某铁矿因其含铁矿物嵌布粒度细，矿物组成复杂，是一种典型的难选氧化矿。经研究决定利用磁化焙烧—磁选与强磁选的选矿工艺流程对其进行选矿，15~100mm粗粒级矿石采用竖炉焙烧—磁选的工艺流程，能够获得铁品位约54%，回收率约84%的选矿结果。而0~15mm粒级粉矿因为粒度原因，只能采用强磁选的工艺流程，获得品位约为47%，回收率约67%的选矿指标。由于强磁精矿品位与回收率均较低，不仅使后续冶炼成本高，而且铁资源浪费严重，因此改进该选矿工艺具有重要的意义。

目前，磁化焙烧仍是处理难选红铁矿的有效方法之一，细粒粉矿焙烧工艺设备主要分为沸腾炉与回转窑。沸腾炉因焙烧条件难以控制，容易造成生产波动，国内尚无成功的工业生产实例；回转窑适合处理粒径小于30mm粉料，在生产上已有多起成功实例，但是细粒级物料焙烧容易产生结圈现象。

实践表明，回转窑结圈现象是由于窑体局部温度过高所致，导致粉矿产生烧结现象，为了探索避免窑体结圈的方法，本次试验采用外部传热式的水泥回转窑进行研究，试验结果显示，其选矿指标高于现场，且可避免“结圈”现象。从而为该粉矿实现大型工业化生产提供了依据。

1、试验设备与方法

采用水泥回转窑作为焙烧设备，其窑体内径为210mm，长度为2m，通过窑体中部插入热电偶控制温度。

具体操作流程为将煤粉与1~5mm粒级原矿混匀之后加入水泥回转窑焙烧，焙烧矿经过水淬冷却，烘干，破碎至0~1mm，再将其用Ø240mm×90mm型锥型球磨机进行磨矿，矿浆经过滤、干燥、混匀缩分之后称20.0g用磁选管进行磁选。

2、试验结果与分析

（1）焙烧温度的影响

焙烧温度分别为750、790、830、870、910℃，焙烧时间60min，煤粉用量2.0%，煤粉粒度0~1mm，窑体填充率为15%，磨矿细度为-0.074mm占85%，磁选强度为144kA/m进行实验分析。

铁精矿的品位变化趋势不明显，但铁精矿的回收率先上升后平缓。焙烧温度从750℃升高至830℃，铁精矿回收率从81.08%增加至87.16%，分析其原因，是因为升高焙烧温度促进煤粉的气化反应，提高了窑内CO浓度；继续升高温度，铁精矿的回收率趋于稳定。因此焙烧温度不宜过高，选择830℃为宜。

（2）焙烧时间的影响

焙烧时间分别为30、40、60、80、100min，焙烧温度为830℃，煤粉用量2.0%，煤粉粒度0~1mm，窑体填充率为15%，磨矿细度为-0.074mm占85%，磁选强度为144kA/m进行实验分析。

铁精矿品位变化趋势平缓，回收率呈先上升后平缓。焙烧时间从30min延长至60min，铁精矿的回收率从81.54%提高至87.16%，分析其原因，这是因为适当延长焙烧时间能提高粗粒级试样的磁化程度；继续延长焙烧时间，铁精矿的回收率趋于稳定。可见焙烧时间不宜过长，选择60min较为合适。

（3）煤粉用量的影响

煤粉用量分别为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，焙烧温度为830℃，焙烧时间60min，煤粉粒度0~1mm，窑体填充率为15%，磨矿细度为-0.074mm占85%，磁选强度为144kA/m进行实验分析。

铁精矿品位变化趋势平缓，回收率呈先升后降变化，煤粉用量从1.0%增加至2.0%，铁精矿回收率从79.20%升高至87.16%。继续提高煤粉用量，铁精矿的回收率反而下降，可能是因为煤粉用量过高导致部分磁铁矿继续还原，生成弱磁性的“富士体”，影响精矿的回收效率。

（4）煤粉粒度的影响

煤粉粒度分别为0~1mm、0~3mm、0~5mm，焙烧温度为830℃，焙烧时间60min，煤粉用量为2.0%，窑体填充率为15%，磨矿细度为-0.074mm占85%，磁选强度为144kA/m进行实验分析。

采用0~1mm粒级煤粉进行试验，该焙烧矿的选矿效果较好，究其原因，一方面是因为煤粉粒度越细，越有利生成CO气体，另一方面也有利于产生挥发性气体。

（5）填充率的影响

采用的填充率分别为10%、15%、20%，焙烧温度为830℃，焙烧时间60min，煤粉用量为2.0%，煤粉粒度为0~1mm，磨矿细度为-0.074mm占85%，磁选场强为144kA/m进行实验分析。

铁精矿品位变化趋势不明显，但回收率呈先升后降变化，当试验采用10%的填充率，铁精矿的回收率仅为83.29%，填充率提高至15%，铁精矿的回收效率明显提高至87.16%。其原因可能是因为提高窑体填充率使得料层内溢出的CO气体增多，因而有效促进了磁化焙烧反应，继续提高窑体填充率，铁精矿的回收效率明显下降。有关研究表明，窑体填充率过高使得矿样与窑壁的传热效率降低，物料受热不均，造成试样磁化效果波动，并且试样排料速度加快，相当于降低了焙烧时间，这也不可避免降低试样的磁化效果。因此选择窑体填充率为15%较为合适。

试验结果表明，水泥回转窑可分为内加热和外加热两种，利用“外热式”的水泥回转窑进行磁化焙烧试验研究，窑内并未出现结圈现象。

在焙烧温度为830℃，焙烧时间为60min，煤粉用量2%，煤粉粒度0~1mm，窑内填充率为15%，磨矿细度为-0.074mm占85%，磁选磁场强度为144kA/m的工艺条件下，可得到品位为55.22%，回收率为87.16%的铁精矿指标，该选矿结果优于现场作业指标，为该类细粒级粉矿效率高利用具有参考意义。该焙烧工艺能使大部分弱磁性含铁矿物转变为磁铁矿，焙烧矿解离发育完全，颗粒变得疏松多孔，有利于后续的破碎、磨矿和磁选作业。