铁矿联合分离技术的研究

铁矿资源的存在形式较为复杂，传统单一的铁矿分离技术方法已经无法满足产能需求，为了满足当前对优质铁资源的生产需求，就需要改变传统单一的铁矿分离技术方式，依托先进的技术和设备，进一步提升铁矿资源在不同复杂形式中分离的效率和质量，达到降低分离成本和提高经济效益的目标。本文结合铁矿联合分离技术的目标和具体要求，分析了流化挥发法与氯化挥发分离法，为提升铁矿分离效率和质量提供可靠的技术支持。

一、铁矿联合分离技术目标与技术内容

（一）技术目标

传统铁矿分离技术采用单一的重力和磁力反力技术，在产能要求不断提高的情况下，体现出了技术应用效率低的缺陷，对复杂多态铁矿的分离处理无法达到预期的效果。在我国社会经济发展过程中，对钢铁资源的需求总量不断提高，优质铁矿资源呈现出匮乏的状态，因此，需要充分利用多种技术和低品位铁矿，进一步提升资源利用率 [1]。为了达到铁矿综合回收效率的目标，从整体上降低铁矿资源的损耗，显著降低企业运行成本，就需要积极开展多品类铁矿联合分离技术的研究。

（二）技术内容

在铁矿联合分离技术研究过程中，具体通过矿物多工艺联合处理和检测分析以及现代化的自动控制技术作为支撑，提高铁矿资源的分离效率和质量，达到优质铁矿的生产目标，进而获得更广阔的市场应用范围，为企业获得预期的经济效益提供技术保障。在技术研究过程中主要采用硫化挥发法和氯化挥发法进行研究，在不同分离技术方法应用过程中，对分离铁矿的物理及化学特征进行测试的进一步分析。同时还进行联合分离流程的进一步优化，进而确定更加科学合理的分离技术组合方式。另外，同时结合铁矿资源所处的复杂环境，对不同类型的分离技术进行联合应用研究，进而实现良好的技术协同应用效果。在不同类型铁分离技术研究过程中，还应达到特定的技术性指标和要求，一是，铁矿资源的联合回收率应显著提升 10% 以上；二是应确保铁矿联合分离技术和装备的各项指标应达到国际先进水平；三是在铁矿分离过程中应实现自动化控制，操作流程不断的进行改进和简化处理，达到技术应用的稳定性和可靠性；四是，铁矿的分离成本应相比原来的成本投入降低 15% ，实现经济效益显著提升的目标。

二、铁矿联合分离技术

（一）硫化挥发法

硫化挥发法实现锡铁分离，是以焦粉、无烟煤等作为还原剂，黄铁矿、单质硫、石膏等为硫化剂，依据不同温度下锡硫化物与铁硫化物饱和蒸气压的差异来完成的。锡的相关物相（Sn、 Sn0 、 SnO₂ 、SnS）的蒸气压会随温度升高而持续的增大，其挥发能力依次为 SnS>Sn0>Sn0₂>Sn ；而铁的相关物相（Fe、Fe₂0₃ 、 Fe₃0₄ 、FeS）蒸气压相对较小，难以挥发，借此可实现锡铁分离。工业上常将锡铁矿中的锡石转化为硫化亚锡（SnS），因 SnS 高温下挥发性强且稳定不易分解，能有效硫化挥发脱除锡[2]。焙烧物料中的锡的存在方式为 Sn 、SnO、Sn0₂ ，在高温环境下下通入空气和粉煤形成弱还原气氛，再加入黄铁矿，会发生硫化反应。相关研究人员基于相律分析，用拓扑法绘制出 S-Sn-O 三元优势区图，从图中可以看到焙烧温度高于 1000^∘C 时，随温度升高，Sn 稳定区逐渐扩大，SnS、 Sn0 、 Sn0₂ 稳定区会呈现出不断缩小的状态，且在 1000^∘C 的温度下SnS 的稳区最大。所以，焙烧中需控制还原剂和硫化剂的添加量，促使 Sn0₂ 反应生成可挥发的 Sn 或 SnS。硫化挥发法是铁精矿处理采用的高效方法。在技术应用实践中主要采用的烟化炉设备具有结构简单，锡挥发率高的优势，且经济成本低，实现了对复杂锡铁矿进行高效处理的目的。

（二）氯化挥发法

氯化挥发法借助有色金属氯化物在高温条件下挥发性质的不同，实现含锡物料中锡的挥发脱除。该方法的操作流程为：添加氯化剂（主要是 CaCl₂ 和NaCl）与还原剂（如褐煤、无烟煤等），将其与目标矿物混合后进行高温焙烧，过程中产生 Cl₂ 。考虑到 Cl₂ 具有较强的氧化性，会与矿石中多数金属化合物发生氯化反应，使这些金属化合物转化为金属氯化物，进而让锡及多种类型的有色金属以氯化物的形态挥发，随后回收有价金属的氯化物烟尘。由于不同类型的金属氯化物在熔、沸点上具有差异显著的特点，可有效分离矿石中的不同金属。从相关数据可知，锡的氯化物熔、沸点均较低，在较低温度下就能挥发，而铁在焙烧的过程中有可能被氯化为 FeCl₂ 或 FeCl₃ ，但因铁与氧的结合力的能力相对较强，铁氧化物可以更加稳定的保存在渣中[3]。一些企业采用氯化焙烧法对锡铁矿进行分离处理，具体操作是先将氯化钙与辅助材料和锡铁矿混合，并达到均匀的状态，再用直径圆盘造球机实施造球处理，利用此设备可将球团粒度维持在特定的数值范围内，同时保证球团强度达到要求，再完成造球操作流程后，将球团放入特定温度的干燥箱中干燥 30min 以去除水分，然后在转窑进行氯化焙烧，再次过程中，铁元素在氯化焙烧过程中得到了充分提取。

结束语：

在我国铁矿资源需求不断提高的情况下，传统单一的铁矿分离技术已经无法满足高效优质铁矿资源的生产需求，为了进一步提升铁矿资源的产能，提升铁矿资源的利用率以及降低生产成本，需要对不同铁矿联合分离技术开展进一步的研究，有效发挥出联合分离技术和设备的优势，提升铁矿资源的生产质量，为经济建设提供优质的铁矿资源。

参考文献：

[1] 贾紫珮 , 宋翔宇 , 王文 , 等 . 黄铁矿与砷黄铁矿氧化浮选分离技术的研究进展 [J]. 矿产综合利用 ,2023(5):112-119.

[2] 袁加巧 , 丁湛 , 余安美 , 等 . 钛铁矿表面改性浮选分离技术研究进展[J]. 有色金属工程 ,2024,14(9):103-115.

[3] 李燚 , 吕晋芳 , 李志远 , 等 . 复杂难选锡铁矿分离技术研究进展 [J].化工矿物与加工 ,2024,53(9):71-78.

陈勇 男 汉族 皖安庆 1977 年01 月 大专 矿山服务公司