我国鲕状赤铁矿资源丰富,约占全国铁矿资源总量的1/9,由于鮞状赤铁矿嵌布粒度极细,矿物组成和矿石结构复杂,是国内外公认的最难选铁矿石类型之一。因此,该类型铁矿资源目前基本没有得到开发利用。针对鲕状赤铁矿资源利用进行研究,不仅可以提高我国可利用铁矿资源,还对我国钢铁行业的健康发展具有重要意义。本文在系统的工艺矿物学研究基础上,进行了五峰鮞状赤铁矿悬浮焙烧试验研究,并确定适宜的工艺制度。采用热力学分析、动力学研究、X射线衍射分析、磁性分析、穆斯堡尔谱分析等手段对鲕状赤铁矿悬浮焙烧过程中的铁物相转变机理进行研究。对悬浮焙烧物料开展分选工艺研究,形成鮞状赤铁矿悬浮焙烧-磁选-浮选工艺。最后对鲕状赤铁矿在悬浮焙烧过程中的气固流动特性进行数值模拟,通过研究得出以下结论:工艺矿物学研究表明该矿石主要有用元素为铁,TFe品位为46.31%,主要以赤铁矿的形式存在,并含有少量的硅酸铁及菱铁矿。脉石矿物主要为石英、方解石、粘土矿物、鮞绿泥石等。矿石中磷的含量较高,为1.25%,主要以磷灰石的形式存在。矿石主要呈鲕粒结构,由赤铁矿、石英、鲕绿泥石、方解石、磷灰石等矿物呈同心圆状包裹而成。热力学分析表明在悬浮焙烧过程赤铁矿的还原过程是逐级进行的,在较低的H2浓度下就可还原为磁铁矿,脉石矿物之间可能发生反应生成复杂的化合物。鮞状赤铁矿悬浮焙烧试验研究表明,适宜的悬浮焙烧条件为:物料粒度为-0.074mm占80%、气体速度为1.4m/s、H2浓度为40%、还原温度为650℃、还原时间为10s。穆斯堡尔谱分析表明,矿石中弱磁性铁矿物经悬浮焙烧后转变为强磁性的磁铁矿。磁性分析表明经悬浮焙烧后物料的磁性显著提高,比磁化率可达4.69×10-4·m3kg-1。焙烧后颗粒的比表面积、孔体积、孔径均有增加,但矿石的结构未发生变化。静态磁化焙烧对比试验结果表明,采用悬浮焙烧技术可获得与静态磁化焙烧相近的选别指标,并可显著缩短焙烧时间。对鲕状赤铁矿悬浮焙烧物料的冷却方式进行研究,研究表明焙烧后的物料在无氧气氛中冷却至350℃时置于空气中继续冷却至常温,可将物料中的部分磁铁矿氧化为强磁性的γ-Fe203,由于该氧化反应为放热反应,反应过程可释放大量的热,对这部分热进行利用可达到降低能耗的目的。鲕状赤铁矿在H2气氛中等温磁化焙烧动力学研究表明,反应可分为还原初期、后期两个阶段。还原初期由反应收缩核模型控制,活化能为44.52kJ·mol-1;还原后期由二维扩散Valensi模型控制,活化能为50.64kJ·mol-1。鮞状赤铁矿在H2气氛中非等温磁化焙烧动力学研究表明,反应由Anti-Jander三维扩散控制,活化能为89.51～103.80kJ·mol-1。鲕状赤铁矿在CO气氛中等温磁化焙烧动力学研究表明,反应过程可分为还原初期、后期两个阶段。还原初期由反应收缩核模型控制,活化能为34.50kJ·mol-1;还原后期由三维扩散Valensi模型控制,活化能为42.69kJ·mol-1。鮞状赤铁矿在CO气氛中非等温磁化焙烧动力学研究表明,反应由三维扩散Jander模型控制,活化能为50.13-54.OOkJ·mol-1。磁铁矿氧化动力学研究表明,该反应由三维扩散Z-L-T模型控制,活化能为40.32kJ·mol-1。焙烧后的物料在一段磨矿细度为-0.074mm占95%,一段磁场强度为lOlkA/m,二段磁选磨矿细度为-0.035mm占90%,二段磁场强度为68.6kA/m的条件下进行磁选,可获得精矿铁品位为55.81%,回收率为84.80%的磁选指标。对磁选精矿进行反浮选流程试验,采用EM301为捕收剂,碳酸钠为调整剂,淀粉为抑制剂,在最佳工艺及药剂用量条件下可获得铁品位为60.13%,回收率为74.58%,磷含量为0.24%的铁精矿。鮞状赤铁矿悬浮焙烧流动特性数值模拟结果表明,在悬浮焙烧炉内颗粒浓度分布呈现出强烈的不均匀性,炉内底部颗粒浓度高于顶部,边壁浓度高于中心浓度,在中心形成了一个明显的气体通道。颗粒速度呈中心区域速度高,边壁区域速度低的不均匀分布。颗粒速度随气体速度的增大、物料粒度的减小而增大,而颗粒浓度则随气体速度的增大、物料粒度的减小而减小。本研究对鲕状赤铁矿的开发与利用具有指导意义,对其他类型难选铁矿的高效利用具有借鉴作用。