高炉渣中有价组分选择性析出与解离

发布时间：2020-05-31 01:54

【摘要】：我国赋含多元素复合矿，比较有代表性的是包头白云鄂博矿和攀枝花钒钛磁铁矿。由于这些复合矿的矿物组成复杂，嵌布粒度细小，属难选、难冶的矿产资源。含铁复合矿开发利用是以冶炼铁元素为主，综合回收其它有价元素。原矿中非铁金属元素绝大部分进入渣相，成为复合矿冶金炉渣。 含稀土高炉渣是包头白云鄂博含铁、稀土、铌和萤石的复合矿直接入高炉冶炼的中间产品。在冶炼过程中，铁、磷、铌等被还原进入铁基的金属相，而稀土几乎不能被还原，留在渣相。 含钛高炉渣，是冶炼钒钛磁铁矿产生的高炉渣。TiO_2约占23-25％，主要分布于钙钛矿、富钛透辉石和攀钛透辉石中。已有的工作表明：对该渣进行氧化改性处理，可使TiO_2富集于钙钛矿相，且钙钛矿相的晶粒度可达50微米，满足选矿分离的要求。本文基于选择性析出原理，研究了含稀土高炉渣中相的构成、铈钙硅石相析出长大和含钛高炉渣中钙钛矿相的单体解离。研究结果如下： 应用扫描电镜(SEM)观察并配合成分能谱分析(EDX)和X射线衍射(XRD)分析的方法，研究了含稀土高炉凝渣的相构成。结果表明：绝大部分的稀土在凝固过程中富集到铈钙硅石(RE_2O_3·CaO·2SiO_2)一相中。凝渣由铈钙硅石、枪晶石(CaF_2·3CaO·2SiO_2)、萤石(CaF_2)和硫化钙(CaS)四相构成。 应用“淬火法”并结合图像分析技术，研究了等温及非等温过程含稀土高炉渣中铈钙硅石相的结晶行为，并讨论了该相析出和长大的动力学规律。实验结果表明：铈钙硅石相的开始析出温度为1310℃；铈钙硅石相的析出、生长与冷却速度α有关，冷却速度小，粗化明显，有利于铈钙硅石相长大。当α=0.5℃／min时，体积分数可达20％，平均半径150-180μm。铈钙硅石相的等温和变温过程析出动力学分别服从JMA和JMAK经验方程。等温准平衡过程铈钙硅石相颗粒平均半径的立方与时间呈直线关系。 含钛高炉渣的氧化改性处理，改变了凝渣的相构成，凝渣由钙钛矿相、硅灰石相及尖晶石相构成。 适当氧化对高炉渣中钙钛矿相的析出、长大和单体解离有利，本文实验条件下，，氧化处理4分钟、磨矿细度-38μm钙钛矿的单体解离度可达到72％左右。通过对钙钛矿相单体解离的分析，渣中钙钛矿相的解离以分散解离为主，提高钙钛矿相的粒度仍是首要任务。
【图文】：

2.3结果与讨论2.3.1样品的微观形貌图.22是扫描电镜(JSM6310F)观察的样品的微观组织。从图.22可以确图.22样品的微观形貌Fig.2.2SEMmiocr盯即hofs别叮ples定含稀土高炉渣的固相组织主要由四相构成，分别标记为A、B、C、D。其中，A相结晶粒度大小不一，晶体为柱状或针状，截面为100微米左右，长度为200一1000微米。B为灰色基底相。c相呈浅灰色，以层状或支晶与B相相间分布，晶粒度极其细小，为几微米。D是斑点状的相，比例极少，与A相色彩

实验操作与石墨增祸同。图.23为该氧化渣的微观形貌。从图2.3中可以看出，样品仍由四相构成，微观形貌与还原状态下的样品形貌比较一致。表.22给出了样品中各相的成分，可以图.23样品的微观形貌Fig，2.3SEMmicorgraPhofsamPels看出:各相成分与表2.1所示成分差别不大。A相主要由RE、Ca、si、O元素夏
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X757

【引证文献】

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2 赵珉;铌在渣-碳饱和铁间的平衡研究[D];内蒙古科技大学;2010年

3 郭英;高炉渣破碎及余热回收过程的数值模拟[D];东北大学;2008年

本文编号：2689079