高铁锰矿煤基直接还原-分选研究

摘要

我国的锰矿资源分布极不均衡，且其中的杂质含量较高，多金属伴（共）生的现象比较严重，70％以上的锰矿中铁含量偏高，而现有的机械选矿、化学选矿等技术都不能充分有效利用复杂伴（共）生锰矿资源。本文针对某高铁锰矿，进行了煤基直接还原-磁选分离的试验研究，为实现高铁锰矿的综合利用提供理论依据，获得主要创新点和结论:
　　 (1)对高铁锰矿的工艺矿物学特性进行了系统地检测和分析，揭示了采用传统的分选方法难以实现铁、锰有效分离的原因。矿石中所含主要矿物为赤铁矿、褐铁矿和(Mn，Fe)2O3，铁矿和锰矿存在部分类质同象，导致铁、锰分离困难。
　　 (2)运用热力学和动力学对高铁锰矿煤基直接还原进行了分析，高铁锰矿煤基直接还原动力学分析表明属于未反应核模型。研究了高铁锰矿煤基直接还原焙烧过程，其中赤铁矿、褐铁矿和MnO2通过分解，逐级还原成金属铁相和MnO相，而板状的铁锰氧化物(Mn，Fe)2O3通过分解成锰氧化物和铁氧化物并逐级还原，金属铁相从板状的铁锰氧化物中呈碎粒状形成晶核并逐步聚集长大，当还原温度为1100℃，还原时间为100min时，金属铁颗粒粒度达5μm以上，其中的锰含量达到9％-17％。
　　 (3)高铁锰矿煤基直接还原-磨矿磁选分离试验研究结果表明，还原分选效果随着还原温度的提高和还原时间的延长显著提高。当采用无烟煤作还原剂时，在还原温度为1100℃，反应时间为100 min，还原产物磨矿细度为小于0.074mm的含量占90％左右，弱磁选磁场强度为150 kA/m时，铁品位为56.13％、铁回收率为92.60％、锰含量为24.71％的磁性产品，以及含铁仅3.95％、锰品位为61.43％的非磁性产品，铁锰分离效果良好。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 锰矿资源概况

1．1．1 世界锰矿资源

1．1．2 国内锰矿资源

1．2 锰矿资源的利用现状及发展

1．2．1 锰矿石的机械选矿

1．2．2 锰矿石的火法富集

1．2．3 锰矿石的化学选矿

1．2．4 锰矿石分选技术的发展

1．3 铁锰矿资源的选矿加工技术

1．4 直接还原法处理铁锰矿

1．5 本文的研究目的与研究思路

1．5．1 研究目的

1．5．2 研究思路

第二章 原料性能与研究方法

2．1 原料性能

2．1．1 高铁锰矿性质及其工艺矿物学研究

2．1．2 还原用煤性质

2．2 研究方法

2．2．1 试验流程

2．2．2 试验步骤和方法

2．2．3 试验设备

2．3 分析与检测

2．3．1 化学成分检测

2．3．2 显微结构分析

第三章 高铁锰矿直接还原行为研究

3．1 高铁锰矿煤基还原热力学与动力学分析

3．1．1 热力学分析

3．1．2 动力学分析

3．2 高铁锰矿还原行为研究

3．2．1 不同还原温度下的还原

3．2．2 不同还原时间下的还原

3．3 高铁锰矿还原过程物质的迁移与长大

3．3．1 还原温度对物相转变的影响

3．3．2 还原时间对物相转变的影响

3．4 本章小结

第四章 高铁锰矿煤基直接还原-分选研究

4．1 高铁锰矿直接还原-分选的影响因素

4．1．1 还原温度的影响

4．1．2 还原时间的影响

4．1．3 还原用煤的影响

4．1．4 分选粒度的影响

4．1．5 磁场强度的影响

4．2 高铁锰矿还原焙烧矿分选机理

4．3 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间研究成果