(3)階段磨選、磁重聯(lián)合流程。即給礦→磨礦→分級(jí)→分級(jí)溢流弱磁選→弱磁尾強(qiáng)磁選→強(qiáng)磁粗精磨礦分級(jí)→分級(jí)溢流搖床重選。該流程適合于天然優(yōu)質(zhì)鏡鐵礦石的選別。
2　產(chǎn)品開(kāi)發(fā)利用的有效途徑
　　 制取永磁鐵氧體目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)永磁鐵氧體的主要原料是鐵鱗和氧化鐵紅。鐵鱗主要來(lái)源于加熱軋制鋼材過(guò)程中氧化形成的各種氧化物,由于軋制鋼材的材質(zhì)根據(jù)市場(chǎng)要求經(jīng)常發(fā)生變化,引起鐵鱗的成份波動(dòng)大,給鐵氧體的生產(chǎn)帶來(lái)很大的困難,需經(jīng)常調(diào)整工藝參數(shù),難以保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定,在目前生產(chǎn)條件下,很難生產(chǎn)出高性能的產(chǎn)品[3 ] 。氧化鐵紅(Fe₂O₃) 雖純度高,可生產(chǎn)出較高性能的永磁鐵氧體,但由于原料的價(jià)格貴,且市場(chǎng)供應(yīng)量有限,降低產(chǎn)品的成本并保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行是很困難的。為保證磁性材料性能的提高,降低成本,選擇優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的原料是十分必要的。宋陵礦山機(jī)械有限公司于80 年代開(kāi)始研究采用河鐵砂生產(chǎn)的超純鐵精礦制取永磁鐵氧體,90 年代又開(kāi)始研究利用天然鐵礦石生產(chǎn)超純鐵精礦制取永磁鐵氧體,并獲得成功。
　　 利用超純鐵精礦制取永磁鐵氧體的主要工藝流程為：給料→配方→一次球磨→預(yù)燒→二次球磨→成型→燒結(jié)→產(chǎn)品性能測(cè)試。
　　　　 研究表明,與鐵鱗相比,利用河鐵砂或優(yōu)質(zhì)天然鐵礦石生產(chǎn)的超純鐵精礦為原料制取永磁材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　 (1) 超純鐵精礦成分穩(wěn)定,其工藝條件和產(chǎn)品質(zhì)量就相對(duì)穩(wěn)定。而鐵鱗的成分隨軋制鋼材不同而變化,影響了工藝和性能的穩(wěn)定性。(2) 超純鐵精礦粒度細(xì),活性好,在相對(duì)較
低的溫度下,就可氧化成Fe₂O₃ 而制備優(yōu)良的永磁體,較之鐵鱗可降低能耗。(3) 顆粒粒度細(xì),易磨性好,可縮短球磨時(shí)間。(4) 利用率較鐵鱗高10 %～20 % ,產(chǎn)品的產(chǎn)率大。
　　 制取粉末冶金用還原鐵粉
　　 粉末冶金具有少、無(wú)切削的加工特點(diǎn),是制造特殊材料、特殊制品的有效手段。發(fā)展粉末冶金技術(shù),對(duì)節(jié)材、節(jié)能、降低成本都具有特殊重要的意義[4 ] 。
　　 目前,我國(guó)生產(chǎn)粉末冶金用還原鐵粉的原料基本上是用軋鋼氧化鐵屑(即鐵鱗) 。與前述常前發(fā)：超純鐵精礦的選礦工藝及其開(kāi)發(fā)利用的有效途徑相似,由于軋鋼氧化鐵屑受鋼材的材質(zhì)的限制,其化學(xué)成分不太理想,波動(dòng)大。因此,近年來(lái)國(guó)內(nèi)曾以含鐵量很高的優(yōu)質(zhì)鐵精礦粉作原料,試驗(yàn)制取這種還原鐵粉。
　　 超純鐵精礦制取還原鐵粉的工藝過(guò)程如下：將超純鐵精礦裝罐后,在隧道窯內(nèi)進(jìn)行初
還原,制得海綿鐵錠,經(jīng)清刷、破碎、篩分、磁選、退火及精還原等工序處理后,制得粉末冶金用還原鐵粉。將所得的精還原鐵粉,經(jīng)配料、混合、成型、燒結(jié),制成各種鐵基粉末冶金零件。
　　 以河鐵砂、天然優(yōu)質(zhì)磁鐵礦為原料制取超純鐵精礦的選礦工藝已在工業(yè)上應(yīng)用。以天然優(yōu)質(zhì)鏡鐵礦為原料制取超純鐵精礦的選礦工藝,因受到原料成分波動(dòng)較大、精礦產(chǎn)率較低、工藝流程較長(zhǎng)等不利因素的影響,目前在工業(yè)上應(yīng)用的條件尚不很成熟,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究工作以解決高檔鐵紅原料供不應(yīng)求的矛盾。