高铁氧化锰矿还原过程中铁锰氧化物同步还原动力学研究

分别采用气基(CO)和煤粉为还原剂，在管炉中进行了高铁氧化锰矿还原焙烧试验，探究了焙烧温度和焙烧时间对高铁氧化锰矿中锰和铁氧化物同步还原的影响。结果表明，气基还原焙烧条件下，Mn₂O₃还原过程受化学反应控制，还原反应表观活化能为42.64 kJ/mol; Fe₂O₃还原过程受内扩散控制，还原反应表观活化能为21.30 kJ/mol。与煤基焙烧相比，气基还原焙烧过程中Mn₂O₃和Fe₂O₃还原反应更容易进行，且锰氧化物由Mn₂O₃直接还原为MnO,不需要先还原为Mn₃O₄中间产物。     

CaF2对褐铁矿型红土镍矿真空焙烧及碳热还原的影响

以CaF₂为添加剂，探究了褐铁矿型红土镍矿在真空条件下焙烧对产物物相及碳热还原的影响。通过XRD、SEM、EDS和化学分析等手段，对焙烧后产物的物相以及还原后富镍铁剩余物中物相的种类进行分析。真空焙烧结果表明：在10~50 Pa的真空条件下焙烧，物料的形态（即焙烧温度）对焙烧结果影响较大，在未熔化的物相中Ni和Fe的最大富集程度分别仅有1.84%和53.10%，而在物料熔化后聚集的NiFe₂O₄、Fe₂O₃中，Ni、Fe的最大富集程度分别达到67.35%和75.16%。热力学分析和还原结果表明：CaF₂在反应过程中会与原料中的Fe、Ni反应形成FeF₂、FeF₃、NiF₂等低熔点共熔体促进物料熔化，加速反应物的传质与传热，有效促进Ni、Fe的团聚，另外，添加CaF₂对真空碳热还原褐铁矿型红土镍矿剩余物的物相没有明显影响；褐铁矿型红土镍矿最佳的还原条件为还原温度1 450 ℃、CaF₂添加量5%，还原后Ni、Fe的回收率分别达到99.05%和88.23%。     

鞍山某难选混合铁矿石预富集精矿磁化焙烧过程物相转变研究

基于流态化焙烧手段,对鞍山某含菱铁矿难选混合铁矿预富集精矿的磁化焙烧过程物相转变行为进行了研究。参照工业还原气条件的直接磁化焙烧结果显示,预富集精矿中的菱铁矿会产出弱磁FeO,降低磁化率。采用氧化—还原的工艺,可以将菱铁矿改性为弱磁赤铁矿α-Fe₂O₃和磁赤铁矿γ-Fe₂O₃,避免分解产物FeO存在。但后续500~550 ℃长时间还原仍会出现弱磁FeO,只有在还原温度450 ℃磁赤铁矿γ-Fe₂O₃的还原产物Fe₃O₄能够稳定存在。据此提出了“低温预氧化—超低温还原”磁化焙烧工艺,能够实现含菱铁矿混合难选铁矿的稳定磁性转化,且满足生产适应性需求。经该流态化工艺磁化焙烧后,预富集精矿焙烧矿经弱磁选可达到铁精矿产品铁品位65.15%、铁回收率92.02%的良好指标。实验结果为含菱铁矿混合难选铁矿的磁化焙烧生产工艺开发提供了参考依据。     

软锰矿悬浮还原焙烧工艺研究

研究了软锰矿悬浮还原焙烧工艺。经过堆积态还原焙烧,在温度为800～950℃的温度范围内,氧化锰转化率(二氧化锰转化为一氧化锰)大于90%,原矿还原焙烧-弱磁选除铁率达到30%,而Mn、MnO的损失率不足3%;通过处理量500kg/h的多级悬浮还原焙烧半工业试验结果表明,对广西新振锰矿进行悬浮还原焙烧,合适的操作参数为:多级悬浮反应炉温度1050～950℃,多级悬浮反应炉入口气体CO浓度4.5%～7.5%,多级悬浮反应炉中固气比0.5～0.8kg/Nm3,二氧化锰的转化率达到了90%以上。据热平衡表计算可得,焙烧1t原矿需要补充的热耗为:1.432×106kJ/t(原矿),折合为48.94kg(标煤)/t(原矿)。结果表明:悬浮闪速还原焙烧反应工艺,具有较宽温度、气氛、固气比的操作范围,反应时间由几十分钟缩减到5～60s,产品锰铁比的大幅度提高,为充分利用锰矿资源提供了技术基础。     

某高铁锰矿煤基直接还原-磁选试验研究

针对某高铁锰矿矿石特性，采用无烟煤作还原剂进行了煤基直接还原-磁选工艺研究。研究表明，锰矿中49.53%的锰与铁氧化物紧密共生，在还原焙烧过程中铁氧化物还原成金属铁，MnO₂还原成MnO，再利用金属铁与MnO之间的磁性差异可有效地实现铁锰分离。在还原温度1 100 ℃，还原时间100 min的条件下，可以得到含锰63.05%和含铁5.82%的非磁性物，锰的回收率为78.47%；同时磁性物铁品位达56.30%，铁回收率为86.20%。     

氧化锰矿制备硫酸锰工艺条件的研究

针对越南某氧化锰矿分别采用还原焙烧-酸浸法和两矿法浸出该锰矿。利用正交焙烧试验和单因素浸出条件试验得出还原焙烧-酸浸法的最优条件,最佳条件下浸出率均大于96%,最优条件下扩大试验浸出率为93.21%。利用单因素浸出条件试验得出两矿法的最优条件,最优条件下综合试验浸出率为94.97%。通过对试验结果的比较,确定该矿适合用还原焙烧-酸浸法处理。     

高价态难溶锰资源回转窑还原焙烧技术研究

由于高价锰（MnO₂）资源具有难以酸浸，而低价锰（MnO）资源容易酸浸的特点，研究了回转窑还原焙烧技术应用于各类高价态难溶锰矿资源的可行性。试验结果表明，回转窑的动态焙烧试验工艺条件与静态焙烧试验的工艺条件基本一致，回转窑动态焙烧试验在焙烧温度为800 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，国产低品位锰矿石、电解锰阳极泥锰浸出率分别为94.13%和99.59%；在焙烧温度为950 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，进口高品位锰矿石锰浸出率为96.59%。表明回转窑还原焙烧工艺适于处理不同种类的高价态锰资源。     

拜耳法高铁赤泥直接还原制备海绵铁的研究

高铁赤泥煤基直接还原-磁选分离制备海绵铁，实现了铁的有效富集；还原过程中2FeO·SiO₂和FeO·Al₂O₃的生成阻碍了赤泥中铁氧化物还原，采用预焙烧处理可以促进赤泥还原，但添加剂存在时经预焙烧处理效果不显著；还原过程中添加剂Na₂CO₃产生碱性氧化物与酸性氧化物反应，CaF₂则可降低固相反应产生化合物熔点和粘度，改善还原条件；添加3%Na₂CO₃和3%CaF₂，还原焙烧温度为1 150 ℃，还原焙烧时间为3 h时，还原焙烧块的金属化率达到92.79%，可获得铁品位89.57%，铁回收率为91.15%的海绵铁。     

用粉煤沸腾磁化焙烧贫氧化锰矿石的工业试验

广西八一锰矿矿石的特点是含锰低(18～20%)、含铁高(8～10%)、粉矿比例大(50～0毫米矿石中,小于5毫米的占50%左右)的堆积氧化锰矿矿石。这种矿石必须经过选矿处理方能满足冶炼要求为高速发展我国的钢铁工业提供合格原料。该矿石磁化焙烧的作用是将其中的Fe_2O_3转化为Fe_3O_4,以便于用弱磁场磁选机将其选出,达到提高锰品位和锰铁比的目的。广西八一锰矿的堆积贫氧化锰矿石的处理,过去有许多单位进行过大量的试验工作,取得了一定的成绩。特别是对该矿石用煤气作为     

高价态难溶锰资源回转窑还原焙烧技术研究

由于高价锰（MnO₂）资源具有难以酸浸，而低价锰（MnO）资源容易酸浸的特点，研究了回转窑还原焙烧技术应用于各类高价态难溶锰矿资源的可行性。试验结果表明，回转窑的动态焙烧试验工艺条件与静态焙烧试验的工艺条件基本一致，回转窑动态焙烧试验在焙烧温度为800 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，国产低品位锰矿石、电解锰阳极泥锰浸出率分别为94.13%和99.59%；在焙烧温度为950 ℃，焙烧时间为60 min，还原剂用量为15%的条件下，进口高品位锰矿石锰浸出率为96.59%。表明回转窑还原焙烧工艺适于处理不同种类的高价态锰资源。