天然菱铁矿在热处理过程中的结构变化

研究了空气氛围中热处理天然菱铁矿在不同煅烧温度、时间的结构演化规律。结果表明:当煅烧温度达到约430℃时,矿石中的亚铁离子被轻微氧化,随即释放少量CO_2,此时菱铁矿矿石表面逐渐出现多孔结构状态,孔径为几个纳米,呈现形态为不规则的串珠状;当煅烧温度达到460℃时,开始大量释放CO_2并逐渐相转变为赤铁矿,并在595℃时完全相转变。400~600℃的煅烧产物比表面积和孔结构随着煅烧温度、时间的变化有较为明显的差异。其中470℃煅烧产物由于大量脱去CO_2,菱铁矿颗粒内部出现大量1~5 nm的介孔,最大比表面积为57.5 m2/g;随着煅烧温度增高、时间延长,赤铁矿晶粒逐渐变大,其晶粒间空隙孔径变大、数量减少,比表面积逐渐降低。天然菱铁矿可以在450~500℃空气氛围中快速热分解获得高比表面积纳米孔材料。