超纯铁精矿的选矿工艺及其开发

    随着国民经济的不断发展,对永磁材料、还原铁粉等产品的需求量日益增加,对产品的质量要求也越来越高。目前,制取永磁材料(铁氧体) 、还原铁粉的原料主要是氧化铁红、铁鳞,由于氧化铁红、铁鳞的产量较小且价格高、质量不太稳定,因此,寻求新的廉价原料代用品,已成为一个亟待解决的重要研究课题。
1　超纯铁精矿的选矿工艺及其成分分析
　　 生产超纯铁精矿一般是以选矿厂选别的铁精矿为原料,根据精矿中脉石矿物的种类、嵌布粒度及其与铁矿物的共生关系确定选矿工艺和方法。国内外常用的提纯方法有浮选、磁选、摇床重选,且以磁- 浮、磁- 重联合选矿工艺流程为多。
　　 目前,宋陵矿山机械有限公司在超纯铁精矿的研究方面积累了丰富的经验,其技术水平在国内处于领先地位。前几年主要是以河铁砂、天然优质磁铁矿石为原料研制超纯铁精矿,其产品可作为生产还原铁粉、中低档永磁材料(铁氧体) 的原料。近几年,宋陵矿山机械有限公司又开展了以天然优质镜铁矿为原料研制高能磁性材料原料(氧化铁红代用品) 的工作,并取得了可喜的进展。就安徽皖西地区的河铁砂、铜陵- 繁昌一带的天然优质铁矿石为原料生产高纯铁精矿,可归纳为以下三种工艺流程：
　　 (1) 磁-浮联合流程。即给矿→磨矿→旋流器分级→溢流弱磁选→磁精阳离子反浮选。该流程适合于河铁砂的选别。(2)单一磁选流程。即给矿→磨矿→旋流器分级→溢流弱磁选。该流程适合于天然优质磁铁矿石的选别。(3)阶段磨选、磁重联合流程。即给矿→磨矿→分级→分级溢流弱磁选→弱磁尾强磁选→强磁粗精磨矿分级→分级溢流摇床重选。该流程适合于天然优质镜铁矿石的选别。
2　产品开发利用的有效途径
　　 制取永磁铁氧体目前,国内生产永磁铁氧体的主要原料是铁鳞和氧化铁红。铁鳞主要来源于加热轧制钢材过程中氧化形成的各种氧化物,由于轧制钢材的材质根据市场要求经常发生变化,引起铁鳞的成份波动大,给铁氧体的生产带来很大的困难,需经常调整工艺参数,难以保证产品性能的稳定,在目前生产条件下,很难生产出高性能的产品[3 ] 。氧化铁红(Fe₂O₃) 虽纯度高,可生产出较高性能的永磁铁氧体,但由于原料的价格贵,且市场供应量有限,降低产品的成本并保证生产的正常进行是很困难的。为保证磁性材料性能的提高,降低成本,选择优质价廉的原料是十分必要的。宋陵矿山机械有限公司于80 年代开始研究采用河铁砂生产的超纯铁精矿制取永磁铁氧体,90 年代又开始研究利用天然铁矿石生产超纯铁精矿制取永磁铁氧体,并获得成功。
　　 利用超纯铁精矿制取永磁铁氧体的主要工艺流程为：给料→配方→一次球磨→预烧→二次球磨→成型→烧结→产品性能测试。
　　　　 研究表明,与铁鳞相比,利用河铁砂或优质天然铁矿石生产的超纯铁精矿为原料制取永磁材料具有以下优点：
　　 (1) 超纯铁精矿成分稳定,其工艺条件和产品质量就相对稳定。而铁鳞的成分随轧制钢材不同而变化,影响了工艺和性能的稳定性。(2) 超纯铁精矿粒度细,活性好,在相对较
低的温度下,就可氧化成Fe₂O₃ 而制备优良的永磁体,较之铁鳞可降低能耗。(3) 颗粒粒度细,易磨性好,可缩短球磨时间。(4) 利用率较铁鳞高10 %～20 % ,产品的产率大。
　　 制取粉末冶金用还原铁粉
　　 粉末冶金具有少、无切削的加工特点,是制造特殊材料、特殊制品的有效手段。发展粉末冶金技术,对节材、节能、降低成本都具有特殊重要的意义[4 ] 。
　　 目前,我国生产粉末冶金用还原铁粉的原料基本上是用轧钢氧化铁屑(即铁鳞) 。与前述常前发：超纯铁精矿的选矿工艺及其开发利用的有效途径相似,由于轧钢氧化铁屑受钢材的材质的限制,其化学成分不太理想,波动大。因此,近年来国内曾以含铁量很高的优质铁精矿粉作原料,试验制取这种还原铁粉。
　　 超纯铁精矿制取还原铁粉的工艺过程如下：将超纯铁精矿装罐后,在隧道窑内进行初
还原,制得海绵铁锭,经清刷、破碎、筛分、磁选、退火及精还原等工序处理后,制得粉末冶金用还原铁粉。将所得的精还原铁粉,经配料、混合、成型、烧结,制成各种铁基粉末冶金零件。
　　 以河铁砂、天然优质磁铁矿为原料制取超纯铁精矿的选矿工艺已在工业上应用。以天然优质镜铁矿为原料制取超纯铁精矿的选矿工艺,因受到原料成分波动较大、精矿产率较低、工艺流程较长等不利因素的影响,目前在工业上应用的条件尚不很成熟,应进一步加强研究工作以解决高档铁红原料供不应求的矛盾。