硼镁铁共生矿金属化还原—选分工艺基础研究

发布时间：2021-11-26 21:23

　　本论文基于硼镁铁共生矿的资源特点,综合考虑了我国现阶段煤炭资源条件和国内金属化还原的发展现状,提出了硼镁铁共生矿金属化还原-选分新工艺。通过实验研究,初步确立了硼镁铁共生矿金属化还原-选分的工艺参数,如还原时间、还原温度、煤粉粒度、配碳比、硼镁铁共生矿粒度；探讨了硼镁铁共生矿金属化还原中铁与硼镁硅分离的基本规律；利用FactSage热力学软件并结合实验研究,对硼镁铁共生矿碳热还原过程中的热力学及元素迁移规律进行了初步研究。通过本论文的研究,得出如下结论：（1）硼镁铁共生矿主要由Fe3O4、MgFe2O4、Mg2FeBO5、Mg3Si2O5（OH）4、 MgB02（OH）、MgO等矿物组成；各矿物嵌布复杂,铁矿物、硅矿物、硼矿物相互胶结、颗粒微细,难以用常规方法实现其铁硼的有效分离；（2）金属化还原-选分新工艺可以高效的实现硼镁铁共生矿的铁硼分离；当配碳比为1.4,还原煤的粒度为0.5～1.5 mm,还原温度为1250℃,还原时间为60 min,硼镁铁共生矿粒度为0.5～2.0 mm,磁场强度为50 mT时,新工艺指标为：选分产物铁品位87.78%,金属化率93.52%,铁的收得率88.... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究课题的提出
    1.3 该工艺的创新性
    1.4 研究目的及意义
    1.5 研究内容
第2章 文献综述
    2.1 硼镁铁共生矿资源特点
    2.2 硼镁铁共生矿资源开发利用技术现状
        2.2.1 利用选矿工艺分离硼镁铁共生矿
        2.2.2 化学法处理硼镁铁共生矿生产硼酸
        2.2.3 硼镁铁共生矿制作Fe-Si-B母合金
        2.2.4 硼镁铁共生矿高炉法综合利用
        2.2.5 烧结球团添加剂
        2.2.6 硼镁铁共生矿直接生产硼砂
        2.2.7 其他分离硼镁铁共生矿的工艺
    2.3 硼镁铁共生矿还原焙烧
        2.3.1 还原焙烧工艺
        2.3.2 硼镁铁共生矿还原概述
        2.3.3 硼镁铁共生矿适度还原工艺
        2.3.4 还原焙烧过程中的失重与挥发现象
        2.3.5 焙烧还原过程中硼的挥发损失
        2.3.6 碳热还原过程中氧化硼的挥发形式
        2.3.7 硼镁铁共生矿中硼与铁分离的理论分析
        2.3.8 还原产物富硼渣的应用
    2.4 硼镁铁共生矿开发利用前景
第3章 原料特性研究
    3.1 化学成分
    3.2 物相组成
    3.3 矿物嵌布特征
    3.4 本章小结
第4章 硼镁铁共生矿金属化还原-选分新工艺实验研究
    4.1 实验方案
    4.2 还原用煤
    4.3 实验设备
    4.4 实验步骤
        4.4.1 配料计算
        4.4.2 金属化还原实验
        4.4.3 选分实验
    4.5 新工艺考核指标
    4.6 还原温度对工艺指标的影响
        4.6.1 实验结果及讨论
        4.6.2 实验结果机理分析
    4.7 还原时间对工艺指标的影响
        4.7.1 实验结果及讨论
        4.7.2 实验结果机理分析
    4.8 配碳比对工艺指标的影响
        4.8.1 实验结果及讨论
        4.8.2 实验结果机理分析
    4.9 硼镁铁共生矿粒度对工艺指标的影响
        4.9.1 实验结果及讨论
        4.9.2 实验结果机理分析
    4.10 还原煤粒度对工艺指标的影响
        4.10.1 实验结果及讨论
        4.10.2 实验结果机理分析
    4.11 选分产物和选分尾矿
    4.12 本章小结
第5章 硼镁铁共生矿碳热还原热力学分析及元素迁移规律
    5.1 碳热还原热力学分析
        5.1.1 铁氧化物碳热还原热力学
        5.1.2 硼硅镁氧化物的还原热力学
    5.2 非等温还原过程热力学分析
    5.3 等温还原过程元素迁移规律
    5.4 本章小节
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]乙醇结晶法提取硼铁矿酸浸液中的硫酸镁[J]. 张丽清,袁本福,周华锋,刘志国.  中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[2]硼铁矿碳热还原氮化过程中MgO的失重[J]. 邓晓波,刘然,王杏娟.  河北冶金. 2013(02)
[3]转底炉珠铁工艺处理硼铁精矿初探[J]. 王广,王静松,丁银贵,马赛,薛庆国.  金属矿山. 2011(08)
[4]硼铁精矿作为造块节能添加剂的试验研究[J]. 李洪革,张建良,宋文武.  烧结球团. 2009(05)
[5]硼铁矿闪速焙烧新工艺研究[J]. 张继宇,程巨,李宗林,肖荣.  无机盐工业. 2009(03)
[6]低品位硼镁矿制备硼酸及回收硫酸镁的研究[J]. 李杰,刘艳丽,刘素兰,姜涛,樊占国.  矿产综合利用. 2009(01)
[7]低品位硼铁矿中铁资源的富集回收[J]. 张建良,蔡海涛.  过程工程学报. 2008(S1)
[8]硼铁矿碳热还原过程中硼的挥发[J]. 刘然,薛向欣,黄大威.  钢铁研究学报. 2008(06)
[9]以巴西赤铁矿为主配加磁铁矿、硼铁矿的球团试验[J]. 王宾,李慧敏,余为,潘建.  烧结球团. 2008(02)
[10]提高翁泉沟硼铁矿反应活性的工艺研究[J]. 刘宏伟,仲剑锋,于天明,仲剑初,胡德生,王洪志.  无机盐工业. 2008(04)

博士论文
[1]低品位硼镁矿及富硼渣综合利用研究[D]. 李杰.东北大学 2010

硕士论文
[1]松解助剂法综合利用硼铁矿及硼酸镁晶须的制备[D]. 张贵岐.大连理工大学 2013



本文编号：3520947