转炉渣中镁铁尖晶石的形成机理及磁选提铁研究
[Abstract]:The recovery of iron from iron oxide in cold industrial converter slag has always been a difficult problem in metallurgical field. The research idea of this paper is to transform it into mafic spinel (MgFe_2O_4 spinel phase) and then select it by magnetic separation for recycling. Separation study, formation of MgFe_2O_4 spinel phase in Synthetic Converter slag, modification of industrial converter slag, magnetic separation and economic analysis were carried out. MgFe_2O_4 spinel phase was synthesized by calcining chemical pure reagent Fe_2O_3 and MgO in air atmosphere at 1400 C for 2 hours. The ratio of Fe to Mg atoms is 2.48 to 2.65. In addition, the particles of MgFe_2O_4 spinel phase are irregular polyhedron with an average size of 12.89 micron. Factsage thermodynamic simulation results show that MgFe_2O_4 spinel phase is mainly formed by solid-state reaction at 900 ~1400 ~1716.76 ~C, indicating that MgFe_2O_4 spinel phase is a high melting point material. Magnetization characteristics of MgFe_2O_4 spinel phase were tested and its magnetic source was theoretically analyzed. The results show that the specific susceptibility of MgFe_2O_4 spinel phase is (8.03~206.84)*10-5m3/kg, which belongs to strong magnetic mineral. The magnetic properties of MgFe_2O_4 spinel phase come from A ion (Mg_ (0.1)~ (2+) Fe_ (0.9)~ (3+) and B ion (Mg_ (0.68)~ (2+) Fe_ (0.22)~ (2+) Fe_ (1.1+) Fe_ (1). In contrast, the specific magnetic susceptibility of industrial converter slag is only (0.024-0.136)*10-5m3/kg, so the MgFe_2O_4 spinel phase in industrial converter slag is separable. Chemical pure reagents CaO, SiO_2, Fe_2O_3 and MgO are used at different calcination temperatures in air. The converter slag was synthesized by calcination in atmosphere for 2 h. The effect of calcination temperature on the formation of MgFe_2O_4 spinel phase in the slag was studied. The results show that the ideal calcination temperature is 1250 C and 1300 C, and the slag contains only beta-C2S and MgFe_2O_4 spinel phase. It is feasible for magnetic separation of MgFe_2O_4 spinel phase from industrial converter slag. The activation energy Ea of spinel formation reaction is 54.30 kJ The spinel phase of MgFe_2O_4 is assumed to be formed by solid state reaction. The formation kinetics of spinel phase is controlled by diffusion, and the reaction rate constant is 9.51202 6550 The average diameter of Fe_2O_4 spinel phase increases linearly with the constant temperature time t_1/2. The effect of main chemical composition on the formation of MgFe_2O_4 spinel phase in converter slag was studied. The results show that: (1) basicity has an important effect on the formation of MgFe_2O_4 spinel phase, and the suitable basicity of slag is 2; When the content of Fe_2O_3 in converter slag is high, the meltability of the slag can be improved, and the formation, growth and aggregation of MgFe_2O_4 spinel phase can be promoted. The amount of spinel formation increases with the increase of the total amount of Fe_2O_3 and MgO in the converter slag, and when the total amount of Fe_2O_3 and MgO is 30.31%-55.07%, the formation rate of MgFe_2O_4 spinel phase is above 80%. 5) Regardless of the iron content in the converter slag, the spinel phase of MgFe_2O_4 can be formed by proper modification, which is generally suitable for the converter slag. The results show that adding 6% SiO_2 into the converter slag can reduce the basicity of the slag. The slag is cooled at 1400 C for 15 min and then slowly cooling to 1270 C at 1 C/min. The MgFe_2O_4 spinel phase is formed in the converter slag. After dry magnetic separation, the total iron content in magnetic slag increased from 21.20% to 37.00% and 15.80% respectively, which was better than that of iron oxide in direct magnetic separation slag without modification (only 1.55% ~ 8.10%). It shows that the research method of this experiment is beneficial to iron oxide in cold industrial converter slag. Recovery. Non-magnetic slag can be used to produce high value-added building materials. Modification of one ton of industrial converter slag requires investment of 159.62 yuan, but other costs can be saved by 373.83 yuan, a total of 214.21 yuan. In addition, this method can save a lot of natural resources and land area, and reduce CO2 emissions. Modified magnetic separation of MgFe_2O_4 spinel phase has great economic and environmental benefits and is conducive to the sustainable development of iron and steel industry.
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TD951;TD924
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,本文编号:2194199
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