随着钢铁工业的快速发展,我国铁矿石供需矛盾越来越突出,钢铁企业利润被大量高价进口铁矿石吞噬,合理利用国内菱铁矿资源意义重大。本文以新疆某菱铁矿为研究对象,开展煤基直接还原焙烧-磁选工艺及机理研究,为高效利用菱铁矿资源提供了一条新途径。菱铁矿煤基直接还原按FeC03→Fe304→FeO→Fe反应历程进行,矿石内层各反应环节均滞后于外层。在菱铁矿热分解和还原过程中,矿石的微观结构发生了明显变化:FeC03向Fe304转变时体积变小,形成微细孔洞和狭小裂缝;Fe304向FeO转变时体积膨胀,孔洞增加,裂缝变大;FeO向Fe转变时体积缩小,孔洞继续增大,新生金属铁结构相对松散,但铁晶粒容易长大连晶,整个反应过程中,矿石保持整体结构完整,不易粉化。以25-5mm菱铁矿和褐煤为原料进行煤基回转窑直接还原焙烧-磁选工艺参数优化研究,确定了回转窑最佳还原焙烧制度为:焙烧温度1050℃、焙烧时间140min、C/Fe为1.86、脱硫剂用量3%,焙烧产品干式磁选(0.15T)后,将焙烧矿进行一段湿式球磨(-0.074mm占85.92%)和一段湿式磁选(0.1T),可获得铁品位为92.06%、铁金属化率90.52%、硫含量0.16%的还原铁粉,全流程铁回收率达85.94%。由于热分解及还原过程菱铁块矿不易粉化,焙烧产品中-3mm粉末量仅为8.71%,试验过程回转窑未出现结圈现象。对各产品性能分析表明,残煤固定碳含量50.36%,具有巨大潜在再利用价值,直接还原铁粉铁可用作电炉炼钢原料,湿式磁选尾矿可用作水泥工业原料。图41幅,表19个,参考文献67篇。