超純鐵精礦的選礦工藝及其開發
隨著國民經濟的不斷發展,對永磁材料、還原鐵粉等產品的需求量日益增加,對產品的質量要求也越來越高。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、鐵鱗的產量較小且價格高、質量不太穩定,因此,尋求新的廉價原料代用品,已成為一個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
生產超純鐵精礦一般是以選礦廠選別的鐵精礦為原料,根據精礦中脈石礦物的種類、嵌布粒度及其與鐵礦物的共生關系確定選礦工藝和方法。國內外常用的提純方法有浮選、磁選、搖床重選,且以磁- 浮、磁- 重聯合選礦工藝流程為多。
目前,宋陵礦山機械有限公司在超純鐵精礦的研究方面積累了豐富的經驗,其技術水平在國內處于領先地位。前幾年主要是以河鐵砂、天然優質磁鐵礦石為原料研制超純鐵精礦,其產品可作為生產還原鐵粉、中低檔永磁材料(鐵氧體) 的原料。近幾年,宋陵礦山機械有限公司又開展了以天然優質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,并取得了可喜的進展。就安徽皖西地區的河鐵砂、銅陵- 繁昌一帶的天然優質鐵礦石為原料生產高純鐵精礦,可歸納為以下三種工藝流程：
(1) 磁-浮聯合流程。即給礦→磨礦→旋流器分級→溢流弱磁選→磁精陽離子反浮選。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→溢流弱磁選。該流程適合于天然優質磁鐵礦石的選別。(3)階段磨選、磁重聯合流程。即給礦→磨礦→分級→分級溢流弱磁選→弱磁尾強磁選→強磁粗精磨礦分級→分級溢流搖床重選。該流程適合于天然優質鏡鐵礦石的選別。
2 產品開發利用的有效途徑
制取永磁鐵氧體目前,國內生產永磁鐵氧體的主要原料是鐵鱗和氧化鐵紅。鐵鱗主要來源于加熱軋制鋼材過程中氧化形成的各種氧化物,由于軋制鋼材的材質根據市場要求經常發生變化,引起鐵鱗的成份波動大,給鐵氧體的生產帶來很大的困難,需經常調整工藝參數,難以保證產品性能的穩定,在目前生產條件下,很難生產出高性能的產品[3 ] 。氧化鐵紅(Fe2O3) 雖純度高,可生產出較高性能的永磁鐵氧體,但由于原料的價格貴,且市場供應量有限,降低產品的成本并保證生產的正常進行是很困難的。為保證磁性材料性能的提高,降低成本,選擇優質價廉的原料是十分必要的。宋陵礦山機械有限公司于80 年代開始研究采用河鐵砂生產的超純鐵精礦制取永磁鐵氧體,90 年代又開始研究利用天然鐵礦石生產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→預燒→二次球磨→成型→燒結→產品性能測試。
研究表明,與鐵鱗相比,利用河鐵砂或優質天然鐵礦石生產的超純鐵精礦為原料制取永磁材料具有以下優點：
(1) 超純鐵精礦成分穩定,其工藝條件和產品質量就相對穩定。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定性。(2) 超純鐵精礦粒度細,活性好,在相對較
低的溫度下,就可氧化成Fe2O3 而制備優良的永磁體,較之鐵鱗可降低能耗。(3) 顆粒粒度細,易磨性好,可縮短球磨時間。(4) 利用率較鐵鱗高10 %～20 % ,產品的產率大。
制取粉末冶金用還原鐵粉
粉末冶金具有少、無切削的加工特點,是制造特殊材料、特殊制品的有效手段。發展粉末冶金技術,對節材、節能、降低成本都具有特殊重要的意義[4 ] 。
目前,我國生產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：超純鐵精礦的選礦工藝及其開發利用的有效途徑相似,由于軋鋼氧化鐵屑受鋼材的材質的限制,其化學成分不太理想,波動大。因此,近年來國內曾以含鐵量很高的優質鐵精礦粉作原料,試驗制取這種還原鐵粉。
超純鐵精礦制取還原鐵粉的工藝過程如下：將超純鐵精礦裝罐后,在隧道窯內進行初
還原,制得海綿鐵錠,經清刷、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,經配料、混合、成型、燒結,制成各種鐵基粉末冶金零件。
以河鐵砂、天然優質磁鐵礦為原料制取超純鐵精礦的選礦工藝已在工業上應用。以天然優質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較大、精礦產率較低、工藝流程較長等不利因素的影響,目前在工業上應用的條件尚不很成熟,應進一步加強研究工作以解決高檔鐵紅原料供不應求的矛盾。
