鲕状赤铁矿的还原与金属分离的研究

发布时间：2017-07-31 19:32

  本文关键词：鲕状赤铁矿的还原与金属分离的研究

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【摘要】：近年来国内基础设施建设的增加导致钢铁需求量大增,国内易于开发的铁矿资源日益减少,同时我国铁矿石长期依赖国外进口,因此以鲕状赤铁矿为代表的储量丰富且难选的低品位铁矿资源的开发利用的优势逐渐显现,同时也对保证我国钢铁工业的平稳发展具有重要的意义。鲕状赤铁矿在我国分布广泛,储量约占全国铁矿资源总量的1/9,主要有北方的宣龙式鲕状赤铁矿和南方的宁乡式鲕状赤铁矿两大类。鲕状赤铁矿的嵌布粒度极细,成分复杂,而且经常与其他脉石矿物共生或相互包裹,难选难还原,因此没有得到有效的利用。本实验以贵州赫章鲕状赤铁矿为研究对象进行分析,发现该矿以鲕状结构为主,鲕粒内部主要呈同心环带状,结构致密,鲕粒大多数为椭圆状。矿石的铁品位为51.2%,同时还含有Si、Al、P等元素,其中铁主要以赤铁矿的形式存在,主要的脉石矿物有石英、硅酸盐、磷灰石、鲕绿泥石等。鲕状赤铁矿采用微波加热的方式进行还原,以石墨粉为还原剂,以Ca(OH)2为添加剂,研究了还原剂用量、还原时间和添加剂用量等因素对其还原程度及金属铁分离的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及化学分析等手段,研究不同条件下试样的微观形貌、产物、金属化率,并通过磁选来实现铁的回收,得到不同条件下铁精矿的铁回收率和铁品位。研究表明:微波加热具有选择性加热及快速加热的特点,还原剂石墨粉的升温速率快,鲕状赤铁矿其次,Ca(OH)2的升温速率最低,试样中加入的还原剂用量越大,升温速率越快,添加剂用量越大,速度越慢。混合试样在50min内即可升温至1100℃。还原研究表明,反应后的铁元素主要以铁单质、铁橄榄石、铁尖晶石的形式存在。随着还原时间的延长、还原剂用量的增加均有利于鲕状赤铁矿的还原及铁分离,碱度在一定程度范围内有利于还原及金属铁的分离。配碳量1.3、碱度1.5的试样在1100℃保温3.5小时金属化率可以达到94.7%,磁选后铁精矿品位达88.6%,铁回收率为93.3%。
【关键词】：鲕状赤铁矿 微波加热 碳还原 磁选
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD951
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-19
• 1.1 我国铁矿石资源概况7-8
• 1.2 鲕状赤铁矿资源概况8-9
• 1.3 鲕状赤铁矿国内外研究现状9-14
• 1.3.1 选矿法10-11
• 1.3.2 浸出11-12
• 1.3.3 磁化焙烧—磁选12-13
• 1.3.4 直接还原—磁选13-14
• 1.4 微波的特点及应用现状14-18
• 1.4.1 微波的物理性质14
• 1.4.2 微波加热的原理及特点14-16
• 1.4.3 微波加热在冶金领域的应用16-18
• 1.5 实验研究的意义及内容18-19
• 1.5.1 研究意义18
• 1.5.2 研究内容18-19
• 第二章 原料分析及实验方法19-26
• 2.1 原矿的矿物学特性19-21
• 2.1.1 原矿的化学性质19-20
• 2.1.2 原矿的矿物结构及嵌布特征20-21
• 2.2 实验材料的选择和实验参数的确定21-22
• 2.3 实验设备及方法22-24
• 2.4 评价指标及分析测试方法24-26
• 第三章 实验材料微波加热升温特性的研究26-30
• 3.1 实验原料升温特性的研究26-27
• 3.2 还原试样在微波炉中升温特性的影响因素27-29
• 3.3 本章小结29-30
• 第四章 微波还原鲕状赤铁矿的研究30-38
• 4.1 配碳量对鲕状赤铁矿还原程度的影响30-33
• 4.1.1 配碳量对金属化率的影响30-31
• 4.1.2 XRD分析31-32
• 4.1.3 还原产物SEM.EDS能谱分析32-33
• 4.2 保温时间对鲕状赤铁矿还原程度的影响33-34
• 4.3 碱度对鲕状赤铁矿还原程度的影响34-36
• 4.3.1 碱度对金属化率的影响34-35
• 4.3.2 XRD分析35-36
• 4.4 本章小结36-38
• 第五章 鲕状赤铁矿微波还原产物金属分离的研究38-47
• 5.1 配碳量对鲕状赤铁矿微波还原产物分离的影响38-41
• 5.1.1 配碳量对试样微观结构的影响38-41
• 5.1.2 配碳量对铁回收率和铁品位的影响41
• 5.2 时间对鲕状赤铁矿微波还原产物分离的影响41-44
• 5.2.1 时间对试样微观结构的影响42-43
• 5.2.2 时间对铁回收率和铁品位的影响43-44
• 5.3 碱度对鲕状赤铁矿微波还原产物分离的影响44-45
• 5.3.1 碱度对还原试样微观结构的影响44-45
• 5.3.2 碱度对铁回收率和铁品位的影响45
• 5.4 本章小结45-47
• 第六章 鲕状赤铁矿微波加热中的还原行为分析47-52
• 6.1 鲕状赤铁矿的还原过程及反应分析47-50
• 6.2 金属铁颗粒的形成及长大过程的分析50-51
• 6.3 本章小结51-52
• 第七章 结论52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-61
• 附录61-62

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本文编号：600796