碳热预还原及二次氢还原试制超细铁粉研究北大核心

在钢带试验装置上开展了低温碳还原及氢二次还原试验试制超细金属铁粉。研究了3种不同成分的碳粉对金属铁粉产品质量的影响,结果表明低灰分、高固定碳含量碳粉符合纯金属铁粉制备的要求;添加少量催化剂,能够显著提高低温碳的还原效果,并能提高低温下的间接还原率。还原温度为850℃、加热时间为2 h、还原碳为原料中氧含量的80%,碳酸钾的加入量为0.5%~1.0%,可以得到全铁含量大于91.7%的铁粉,在此基础上750℃氢还原2 h,可以得到成分合格的超细金属铁粉,产品的D50为5~6μm,D90为10~12μm,松装密度为1.35 g/cm3。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰铁、硅锰合金中锰硅磷

熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定合金样品,需重点解决样品前处理中合金样品侵蚀铂-黄金坩埚的难题。实验以无水四硼酸锂为熔剂,过氧化钡、碳酸锂为氧化剂,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰铁、硅锰合金中锰、硅、磷含量的方法。实验方法采用低温预氧化熔融制样技术,解决了锰铁、硅锰合金对铂-黄金坩埚腐蚀的难题;应用碳烧失基和消去项消除了锰铁、硅锰合金中烧失/烧增量对检测结果的影响。试验进一步探讨了稀释比、氧化剂加入量、熔融温度、熔融时间等条件对锰铁、硅锰合金中锰、硅、磷含量的影响,得出最佳试验条件:稀释比(m_{无水四硼酸锂}∶m_试样)为7∶0.25;氧化剂量分别为过氧化钡 0.5000g、碳酸锂0.5000g;熔融温度为1100℃;静置熔融时间为150s。锰、硅、磷的方法检出限分别为10、25、18μg/g。在最佳实验条件下分别对锰铁(GSB03-1687-2004)、硅锰合金(GSB03-1316-2000)国家标准样品进行精密度考察,锰测定结果的相对标准偏差(RSD)分别为0.088%和0.053%(锰),0.35%和1.1%(硅),2.9%和1.2%(磷)。对于锰铁、硅锰合金实际样品,实验方法与国标方法的测定结果一致性较好,能满足常规分析要求。     

多金属结核金属化还原多元合金磁性能

用自动矿物分析仪、金相显微镜和扫描电镜,从多元合金颗粒尺寸、锰含量、金相组织结构等进行研究,以饱和磁感应强度Ms和剩磁Mr来衡量合金磁性能变化规律,研究多金属结核金属化还原工艺中多元合金磁性能。结果表明,多金属结核金属化还原多元合金磁性能主要受合金颗粒尺寸和锰含量影响,多元合金晶粒尺寸越大,锰含量越低,合金颗粒磁性能越强。因此,工艺过程中应该尽可能增大多元合金晶粒尺寸,抑制锰的还原。     

火焰原子吸收光谱法测定云冈石窟风化岩石中钙铜铁锰

采用HF-HNO3-HClO4混酸消化样品,HNO3溶解盐类,火焰原子吸收光谱法直接测定试液中钙、铜、铁、锰的含量。对共存离子的干扰情况进行了考察,发现大量的Si对测定有干扰,在处理样品时通过生成SiF4除去;磷、铝、钛等元素对钙的化学干扰,通过加入释放剂SrCl2消除。背景吸收使用氘灯扣除。采用标准曲线法测定,Ca、Cu、Fe、Mn的校准曲线的线性范围分别为0.00~20.00μg/mL、0.00~6.00μg/mL、0.00~10.00μg/mL、0.00~6.00μg/mL,检出限分别为0.000 3μg/mL、0.001 3μg/mL、0.002 6μg/mL、0.006 9μg/mL。方法用于云冈石窟风化岩石中钙、铜、铁、锰的测定,相对标准偏差分别为2.8%、3.0%、1.4%、2.9%,加标回收率在96%~110%之间。     

EDTA滴定法测定钒渣中氧化钙

通过试验,确定了盐酸、硝酸、高氯酸分解钒渣样品,或碳酸钠-硼酸混合熔剂高温熔融样品后酸浸取的样品分解方式。在硝酸介质中,向试液中加入0.3～0.5 g氯酸钾,使锰形成二氧化锰沉淀,过滤沉淀后,在酸性条件下用无水乙醇将滤液中的钒还原为钒,用氨水调节pH 6~7,绝大部分的钒和铁、钛、铝、稀土等可生成沉淀,沉淀物经过滤被分离。调节滤液pH 7后,加入少量铜试剂分离残余的钒和金属离子,分取试液采用EDTA滴定法测定钒渣样品中的氧化钙含量。随机抽取一个钒渣样品,采用混合熔剂熔融处理样品后进行EDTA滴定法分析,11次测定结果的相对标准偏差为3.1%。对钒渣实际样品中的氧化钙量进行测定,结果与行业标准(YB/T 547.3-1995火焰原子吸收光谱法和高锰酸钾容量法测定氧化钙含量)的测定值一致;对钒渣标准样品进行分析,测定值与认定值一致。     

深海多金属结核回转窑预还原的研究

为实现深海多金属结核高效冶炼,拟采用回转窑预还原—全氧熔池熔分新工艺。针对回转窑预还原阶段,研究了温度对深海多金属结核预还原的影响,结果表明,MnO_2逐渐还原为Mn_2O_3、MnO,最终生成Mn;Fe_2O_3还原为Fe_3O_4、FeO,最终生成Fe;CuO、CoO、NiO等直接还原为Cu、Co、Ni。预还原温度越高样品预还原程度越完全。在1 300℃时样品综合还原效果最显著,出现金属熔化重新凝聚现象,反应后样品中出现球状金属颗粒;在相同温度下,还原时间由1h增加到2h时,还原效果显著增强。     

溶剂萃取法制备电池级高纯硫酸锰

以Versatic10为萃取剂从含钙、镁、钾、钠的模拟硫酸锰浸出液中选择性萃取锰。在萃取剂浓度30%、皂化率50%、相比O/A=4/1、35℃两级逆流萃取10min后,得到平均锰含量为13.5g/L的负载有机相,锰萃取率达85.34%。负载有机相和2mol/L硫酸反萃液在相比O/A=8/1、反萃温度35℃、两级逆流反萃的条件下,得到平均锰含量为107.89g/L的反萃后液,锰反萃率达99.94%,其中钙、镁、钾、钠的浓度均小于15mg/L。反萃后液经活性炭吸附、浓缩结晶并干燥后,获得了满足电池级高纯硫酸锰要求的一水硫酸锰产品。     

碳热预还原及二次氢还原试制超细铁粉研究

在钢带试验装置上开展了低温碳还原及氢二次还原试验试制超细金属铁粉。研究了3种不同成分的碳粉对金属铁粉产品质量的影响,结果表明低灰分、高固定碳含量碳粉符合纯金属铁粉制备的要求;添加少量催化剂,能够显著提高低温碳的还原效果,并能提高低温下的间接还原率。还原温度为850℃、加热时间为2 h、还原碳为原料中氧含量的80%,碳酸钾的加入量为0.5%～1.0%,可以得到全铁含量大于91.7%的铁粉,在此基础上750℃氢还原2 h,可以得到成分合格的超细金属铁粉,产品的D_(50)为5～6μm,D_(90)为10～12μm,松装密度为1.35 g/cm~3。     

盐酸羟胺-盐酸浸取氧化锰矿中锰

氧化锰是锰矿石中最主要的一类矿物,也是锰矿石在工业上应用最为广泛的一类矿物。但是目前对锰矿石中氧化锰的研究仅局限于某一矿区的特定矿物,不能涵盖我国大部分矿区的众多氧化锰矿物。实验选择了不同矿区、不同种类的氧化锰矿石,从中挑选出软锰矿、水锰矿、褐锰矿的单矿物,分别加入了盐酸羟胺-盐酸、草酸-硫酸、亚硫酸(H_2SO_3)、硫酸-氢氟酸-氟化钾(H_2SO_4-HF-KF)和偏磷酸(HPO_3)共5种浸取剂,只有盐酸羟胺-盐酸的浸取率均达到了98%以上,适用于实验用的所有单矿物。为进一步确定最佳浸取条件,选择了10min~1.5h浸取时间、5~40g/L盐酸羟胺溶液和HCl(0.2+99.8)~(3+97)的酸度(也就是HCl的体积分数范围为0.2%~3%)分别进行了3种单矿物试验,结果发现在30min~1.5h之间,不低于20g/L盐酸羟胺溶液和不低于HCl(1+99)的酸度(即HCl的体积分数不小于1%)的条件下,3种单矿物的浸出率均达到99.5%以上。考虑到原矿石的复杂情况,最终确定了向氧化锰矿石中加入50mL 20g/L盐酸羟胺-盐酸(1+99),在沸水浴条件下浸取1.0h,使Mn~(3+)和Mn~(4+)还原到Mn~(2+)从而破坏其原本的矿物结构后将锰解析出来,过滤后用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定溶液中锰含量的方法。锰的检出限为0.7μg/g,方法适用于我国大部分矿区的众多氧化锰矿物。按照实验方法测定锰矿石原矿样品,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为0.39%和1.1%,对锰矿石原矿样品的单矿物加标回收率在99.7%~102.3%之间。     

藤茶提取物还原浸出电解锰阳极泥中的锰

锰阳极泥是生产电解金属锰时在阳极室产生的副产物，电解锰企业平均每年会产生约10万吨锰阳极泥，其中锰含量在40%～50%,是一种二次锰资源。针对锰阳极泥高效资源分离回收技术难题，以贵州铜仁某电解锰企业产生的锰阳极泥为原料，在硫酸体系中采用藤茶提取物二氢杨梅素为还原剂浸出电解锰阳极泥中的元素锰，通过单因素试验考察了二氢杨梅素用量、液固比、硫酸浓度、浸出时间和物料粒度对锰浸出率的影响。结果表明，在二氢杨梅素与锰阳极泥质量比为0.09 g/g、硫酸浓度2 mol/L、液固比8、粒度-0.15 mm的条件下浸出120 min,锰的浸出率为96%。本研究在保证电解锰阳极泥中锰高效浸出，且浸出条件相对温和的同时，锰阳极泥中的铅得到有效富集，实现了锰和铅的良好分离，为电解锰阳极泥的资源化利用提供技术参考。     

大洋多金属结核常温常压盐酸浸出工艺流程研究

本文用NYSL—3作为还原剂，在常温常压下用稀盐酸浸出大洋多金属结核，并进行了浸出液中有价金属分离及产品制备工艺研究，提出了大洋多金属结核常温常压盐酸浸出工艺流程，进行了公斤级连续试验。     

亚铜离子氨浸法的发展前景展望

亚铜离子氨浸法作为大洋多金属结核处理方法之一，一直被认为是一个很有前途的冶金处理工艺，是催化化学还原技术在冶金生产中的具体应用，具有流程简单，能耗低，浸出选择性好，产品结构灵活，市场适应能力强，浸出试剂腐蚀性与毒性小，环境污染小等优点。     

锰在大洋多金属结核开发中的特殊地位

简要介绍了大洋多金属结核的组成、加工特点、结构形态，指出了锰在其中的重要地位，并阐述了开发结核中锰的意义。     

多金属结核氨浸液中镍钴铜的萃取分离

采用LIX84从氨性溶液中萃取分离镍、钴、铜。首先采用 5级逆流共萃铜、镍 ,钴留在萃余液中 ,含铜、镍的负载有机相经二级洗涤氨 ;用镍电解废液进行 7级逆流选择性反萃镍 ,实现镍与铜的初步分离 ;然后从含铜有机相中反萃铜得到纯净的硫酸铜溶液 ,选择性反萃镍得到含有少量铜的粗镍液 ,该液仍采用LIX84萃取脱铜 ,并回收铜 ,从而将铜、镍彻底分离 ,实现了用一种萃取剂分离氨浸液中的镍、钴、铜。联动连续运转试验结果表明 ,采用本研究确定的萃取工艺流程和萃取设备处理氨浸液 ,萃取分离效果好 ,试验结果稳定、可靠。金属回收率高 ,萃取回收率分别为 ( %) :Ni 99 0 ,Co 99 7,Cu 99 9。     

从大洋多金属结核氨浸液中萃取分离铜,镍,钴

用ＬＩＸ８４的煤油溶液作萃取剂，从大洋多金属结核的催化还原氨浸溶液中选择性共萃铜和镍，而钴等留在萃余液中，然后选择反萃镍和铜，再生有机相循环使用，铜和镍溶液可用电积回收铜和镍。本工艺只需一种萃取剂便可有效地将铜、镍、钴三者彼此分离，操作简便，可用于处理大洋多金属结核或其它含铜、镍、钴的复杂矿     

富钴结壳选冶方案配置与试验

针对富钴结壳开采过程中不可避免会产生夹带部分基岩的问题,采用选冶联合工艺处理富钴结壳,考察了不同选矿（浮选、强磁选、重磁选）—二氧化硫还原酸浸联合工艺对技术经济指标的影响,并对不同采矿贫化率（10%、20%、30%）条件下的选冶指标进行了分析。结果表明,富钴结壳采用选冶联合工艺才能经济处理,三种选冶方案配置中,强磁选矿—冶炼配置相对较好,浮选—冶炼配置方案次之,重磁选矿—冶炼配置方案较差,具体选矿工艺可根据实际情况选择。原矿相较于精矿,在二氧化硫平均用量增加9.4%,硫酸平均用量增加6.7%的条件下,镍钴锰浸出率基本持平,达到90%以上,精矿的二氧化硫和硫酸消耗更少,更具成本有优势。     

从深海多金属氧化矿中提取关键金属技术研究现状与分析

铁锰结核、富钴结壳等深海多金属氧化矿富含钴、镍、铜、锰、稀有金属元素等,从其被发现就被认为是未来重要的关键金属原料,尤其是全球绿色经济发展的需要,对从深海多金属氧化矿中获取绿色关键金属成为鼓励深海采矿的重要驱动力。概述了绿色经济发展对关键金属的需求、陆地资源供应及价格趋势,分析了结核和结壳中各关键金属价值构成;对从深海多金属氧化矿中提取镍、钴、铜、钼、稀土、铂、锰等技术分别进行回顾和分析;最后从绿色低碳、最大化综合利用角度,分析深海关键金属提取冶金技术的发展趋势。     

Phosphorus Removal of High Phosphorus Iron Ore by Gas-Based Reduction and Melt Separation

A new method (gas-based separation plus melt separation) has been proposed to remove phosphorus of the high phosphorus iron ore which was 1.25% of phosphorus content and 50.0% of iron content.HSC chemistry package and the coexistence theory of slag structure were adopted for theoretical analysis.The gas-based reduction was carried out using a fixed bed reactor and the ore sample of 80 g with an average particle size of 2 mm were reduced using CO or H2 at temperature of 1073 K for 5 hours.50 g of the reduced...     

Studies on the Extraction of Manganese from Sea Nodule Residue as Ferrosilicomanganese

Most of the extraction processes developed for the polymetallic sea nodules concentrated mainly on the recovery of strategically important metals viz. Cu, Ni and Co. The residue generated in such processes is quite high enough to upset the environmental balance for industrial scale operation. The economics of the process too cannot be favourable if manganese in the residue is not recovered. In this study an attempt has been made to utilize this residue, containing appreciable amount of manganese (about 20%) for producing ferrosilicomanganese, an important ferroalloy primarily used for deoxidation in the steel industry, through smelting process. In order to have an alloy of standard grade, the residue is enriched in its manganese content, by blending it with ferromanganese slag. Bench scale studies indicate that it is possible to produce ferrosilicomanganese, of the grade required by the steel industry, by reduction smelting of the sea nodule residue with ferromanganese slag. Metal recovery, however, was less because of metal entrapment.