高磷鮞狀赤鐵礦深度還原過程動力學研究.pdf

1、我國鮞狀赤鐵礦資源儲量豐富，由于該礦鐵礦物結晶粒度微細、礦物組成復雜、有害元素含量高，至今未實現(xiàn)工業(yè)化的開發(fā)利用。研究證明，采用常規(guī)選礦方法處理鮞狀赤鐵礦不能獲得理想的選別指標，采用深度還原技術處理鄂西高磷鮞狀赤鐵礦，經過弱磁選后，可獲得優(yōu)質的深度還原鐵粉。本文以純礦物體系和湖北官店高磷鮞狀赤鐵礦作為研究對象，研究了高磷鮞狀赤鐵礦深度還原過程的動力學，為鮞狀赤鐵礦的工藝優(yōu)化和開發(fā)利用奠定理論基礎。
　　以焦炭作為還原劑，進行了高磷

2、鮞狀赤鐵礦深度還原工藝條件優(yōu)化試驗。試驗結果表明，適宜的工藝條件為:還原溫度1250℃、還原時間160min、配碳系數3.5。該條件下獲得還原產品的金屬化率為90.50％，經一段磁選后可獲得鐵品位96.47％、鐵回收率87.62％的深度還原鐵粉。
　　利用熱重分析技術，采用等溫法和非等溫法，依次研究了Fe2O3、 Fe2O3-SiO2、Fe2O3-SiO2-Al2O3、Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaCO3等純礦物體系以及高

3、磷鮞狀赤鐵礦深度還原過程的動力學。
　　研究結果表明，對于Fe2O3、Fe2O3-SiO2、Fe2O3-SiO2-Al2O3、Fe2O3-SiO2-Al2O3-CaCO3等純礦物體系的深度還原過程均可分為感應期-加口速期-減速期三個階段，反應均符合Avrami-Erofeev方程，成核及長大是限制環(huán)節(jié)。等溫法確定四個體系的活化能依次為192.48KJ/mol、235.33KJ/mol、248.23KJ/mol、288.21KJ/m

4、ol，指前因子依次為9.47×105min-1、3.22×107min-1、4.02×107 min-1、1.15×109min-1。非等溫法確定四個體系的活化能依次為178.75KJ/mol、238.66KJ/mol、245.41KJ/mol、272.60KJ/mol，指前因子依次為8.83×105 min-1、1.04×107 min-1、2.99×107min-1、1.24×1010 min-1。
　　研究發(fā)現(xiàn)，SiO2和A

5、l2O3使Fe2O3與還原劑的接觸面積減小，導致反應的還原速率減小，F(xiàn)e2O3還原不充分，還原產品中鐵氧化物含量增加;SiO2、 Al2O3與金屬鐵、FeO反應生成鐵橄欖石、鐵尖晶石和鐵堇青石等鐵的硅酸鹽礦物;以上兩方面原因，致使反應的還原度降低。CaCO3分解后生成的CaO和CO2，CaO可提高焦炭的反應活性，CO2促進了焦炭的氣化，使Fe2O3深度還原反應進行的更加充分，減少還原產品中鐵氧化物的含量;在CaO的作用下，CO能將部分鐵

6、橄欖石和鐵尖晶石中的FeO還原為金屬鐵，減少還原產品中鐵的硅酸鹽含量，有利于增加反應的還原度。
　　鄂西高磷鮞狀赤鐵礦的深度還原過程同樣可分為感應期-加口速期-減速期三個階段，反應均符合Avrami-Erofeev方程，成核及長大是限制環(huán)節(jié)。等溫法確定活化能為318.32KJ/mol，指前因子為2.07×1010min-1。非等溫法確定活化能為309.49KJ/mol，指前因子為1.37×1010min-1。
　　高磷鮞狀赤