高磷鲕状赤铁矿配加氧化钙还原与金属分离的研究

摘要

鲕状赤铁矿是我国一种重要的沉积型铁矿，主要成分有赤铁矿、菱铁矿、鲕绿泥石和褐铁矿。在形成过程中，赤铁矿、褐铁矿与脉石矿物一般是由鲕状颗粒中心向外呈同心环状层层包裹，形成多层状构造，铁矿物层与脉石层之间界限不明显，嵌布粒度极细，成分复杂，而且经常与其他脉石矿物共生或相互包裹难以还原，因此没有得到有效的利用。随着高品位铁矿石资源的日渐枯竭，人们不得不关注低品位铁矿石的开发与利用。本实验以贵州赫章鲕状赤铁矿为对象，进行了一系列研究。贵州赫章鲕状赤铁矿具有典型的鲕状结构，铁品位为51.2%主要是以氧化铁的形式存在，部分以氧化亚铁的形式存在；磷含量0.69%以磷灰石的形式存在，脉石矿物主要为石英、绿泥石等。 本文采用光学显微镜、SEM-EDS、XRD和化学分析等手段，分别研究了碱度、还原温度、粒度和配碳比对鲕状赤铁矿碳热还原的失重率、金属化率及微观形貌的影响以及通过磁选实现金属分离，研究了不同还原条件对铁精矿中物相组成、铁品位、铁的回收率以及脱磷率的影响。研究结果表明：升高温度有利于还原反应正向进行，促进铁颗粒的形核长大；原料粒度达到160-200目铁相之间容易聚集长大成为团状；提高配碳比增大了还原剂与反应物的接触面积，促进了鲕状赤铁矿的还原，同时聚集长大也较明显。自然碱度下还原反应较弱，随着碱度的增加，还原效果逐渐提高，碱度的添加促进了铁颗粒的聚集长大，鲕粒的轮廓破坏更严重，鲕粒内部的杂质组分降低；添加复合添加剂降低了反应物的熔点，可使还原反应在相对较低的温度下进行，而且促进金属铁颗粒聚集、长大，在硼砂添加6%的条件下，其还原效果最好。随着还原温度、碱度、配碳比以及粒度的增加，铁的回收率和脱磷率都有一定的提高；铁品位只随着碱度的升高而降低，其它条件下都升高。在还原温度1150℃、配碳比1.0、碱度1.0的条件下，金属化率高达90.30%，磁选后铁品位61.87%，铁回收率87.63%，脱磷率62.91%。

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第一章 绪论

1.1 铁矿石资源概况

1.2 复杂难选铁矿石分布概况及特点

1.3 鲕状赤铁矿资源概况

1.4 直接还原研究现状

1.5 选矿技术研究现状

1.5.1 还原焙烧-磁选工艺

1.5.2 物理选矿

1.5.3 化学浸出

1.5.4 生物浸出

1.6 选题研究内容与意义

1.6.1 研究内容

1.6.2 研究意义

第二章 实验与方法

2.1 实验原料

2.2 实验设备与仪器

2.3 实验研究方法

2.4 主要评价指标

2.4.1 失重率

2.4.2 金属化率

2.4.3 铁的回收率

2.4.4 磷含量的测定

第三章 鲕状赤铁矿碳热还原

3.1 鲕状赤铁矿正交还原实验

3.2 温度对鲕状赤铁矿还原的影响

3.2.1 失重率和金属化率

3.2.2 微观结构分析

3.3 粒度对鲕状赤铁矿还原的影响

3.3.1 失重率和金属化率

3.3.2 微观结构分析

3.4 配碳比对鲕状赤铁矿还原的影响

3.4.1 失重率和金属化率

3.4.2 微观结构分析

3.5 本章小结

第四章鲕状赤铁矿配加氧化钙碳热还原

4.1 氧化钙对鲕状赤铁矿还原的影响

4.1.1 氧化钙对金属化率的影响

4.1.2 XRD分析

4.1.3 扫描电镜及能谱分析

4.2 氧化钙复合添加剂对鲕状赤铁矿还原的影响

4.2.1 复合添加剂对金属化率的影响

4.2.2 XRD分析

4.2.3 扫描电镜及能谱分析

4.3 本章小结

第五章鲕状赤铁矿还原产物金属分离的研究

5.1 温度对还原产物金属分离的影响

5.2 粒度对还原产物金属分离的影响

5.3 氧化钙对还原产物金属分离的影响

5.4 配碳比对还原产物金属分离的影响

5.5 本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

附 录

原创性声明