Влияние размеров частиц на магнетизирующий обжиг гематитового кварцита в атмосфере монооксида углерода

УДК 549.5 + 549.731.13 + 549.057 + 549.08
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.39.02.019

В.П. Пономар, А.Б. Брик, Ю.И. Черевко, В.В. Овсиенко
Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины
03680, г. Киев-142, Украина, пр-т Акад. Палладина, 34
E-mail: vitaliyponomar.vp@gmail.com
Язык: украинский
Минералогический журнал 2017, 39 (2): 19-28
Аннотация: Определено влияние размеров частиц окисленного железистого кварцита на превращение гематита в магнетит в связи с изготовлением железорудных концентратов. Исходный образец представлен гематитовым кварцитом, который состоит из гематита и кварца и разделен на фракции: <0,05; 0,05—0,1; 0,1—0,16; 0,16—0,25; 0,25—0,4; 0,4—0,63; 0,63—1,0; 1,0—1,6; 1,6—2,5 и >2,5 мм. С помощью метода магнитометрии показано, что намагниченность образцов после термической обработки при 500 °с в атмосфере монооксида углерода в течение 40 мин возрастает до 35—60 а · м2/кг. Вариативность магнитных характеристик зависит от степени преобразования гематита на магнетит, а также от концентрации железа в исходных фракциях гематитового кварцита. Также показано, что для образцов с размером частиц 0,4—2,5 мм и более преобразование гематита в магнетит происходит не полностью, что может быть связано с неполным раскрытием частиц гематита и кварца и формированием слоя магнетита на поверхности частиц гематита, затрудняющего дальнейшую реакцию. В этих фракциях количество образованного магнетита уменьшается с 80 до 60 мас. % при увеличении размеров частиц исходного гематитового кварцита. Для образцов с разным размером частиц осуществлено преобразование во временном интервале 10—60 мин и показано, что намагниченность образцов значительно возрастает в течение 30 мин для гематитового кварцита с более мелким размером частиц и 40 мин для образца с более крупными частицами. Дальнейшее продление термообработки не приводит к возрастанию намагниченности преобразованного образца. Константа скорости преобразования для кварцита с мелким размером частиц в большей степени зависит от удельной поверхности исходного образца, а для крупных частиц — от степени раскрытия минералов и возможного тормозящего действия продукта реакции на поверхности частиц. Полученные данные важны для определения оптимальных режимов магнетизирующего обжига окисленных железных руд.
Ключевые слова: гематит, магнетит, гематитовые кварциты, магнетизирующий обжиг.
Литература:
1. Богданова О.С., Ревнивцева В.И. Справочник по обогащению руд. специальные и вспомогательные процессы, испытания обогатимости, контроль и автоматика: 2е изд., перераб. и доп. — м. : недра, 1983. — 376 с.
2. Вест А. Химия твердого тела. теория и приложения: в 2х ч., Ч. 1 ; Пер. с англ. — м. : мир, 1988. — 547 c.
3. Гершойг Ю.Г., Турчина Л.П. Минералообразование в процессах окислительного и восстановительного обжига железных руд // Вещественный состав и обогатимость железных руд : сб. науч. тр. — 1965. — вып. 5. — с. 101—112.
4. Губин Г.В., Бушуев В.П., Жарко Л.И. Получение металлических концентратов из бедных железных руд в пересыпающемся рудноугольнофлюсовом слое // обогащение и окускование железных руд : сб. науч. тр. — 1967. — вып. 8. — с. 155—161.
5. Губин Г.В., Измалков А.З., Кучер В.Л., Гончаренко Ю.И., Лемберский В.А., Друзь Е.Л., Соха С.В., Литовка А.В., Баранов В.Г. Освоение обжигмагнитного обогащения окисленных железных руд на криворожском центральном горнообогатительном комбинате // Обогащение и окускование железных руд : сб. науч. тр. — 1967. — вып. 8. — с. 148—161.
6. Губин Г.В., Шковыра Г.Д., Иголинская З.А. Предварительная оценка восстановимости и обогатимости окисленных железистых кварцитов Цгока // Вещественный состав и обогатимость железных руд : сб. науч. тр. — 1965. — вып. 5. — с. 130—134.
7. Евтехов В.Д., Евтехов Е.В., Филенко В.В., Евтехова А.В., Тихливец С.В., Петрухин А.В., Георгиева Е.П. Прикладная минералогия гематитсодержащих отходов обогащения железных руд Желтореченского месторождения // Геол.мінерал. вісн. криворізьк. нац. унту. — 2013. — № 1—2 (29—30). — с. 22—33.
8. Кудрявцева Г.П. Ферримагнетизм природных оксидов. — м. : недра, 1988. — 232 с.
9. Олейник Т.А. Современные тенденции развития технологий обогащения гематитовых руд в Украине // Збагачення корисних копалин : наук.техн. зб. — 2014. — вип. 56 (97). — с. 18—28.
10. Пат. UA 94163 U. Пристрій для експресного вимірювання намагніченості руд та магнітних матеріалів / О.М. Пономаренко, О.Б. Брик, Н.О. Дудченко, В.В. Янишпольський, Ю.О. Алєксейцев. — опубл. 27.10.2014, Бюл. № 20.
11. Пономар В.П., Гречановский А.Е., Брик А.Б., Юшин А.А., Лютоев В.П., Савченко Т.С. Термомагнитные исследования преобразования гематита в магнетит с использованием крахмала // Мінерал. журн. — 2015. — 37, № 2. — с. 37—45.
12. Юров П.П., Малый Б.М., Волочаева Н.Т. Получение обжигмагнитного концентрата с содержанием железа 65 % в полупромышленных условиях // обогащение руд черных металлов : тематич. отрасл. сб. — 1972. — № 1. — с. 40—45.
13. Khawam A., Flanagan D.R. Solidstate kinetic models: basics and mathematical fundamentals // J. Phys. chem. B. — 2006. — 110 (35). — P. 17315—17328.
14. Pang J., Guo P., Zhao P., Cao C., Zhang D. Influence of size of hematite powder on its reduction kinetics by h2 at low temperature // J. Iron Steel res. Int. — 2009. — l6 (5). — P. 07—11.
15. Shimokawabe M., Furuichi R., Ishii T. Influence of the preparation history of alphafe 2o3 on its reactivity for hydrogen reduction // thermochim. acta. — 1979. — 28. — P. 287—305.