首钢秘鲁铁矿提铁降杂制备超纯铁精矿技术及其机理研究

摘要

本论文以首钢秘鲁铁矿为研究对象，进行工艺矿物学研究、工艺流程和工艺条件试验研究以及推荐流程的扩大连选试验研究，并对该技术进行了机理研究，得出了以下结论:
　　 (1)工艺矿物学研究表明:该铁矿石属于部分氧化的含铅锌低磷富硫磁铁矿矿石。矿石中铁矿物主要是磁铁矿;金属硫化物包括闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和磁黄铁矿等，并伴随出现一定数量的菱锌矿、铁酸锌、白铅矿等铅锌氧化物;脉石矿物以角闪石类矿物居多。磁铁矿多呈致密块状集合体产出，部分呈稠密-中等稠密浸染状和稀疏．星散浸染状与脉石矿物交生。在少数孔洞或裂隙较发育的矿石中，闪锌矿因氧化而蚀变形成菱锌矿，在少数磁铁矿中亦发现少量锌以微粒菱锌矿呈包裹体产出。矿石中磁铁矿和黄铁矿分别属中粗粒和中粒嵌布的范畴，而闪锌矿和方铅矿则具细粒嵌布特征。
　　 (2)通过详细的工艺技术研究，提出了“磨矿-磁选-再磨-磁选-反浮选-磁选-酸洗”的选冶联合工艺流程。采用该流程，最终获得了Fe品位71.72％、S品位0.12％、Pb品位0.021％、Zn品位0.037％、Fe回收率81.48％的超纯铁精矿。在扩大连选试验中，亦获得了Fe品位71.78％、S品位0.12％、Pb品位0.021％、Zn品位0.038％、Fe回收率81.74％的超纯铁精矿，超纯铁精矿中SiO2、P等其他杂质含量也很低。超纯铁精矿品质全面达到课题所要求的Fe品位＞70.0％、S品位≤0.15％、Pb品位≤0.04％、Zn品位≤0.04％技术指标。生产的超纯铁精矿可直接作为钢铁冶炼的原料。
　　 (3)机理研究结果表明:磁团聚是影响磁选降杂的重要原因，降低磁团聚对铁精矿降杂的不利影响最重要的方法是采用脱磁设备进行脱磁。硫化钠和异戊基黄药诱导浮选磁黄铁矿时，磁黄铁矿表面因存在化学吸附而使其电位降低;在弱酸和碱性条件下，硫化钠可改善磁黄铁矿的可浮性;磁黄铁矿可浮性的提高主要是因为磁黄铁矿在捕收剂作用或硫化钠与捕收剂共同作用下，在磁黄铁矿吸附表面均有双黄药生成。通过热力学分析，获得了在酸浸体系下磁铁矿、菱锌矿、铁酸锌的吉布斯自由能和酸浸反应平衡常数;通过动力学分析，铁精矿酸洗浸锌属于固膜扩散控制。且在任意温度下酸浸反应速度常数在一定温度下k是常数，遵循收缩核动力学模型。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 超纯铁精矿的用途

1．1．1 超纯铁精矿直接还原-电炉炼钢

1．1．2 海绵铁球团直接轧制钢材

1．1．3 制取粉末冶金用铁粉

1．1．4 生产铁氧体磁性材料

1．1．5 加工成氧化铁红

1．1．6 其他方面应用

1．2 超纯铁精矿质量标准

1．3 铁矿石中杂质在高炉冶炼中的危害

1．4 我国铁矿提铁降杂技术研究概况

1．4．1 我国铁矿选矿研究现状

1．4．2 我国铁矿提铁降杂技术研究进展

1．4．3 国内外超纯铁精矿精选技术研究进展

1．5 课题的来源、意义及研究内容

1．5．1 课题的来源及意义

1．5．2 研究内容

第二章 试验矿样及研究方法

2．1 试验矿样

2．2 试验设备及仪器

2．3 试验试剂

2．4 研究方法

第三章 工艺矿物学研究

3．1 矿物的化学成分分析

3．2 矿物的组成及其含量

3．3 主要矿物的产出形式及分选特性

3．4 主要金属矿物的嵌布粒度

3．5 本章小结

第四章 提铁降杂制备超纯铁精矿工艺技术研究

4．1 工艺流程探索试验研究

4．1．1 “磨矿-磁选-反浮选”工艺

4．1．2 “磨矿-磁选-反浮选-磁选”工艺

4．1．3 “磨矿-磁选-再磨-反浮选”工艺

4．1．4 “磨矿-磁选-再磨-磁选-反浮选”工艺

4．2 磁选降杂试验研究

4．2．1 原矿磨矿细度对磁粗选降杂的影响

4．2．2 磁场强度对磁粗选降杂的影响

4．2．3 给矿浓度对磁粗选降杂的影响

4．2．4 磁粗精矿再磨细度对磁精选降杂的影响

4．2．5 磁场强度对磁精选降杂的影响

4．2．6 给矿浓度对磁精选降杂的影响

4．3 反浮选脱硫降杂试验研究

4．3．1 脱硫药剂组合反浮选降杂探索试验

4．3．2 矿浆pH值对反浮选降杂的影响

4．3．3 硫化钠用量对反浮选降杂的影响

4．3．4 异戊基黄药用量对反浮选降杂的影响

4．4 酸洗降锌试验研究

4．4．1 硫酸用量对酸洗效果的影响

4．4．2 矿浆浓度对酸洗降锌的影响

4．4．3 搅拌强度对酸洗降锌的影响

4．4．4 给矿粒度对酸洗降锌的影响

4．4．5 温度对酸洗降锌的影响

4．4．6 酸洗时间对酸洗降锌的影响

4．5 推荐工艺流程

4．6 本章小结

第五章 扩大连选试验

第六章 铁矿提铁降杂机理研究

6．1 磁选降杂机理分析

6．1．1 磁选的基本原理

6．1．2 磁团聚形成的机理、因素及对磁铁矿降杂的影响

6．2 铁精矿反浮选脱硫降杂机理

6．2．1 磁黄铁矿性质

6．2．2 磁黄铁矿表面电性

6．2．3 硫化钠活化对磁黄铁矿可浮性的影响

6．2．4 磁黄铁矿与药剂作用红外光谱分析

6．3 酸洗除锌热力学分析

6．4 酸洗除锌动力学分析

6．4．1 铁精矿酸洗浸锌动力学模型

6．4．2 铁精矿酸洗浸锌过程因素分析

6．4．3 铁精矿酸洗浸锌条件动力学分析

6．5 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果