高磷鲕状赤铁矿直接还原法脱磷技术的试验研究

为了经济、合理地利用高磷赤铁矿资源,在掌握试验用高磷鲕状赤铁矿理化特性和微观特性的基础上,采用直接还原法进行了固态直接还原+高强度磁选和直接生产珠铁2种工艺的试验研究。试验结果表明,高温度、低碱度以及高配碳量有利于铁矿石中磷灰石还原进入铁水中,不利于磷的脱除;通过工艺参数的优化,采用固态还原焙烧-磁选工艺,高磷赤铁矿脱磷率能达到60%以上,而采用珠铁工艺,其脱磷率能够达到80%以上。为合理高效地处理高磷鲕状赤铁矿奠定理论基础和技术依据。     

高磷鲕状赤铁矿磷的存在形态及脱磷机理

 针对高磷鲕状赤铁矿石矿物结构复杂导致的脱磷困难现状,为实现深度脱磷的目的,探索矿物还原过程中磷的形态及微观脱磷过程。以铁品位为44.78%、磷的质量分数为0.92%的高磷鲕状赤铁矿为研究对象,根据其面扫描电镜及矿相结构图可知,矿物之间嵌布紧密、逐层形成鲕状结构,石英、鲕绿泥石与赤铁矿等互相包裹,磷元素集中分布在鲕粒内部的氟磷灰石中。通过对焙烧产物做扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS),对高磷鲕状赤铁矿脱磷机理进行研究。研究结果表明,当YM-1脱磷剂质量分数为16%,还原过程中鲕状结构被破坏,金属铁逐渐从鲕粒中析出聚集,脉石与铁颗粒分离明显,磷化为不同形态被脱除。磁选后尾矿、铁分离完全,磷元素几乎全部进入尾矿,添加复合脱磷剂YM-1焙烧磁选后铁精矿的铁品位为90.16%,铁回收率为91.25%,磷质量分数为0.056%,脱磷率为93.91%。铁精粉各项指标满足工业冶炼要求。     

高磷鲕状赤铁矿气基还原脱磷及磷赋存形态

中国高磷鲕状赤铁矿的储量十分丰富,但由于其矿物组成复杂、磷含量高等特点而不能直接作为炼铁原料,这使得其利用价值受到了严重限制。因此,以高磷鲕状赤铁矿为研究对象,采用气基还原-磁选工艺研究了还原温度、保温时间、碱度以及H₂流量4个工艺参数对脱磷效果的影响。通过XRD、SEM等检测手段对还原产物的微观结构及组成进行分析。研究结果表明：随着还原温度、保温时间、碱度以及H₂流量的升高,铁品位以及铁回收率逐渐升高,而磷含量则与之相反。通过对比不同条件下各还原产物的显微结构可以发现,还原温度、保温时间以及碱度均能促进铁颗粒聚集长大并与脉石矿物分离,而H₂流量对这一现象的改变并不明显。在还原温度1 050℃、保温时间90 min、碱度1.2、H₂流量200 mL/min的条件下,各项指标最佳,此时精矿铁品位为77.53%、铁回收率为77.94%,磷的质量分数为0.26%,脱磷率达到71.74%。     

微波作用下高磷铁矿提铁脱磷的实验研究

进行了微波作用高磷鲕状赤铁矿煤基碳热还原提铁脱磷的实验研究。从热力学和动力学方面研究了微波强化高磷铁矿提铁脱磷的作用机理,探讨了微波场中高磷铁矿提铁脱磷的影响因素和工艺条件。结果表明:微波可以加快铁矿石碳热还原反应速率,强化提铁脱磷效果;高磷铁矿在微波场中碳热还原,再经细磨和磁选,其脱磷率可达87.8%,收铁率可达90%。     

高磷鲕状赤铁矿铁磷分离试验研究

对高磷鲕状赤铁矿进行了显微结构研究,采用添加脱磷剂直接还原焙烧-磁选工艺进行了铁和磷分离试验,研究了焙烧温度、内配碳量、添加剂配比对铁、磷分离主要技术指标的影响。结果表明:磷主要以磷灰石的形态嵌布在鲕状结构中,部分与赤铁矿形成环状间层,层间的厚度变化范围在3~15μm之间;在焙烧温度1 000℃、内配碳量6%、添加剂配比10%的优化工艺条件下,通过球磨-磁选试验可得到含铁品位大于85%、含磷量在0.15%~0.20%之间的优质还原铁粉和含磷为3.5%~4%的富磷渣。     

恩施高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原的试验

 为最大限度地利用恩施黑石板地区的铁矿资源,先通过XRD、扫描电镜、金相显微镜等手段研究了它的矿相组成和结构,得知其主要成分是赤铁矿和石英,矿的显微结构以鲕粒群簇为主,鲕粒中赤铁矿与磷灰石呈环带状分布。矿相结构决定了用一般的选矿方法分离铁、磷非常困难,为此用实验室煤基直接还原法研究了还原温度、还原时间、煤种、添加剂、磁选工艺等对精矿中铁品位和铁回收率的影响规律,得到了提高还原率的合理工艺参数：以哈密煤为还原剂,焙烧还原温度1573K,还原时间40min,一段磨矿时间15min,磁场强度280kA/m。采用此工艺可使精矿产率、铁品位、铁回收率分别达到43.21%、 95.77%和92.18%,磷品位由0.76%降至0.097%。该研究为该地区高磷鲕状赤铁矿工业化的开发利用提供了依据。     

微波作用高磷铁矿提铁脱磷的研究

为充分利用高磷铁矿,进行了微波作用高磷鲕状赤铁矿煤基碳热还原提铁脱磷的研究.高磷铁矿经微波作用碳热还原、细磨和磁选,其脱磷率达到87.8%,收铁率达到90%.本文从晶格能、热力学和动力学方面分析了微波强化高磷铁矿提铁脱磷的作用机理,探讨了微波应用于高磷铁矿提铁脱磷的可能性.结果表明:微波可以加快铁矿石碳热还原反应速率,...     

隐晶质鲕状赤铁矿磁化焙烧过程中铁物相转变规律

摘要：鲕状赤铁矿具有含磷高、易泥化,铁与脉石矿物呈鲕状嵌布结构等特点,常规的重选和浮选等工艺难以取得较好的选矿指标。磁化焙烧-磁选工艺是利用高磷鲕状赤铁矿最有效的手段之一。X射线衍射（XRD）分析结果表明,在750℃的条件下,焙烧矿中磁铁矿的相对质量分数最大。焙烧温度高于800℃会发生过还原现象,生成富氏体,不利于焙烧矿的弱磁选。光学显微镜分析表明磁化焙烧过程不会破坏鲕状赤铁矿的鲕粒结构,只发生铁物相的转变。赤铁矿到磁铁矿的晶型转变由表及里,但是多数鲕状赤铁矿颗粒不会完全磁化,磁化焙烧效果与粒度有关。全铁品位为43.74%的矿样,在焙烧温度750℃、焙烧时间60min的条件下,弱磁选可得到全铁品位为55.42%,铁回收率为85.66%的人工磁铁矿,磁铁矿转化率在90%以上。     

高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究

针对高磷鲕状赤铁矿现有冶炼工艺难以生产低磷铁水的问题,本文提出采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,在原料分析、热力学计算的基础上,进行了还原熔炼试验,并对还原体系进行了平衡计算,得到以下结论。矿物分析表明,该矿石具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。热力学计算表明,高磷鲕状赤铁矿在1 450～1 600℃温度范围内进行还原时,磷以单质磷形式还原进入金属铁相,不能以磷氧化物形式挥发;仅在CaO存在的条件下,H₂O及CO₂才与Fe₃P反应,使磷以Ca₃(PO₄)₂形式进入渣中。还原熔炼试验表明,矿热炉工艺中铁水中的磷含量大于1.0%,而侧吹炉还原工艺中铁水中磷含量可降低到0.45%。平衡计算表明,随着O₂/CH₄的增加和配炭比的降低,Fe的回收率减少;生铁中w[C]随着生铁中w[P]降低而降低。该研究表明,富氧侧吹还原技术具有熔...     

氧化钙强化鲕状赤铁矿H_2还原

高磷鲕状赤铁矿的还原对磁选分离起着重要作用,为鲕状赤铁矿合理利用开发提供理论依据。以高磷鲕状赤铁矿为原料、H2为还原剂,研究添加CaO对高磷鲕状赤铁矿还原的影响。研究结果表明,温度为1 100℃、碱度为1.0时,金属化率达到92.05%。XRD、SEM-EDS分析表明,添加CaO使绝大部分铁氧化物被还原为金属铁,有效促进铁橄榄石(Fe2SiO4)、铁尖晶石(FeAl2O4)还原成铁,金属铁颗粒中的杂质组分降低。动力学结果表明,原矿温度为800～1 100℃时符合未反应核模型,未添加CaO原矿表观活化能为49.16 kJ/mol,添加CaO原矿表观活化能为56.46 kJ/mol。两还原过程都受气体扩散控制。     

高磷鲕状赤铁矿气基竖炉直接还原试验

针对高磷鲕状赤铁矿无法高效利用的现状,采用XRD和SEM对高磷鲕状赤铁矿矿物的组成及矿相结构进行研究分析,提出采取气基直接还原工艺来处理此类矿石。系统研究与分析了还原温度、还原时间、还原气氛和还原气量等因素对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属化率的影响规律。研究结果表明,在还原温度为1 100℃、还原时间为4 h、还原气体中φ(H_2)∶φ(CO)为1∶1、还原气体流量为2 600 m~3/h的条件下,金属化率可以达到92.10%。     

温度对高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原影响

对高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原进行了研究。结果表明,1100℃以下时,提高温度可以显著提高球团金属化率;1100℃以上时,继续提高温度对球团金属化率影响不大。球团金属化率越高,磁选精矿铁品位越高。还原温度不仅显著影响球团的金属化率,还影响金属铁相的长大及磁选效果。因此,控制适宜的温度对高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原至关重要。     

鲕状赤铁矿特征及选冶技术进展

论述了鄂西高磷鲕状赤铁矿的资源状况、矿物组成、矿石结构、矿物工艺学特征,对处理、利用该类矿石存在的问题进行了分析,介绍了常用反浮选、强磁选、磁化焙烧-弱磁选、直接还原焙烧、酸浸及微生物浸出等选冶技术的现状,展望了高磷鲕状赤铁矿还原-磁选、磁选-絮凝脱泥-反浮选等选矿联合流程的发展趋势。     

宣龙式铁矿焙烧还原-磁选工艺及其影响因素

基于煤基焙烧还原-磁选工艺,进行了宣龙式难选鲕状赤铁矿石提铁过程及其影响因素的实验研究.以铁精矿品位和铁回收率为评价指标,确定了适合于该类矿石的最佳工艺条件:焙烧还原温度为1 200℃,还原剂用量为30%,焙烧还原时间为60min,焙烧产物磁选前的磨矿细度为-45μm占96.19%,磁选的磁场强度为111kA·m^-1.在该工艺条件下,可以使铁精矿品位达到92.53%,铁回收率达到90.78%.     

高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷的迁移规律

 针对鄂西某地高磷鲕状赤铁矿进行了深度还原技术研究,考查了还原温度、还原时间、配碳系数和CaO添加量对磷迁移规律的影响。结果表明：进入铁粉中磷的品位和回收率随着还原温度的升高和还原时间的延长而升高,随着配碳系数的增大先升高后降低,并在配碳系数为2.0时达到最大;而受CaO添加量的影响较小。还原物料的XRD和SEM分析表明大部分磷被还原为单质迁移进入了铁粉中。对高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷的迁移规律进行了初步探索,为进一步研究高磷鲕状赤铁矿提供了一定的理论基础。     

鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧同步脱磷机理

采用XRD和SEM分析方法研究了鄂西高磷鲕状赤铁矿添加脱磷剂后直接还原焙烧的产物及磁选后的最终产品.结果表明,还原焙烧过程中添加的脱磷剂除具有脱磷效果外,对铁的还原也有促进作用.脱磷剂可以使部分磷转化为易去除的可溶性磷酸盐,同时破坏鲕粒结构,使细磨-磁选后铁相易与脉石矿物分离从而达到脱磷效果,并且可以提高产品中铁的品位和回收率.     

高磷鲕状赤铁矿脱磷技术研究

为合理利用我国储量丰富的高磷鲕状赤铁矿,针对其矿物学特点,提出了利用直接还原法处理高磷鲕状赤铁矿提铁脱磷的技术思想.实验表明,通过控制渣相碱度、还原温度和内配碳比等,可提高铁的收得率和脱磷率.     

硼砂对高磷鲕状赤铁矿强化还原

高磷鲕状赤铁矿的还原对后续的磁选分离起着重要作用,尤其是金属铁的聚集长大。以高磷鲕状赤铁矿为原料,研究添加剂硼砂对高磷鲕状赤铁矿进行强化还原的影响。研究结果表明,温度为1 000℃、硼砂添加量为6%时,失重率达到31.11%,金属化率达到90.10%。XRD、SEM-EDS分析表明,添加硼砂能促进反应物的熔点降低;铁橄榄石(Fe_2SiO_4)、铁尖晶石(Fe Al2O4)和蓝晶石(Al2Si O5)衍射峰消失,出现了低熔点的钙长石(Ca Al2Si2O8)、硼酸铝钠(Na2Al2B2O7)和硼酸钠(Na2B6O10)衍射峰。还原后试样中金属铁颗粒的数量与粒度均随着硼砂添加量的增加而提高,强化了还原效果。     

微波还原-磨矿磁选对鲕状赤铁矿提铁脱磷的影响

采用微波加热还原-磨选技术研究鲕状赤铁矿的提铁脱磷条件,且探索最佳磨选条件。在原矿粒度小于0.18 mm占90%、配碳系数1.0、碱度系数0.8、脱磷剂用量15%(质量分数)的条件下,采用微波加热在950℃下还原30 min获得金属化球团,对金属化球团进行破碎、研磨,考察磨矿粒度、磁选强度对铁粉铁品位、回收率、P含量、脱磷率的影响规律,并对还原样品、磁选后的铁粉和非磁性渣进行了扫描电镜、能谱和X射线衍射分析。研究结果表明,金属化球团在研磨粒度小于0.045 mm占62.90%、磁选强度65 mT条件下,可获得铁粉铁品位87.69%、回收率77.86%、P质量分数0.30%、脱磷率86.37%。     

微波还原-磨矿磁选对鲕状赤铁矿提铁脱磷的影响

采用微波加热还原-磨选技术研究鲕状赤铁矿的提铁脱磷条件,且探索最佳磨选条件。在原矿粒度小于0.18 mm占90%、配碳系数1.0、碱度系数0.8、脱磷剂用量15%(质量分数)的条件下,采用微波加热在950℃下还原30 min获得金属化球团,对金属化球团进行破碎、研磨,考察磨矿粒度、磁选强度对铁粉铁品位、回收率、P含量、脱磷率的影响规律,并对还原样品、磁选后的铁粉和非磁性渣进行了扫描电镜、能谱和X射线衍射分析。研究结果表明,金属化球团在研磨粒度小于0.045 mm占62.90%、磁选强度65 mT条件下,可获得铁粉铁品位87.69%、回收率77.86%、P质量分数0.30%、脱磷率86.37%。