菱铁矿自磁化反应行为及调控机理

作者：韩跃新; 周廷波; 高鹏; 孙永升; 李朋超

来源：钢铁, 2023, 58(09): 69-80.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20230340

• 菱铁矿
• 自磁化
• 磁性分析
• 物相转化
• 微观结构

中国菱铁矿资源丰富，但矿石品位低禀赋差，受到传统分选技术和成本限制，整体利用率低。菱铁矿分解后的产物氧化亚铁不稳定，容易被产物CO2氧化为磁铁矿，发生“自磁化”反应。以菱铁矿为研究对象，系统地开展了空气、N2及CO2气氛体系下自磁化反应行为及调控机理研究，考察了焙烧温度、焙烧时间和焙烧气氛对反应行为及分选指标的影响规律，利用XRD、VSM和SEM-EDS等检测手段探究了菱铁矿自磁化焙烧过程中物相、磁性和微观结构演变规律，阐明了菱铁矿自磁化矿相转化反应机理。结果表明，菱铁矿在空气气氛下由颗粒边缘和裂缝处开始转化为赤铁矿，焙烧后颗粒内部产生大量裂纹，焙烧产物最大比磁化系数为1.90×10-5 m3/kg;菱铁矿在N2气氛下优先生成氧化亚铁，新生氧化亚铁与CO2反应转变为磁铁矿，最终呈现出氧化亚铁、磁铁矿和菱铁矿相互夹杂的形态，颗粒疏松多孔，焙烧产物最大比磁化系数为47.98×10-5 m3/kg;菱铁矿在CO2气氛下由颗粒的边缘和裂缝处开始转化为磁铁矿，焙烧后颗粒呈现多孔疏松结构，焙烧产物最大比磁化系数为94.59×10-5 m3/kg。在CO2体积分数为15%、焙烧温度为700℃、焙烧时间为20 min条件下处理大西沟菱铁矿，可获得铁精矿品位为59.50%、铁回收率为85.23%的良好指标。

• 单位
  轧制技术及连轧自动化国家重点实验室; 东北大学; 土木工程学院