某鐵礦因其含鐵礦物嵌布粒度細，礦物組成復雜，是一種典型的難選氧化礦。經研究決定利用磁化焙燒—磁選與強磁選的選礦工藝流程對其進行選礦，15~100mm粗粒級礦石采用豎爐焙燒—磁選的工藝流程，能夠獲得鐵品位約54%，回收率約84%的選礦結果。而0~15mm粒級粉礦因為粒度原因，只能采用強磁選的工藝流程，獲得品位約為47%，回收率約67%的選礦指標。由于強磁精礦品位與回收率均較低，不僅使后續冶煉成本高，而且鐵資源浪費嚴重，因此改進該選礦工藝具有重要的意義。

目前，磁化焙燒仍是處理難選紅鐵礦的有效方法之一，細粒粉礦焙燒工藝設備主要分為沸騰爐與回轉窯。沸騰爐因焙燒條件難以控制，容易造成生產波動，國內尚無成功的工業生產實例；回轉窯適合處理粒徑小于30mm粉料，在生產上已有多起成功實例，但是細粒級物料焙燒容易產生結圈現象。

實踐表明，回轉窯結圈現象是由于窯體局部溫度過高所致，導致粉礦產生燒結現象，為了探索避免窯體結圈的方法，本次試驗采用外部傳熱式的水泥回轉窯進行研究，試驗結果顯示，其選礦指標高于現場，且可避免“結圈”現象。從而為該粉礦實現大型工業化生產提供了依據。

1、試驗設備與方法

采用水泥回轉窯作為焙燒設備，其窯體內徑為210mm，長度為2m，通過窯體中部插入熱電偶控制溫度。

具體操作流程為將煤粉與1~5mm粒級原礦混勻之后加入水泥回轉窯焙燒，焙燒礦經過水淬冷卻，烘干，破碎至0~1mm，再將其用?240mm×90mm型錐型球磨機進行磨礦，礦漿經過濾、干燥、混勻縮分之后稱20.0g用磁選管進行磁選。

2、試驗結果與分析

（1）焙燒溫度的影響

焙燒溫度分別為750、790、830、870、910℃，焙燒時間60min，煤粉用量2.0%，煤粉粒度0~1mm，窯體填充率為15%，磨礦細度為-0.074mm占85%，磁選強度為144kA/m進行實驗分析。

鐵精礦的品位變化趨勢不明顯，但鐵精礦的回收率先上升后平緩。焙燒溫度從750℃升高至830℃，鐵精礦回收率從81.08%增加至87.16%，分析其原因，是因為升高焙燒溫度促進煤粉的氣化反應，提高了窯內CO濃度；繼續升高溫度，鐵精礦的回收率趨于穩定。因此焙燒溫度不宜過高，選擇830℃為宜。

（2）焙燒時間的影響

焙燒時間分別為30、40、60、80、100min，焙燒溫度為830℃，煤粉用量2.0%，煤粉粒度0~1mm，窯體填充率為15%，磨礦細度為-0.074mm占85%，磁選強度為144kA/m進行實驗分析。

鐵精礦品位變化趨勢平緩，回收率呈先上升后平緩。焙燒時間從30min延長至60min，鐵精礦的回收率從81.54%提高至87.16%，分析其原因，這是因為適當延長焙燒時間能提高粗粒級試樣的磁化程度；繼續延長焙燒時間，鐵精礦的回收率趨于穩定。可見焙燒時間不宜過長，選擇60min較為合適。

（3）煤粉用量的影響

煤粉用量分別為1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，焙燒溫度為830℃，焙燒時間60min，煤粉粒度0~1mm，窯體填充率為15%，磨礦細度為-0.074mm占85%，磁選強度為144kA/m進行實驗分析。

鐵精礦品位變化趨勢平緩，回收率呈先升后降變化，煤粉用量從1.0%增加至2.0%，鐵精礦回收率從79.20%升高至87.16%。繼續提高煤粉用量，鐵精礦的回收率反而下降，可能是因為煤粉用量過高導致部分磁鐵礦繼續還原，生成弱磁性的“富士體”，影響精礦的回收效率。

（4）煤粉粒度的影響

煤粉粒度分別為0~1mm、0~3mm、0~5mm，焙燒溫度為830℃，焙燒時間60min，煤粉用量為2.0%，窯體填充率為15%，磨礦細度為-0.074mm占85%，磁選強度為144kA/m進行實驗分析。

采用0~1mm粒級煤粉進行試驗，該焙燒礦的選礦效果較好，究其原因，一方面是因為煤粉粒度越細，越有利生成CO氣體，另一方面也有利于產生揮發性氣體。

（5）填充率的影響

采用的填充率分別為10%、15%、20%，焙燒溫度為830℃，焙燒時間60min，煤粉用量為2.0%，煤粉粒度為0~1mm，磨礦細度為-0.074mm占85%，磁選場強為144kA/m進行實驗分析。

鐵精礦品位變化趨勢不明顯，但回收率呈先升后降變化，當試驗采用10%的填充率，鐵精礦的回收率僅為83.29%，填充率提高至15%，鐵精礦的回收效率明顯提高至87.16%。其原因可能是因為提高窯體填充率使得料層內溢出的CO氣體增多，因而有效促進了磁化焙燒反應，繼續提高窯體填充率，鐵精礦的回收效率明顯下降。有關研究表明，窯體填充率過高使得礦樣與窯壁的傳熱效率降低，物料受熱不均，造成試樣磁化效果波動，并且試樣排料速度加快，相當于降低了焙燒時間，這也不可避免降低試樣的磁化效果。因此選擇窯體填充率為15%較為合適。

試驗結果表明，水泥回轉窯可分為內加熱和外加熱兩種，利用“外熱式”的水泥回轉窯進行磁化焙燒試驗研究，窯內并未出現結圈現象。

在焙燒溫度為830℃，焙燒時間為60min，煤粉用量2%，煤粉粒度0~1mm，窯內填充率為15%，磨礦細度為-0.074mm占85%，磁選磁場強度為144kA/m的工藝條件下，可得到品位為55.22%，回收率為87.16%的鐵精礦指標，該選礦結果優于現場作業指標，為該類細粒級粉礦效率高利用具有參考意義。該焙燒工藝能使大部分弱磁性含鐵礦物轉變為磁鐵礦，焙燒礦解離發育完全，顆粒變得疏松多孔，有利于后續的破碎、磨礦和磁選作業。