高磷鲕状赤铁矿还原焙烧同步脱磷工艺研究赤铁矿是自然界分布很广的铁矿物，是重要的炼铁原料，也可用作红色颜料。赤铁矿石中的鲕状赤铁矿石嵌布粒度级细，且经常与菱铁矿、鲕绿泥石或含磷矿物共生或相互包裹，难以达到钢铁工业对铁矿石含磷的要求［1］，因此鲕状赤铁矿石是目前国内外公认的最难选的铁矿石类型之一，该类资源基本没有得到有效利用。我国铁矿资源储量的约1/9为鲕状赤铁矿，因此研究如何有效利用鲕状赤铁矿石在我国有重要意义［2］。国内外对该种矿石已经进行了很多研究工作［3－7］，但效果都不理想。研究表明，采用添加脱磷剂进行谈类矿石直接还原焙烧－磁选方法可以得到较好的指标，因此研究了直接还原焙烧－磁选过程因素的影响，确定该类矿石直接还原焙烧－磁选的最佳条件，为该类矿石的有效利用提供新的途径。一、矿石性质及试验方法研究所用矿石（原矿）为鄂西高磷鲕状赤铁矿石，其铁和磷的品位分别为43.65%和0.83%。其中主要有用矿物为赤铁矿和少量褐铁矿，赤褐铁矿之铁点97.82%。还原焙烧以煤为还原剂，同时加入脱磷剂NCP混匀，放在加盖的坩埚中，然后在马费炉中在一定的温度下焙烧－定时间，冷却后进行两妄动磨矿和磁选。主要考察的条件因素包括煤的用量、脱磷剂用量、还原焙烧温度、还原焙烧时间、磨矿细度等。因直接还原焙烧－磁选最终得到的产品中铁的品位大于90%，为避免同常规的铁精矿混淆，将该产品命名为还原铁产品。试验中焙烧后产品的总质量同焙烧前相比有较大变化，故用还原铁产品中铁的绝对金属量同焙烧试验中加入的原矿的绝对金属量的比值来计算回收率。煤与NCP的用量指煤或NCP与矿石质量的比值，均用百分比来表示。二、试验结果及讨论（一）二段磨矿时间试验前一阶段的试验结果表明铁品位的提高和磷品位的降低都要通过细磨来实现，因此首先考察籽焙烧过程中二段磨矿细度的影响。固定条件为，煤的用量40%，NCP用量20%，焙烧温度1000℃，焙烧时间60min，磨矿浓度70%，第一段磨矿细度为－0.074mm55%，磁选，磁选场强87.6kA/m，精矿再磨。试验结果见图1。
从图1中可以看出，随着二段磨矿时间的增加，铁的品位和回收率都呈上升趋势，但磷的品位在磨矿时间为20min时有较大的降低，应是嵌布粒度较细的脉石矿物在此时可以充分与铁矿物解离，并且不会发生团聚。故确定第二段磨矿时间为20min，此时磨矿粒度100%小于16μm。（二）煤的用量试验固定其他条件不变，考察了焙烧过程中煤的用量的影响，结果见图2。
从图2可以看出，随着煤用量的增加，铁的品位和回收率均加，磷的品位降低，此过程中煤可以同原矿充分反应，将原矿中的Fe2O3还原，但当用量超过40%时，煤在反应中过量，虽然对铁的回收率仍有一定的提高，但会影响到脱磷剂税磷的效果，同时铁的品位略有降低。因此确定煤最佳用量为40%。（三）NCP用量试验固定煤的用量为40%，其他条件不变，改变NCP用量进行试验，结果见图3。
从图3可以看出，在NCP用量到15%之前，铁品位、回收率都有明显提高，磷品位有明显下降，当NCP用量超过20%之后，对结果的影响变小，因此确定NCP的最佳用量为20%。NCP的主要作用是在焙烧的过程中与原矿发生反应，从而在磁选过程中将磷去除，同时还可以降低焙烧过程中还原生成铁的温度，对还原有一定的促进作用。（四）焙烧温度试验固定NCP用量为20%，其他条件不变，改变焙烧温度进行试验，结果见图4。
从图4可以看出，当温度低于1000℃后，随着温度的升高，铁的回收率升高，而磷的品位降低，说明在此温度条件下，升高温度有利于铁的还原以及磷的去除，当温度超过1000℃继续升高时，磷的品位明显升高，而铁的回收率随之下降，由此可知在该范围内，温度对脱磷剂的效果产生了不利的影响。试验中发现温度高于1000℃时，焙烧后的产品结块严重，有大的铁颗粒生成，最终还原铁产品中磷的品位升高。推断在焙烧过程中有部分铁熔融后同磷结合，使脱磷更难实现。因此确定最佳温度为1000℃。（五）焙烧时间试验固定温度为1000℃，其他条件不变，改变焙烧时间进行试验，结果见图5。
从图5可以看出，随着焙烧时间的延长，铁的品位、回收率随之增加，磷的品位随之降低，但当时间超过60min后时间的影响变小，可以确定当时间为60min时，还原反应基本进行完毕，因此确定焙烧时间为60min。经过实验确定鄂西高磷鲕状赤铁矿焙烧还原磁选的最佳条件为：还原剂用量40%，NCP用量20%，焙烧温度1000℃，焙烧时间60min，一段磨矿细度为－0.074mm55%，二段磨矿细度为－16μm，磁选场强87.6kA/m。经重复试验，得到还原铁产品平均指标如下：铁品位90.09%，铁回收率88.91%，磷品位0.07%。三、结论（一）在鲕状高磷赤铁矿石还原焙烧过程中添加脱磷剂，可以实现得到高品位还原铁产品的同时，使其中磷的含量降低到0.07%。为合理利用难选高磷赤铁矿提供了一种新的途径。（二）在还原焙烧的过程中，NCP起到脱磷的作用，同时可以降低焙烧过程中的温度；（三）还原焙烧温度应控制在1000℃，过高的温度将会使铁矿物与磷重新结合，而温度过低时达不到还原的效果。（四）由于鲕状赤铁矿本身的嵌布粒度极细，所以经过还原焙烧的产品需要充分细磨才能有效分选。参考文献：［1］姚敬劬.应重新规划开发宁乡式铁矿，国土资源科技管理，2005（5）：13－16。［2］童雄，黎应书，周庆华，等，难选鲕状赤铁矿石的选矿新技术试验研究，中国工程科学，20057（9）：323～325。［3］肖巧斌，戈保梁，杨波，等.云南某鲕状赤铁矿选矿试验研究.金属矿山，2005，8（增刊）：153～155。［4］周继程，薛正良，张海峰，等。高磷鲕状赤铁矿脱磷技术研究.炼铁2007，26（2）：40～43。［5］纪军.高磷铁矿石脱磷技术研究.矿冶，2003（2）：33～37。［6］刘亚辉，孙炳泉.赤铁矿的正－反浮选研究，金属矿山，2004（1）：39～41.［7］朱江，萧敢，汪桂萍，湖北宜昌某高磷赤铁矿的选矿工艺研究，金属矿山，2006（8）：189～191。
