铁矾渣焙烧过程中Zn、Fe、S行为的研究

论文摘要

本论文工作对铁矾热分解和还原过程进行了理论分析,并对产自巴彦淖尔紫金有色金属公司的铁矾进行了XRD和XRF分析和主要元素的定量化学分析。掌握了该铁矾渣主要元素的构成、含量和存在形式。并采用石油焦粉和粉煤对铁矾渣进行了还原焙烧-磁选对比试验研究,在本研究条件范围内可以得出如下结果。当采用石油焦作还原剂进行还原焙烧时,在820℃以下铁矾不发生任何还原反应,当温度在970℃以上时,才发生部分还原。在1020℃时还原的Fe2+含量超过了Fe3O4中Fe2+的理论含量（1/3）,有一定量的Fe304被还原成了FeO或金属铁。碱式碳酸镁和碳酸钠的添加对铁矾的还原影响甚微,反而会使一部分硫固定在焙砂中难于挥发逸出。在700℃-1000℃之间时,钙化焙烧有助于精矿产出,到1000℃时精矿量大于尾矿量。在1100℃时,钙化焙烧的精矿量反而低于直接还原焙烧的精矿量。但是钙化焙烧可以成功地抑制SO2的逸出。当采用粉煤作还原剂进行还原焙烧时,在900℃时铁矾就已经还原得较好,温度超过900℃时会有碱金属硫酸盐和其他硫酸盐一起还原,有碱性硫化物生成,发生烧结现象。粉煤还原铁矾的最佳条件是：温度在900℃,粉煤用量为45g/kg,焙烧时间75分钟。此时焙砂中含S3.07%,含Fe55.94%。此时焙砂水浸液pH值为5.19。在最佳条件下焙烧-磁选结果显示,当磁场强度在30mT～150mT之间时,精矿中Fe含量在58.72-58.99%之间,相当一部分Fe在磁选时溶解。精矿中Zn含量均比尾矿高约1%,精矿中S含量在2.5-3%之间,绝大部分的S与磁性产物在一起。采用粉煤对铁矾进行磁化焙烧,然后对焙砂中的Fe进行适度的磁选富集,使精矿中的Fe含量接近或达到炼铁原料的要求。但焙烧过程中大部分的Zn和绝大部分的S与磁性部分在一起,增加了磁选分离的难度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 铁矾渣的产出及其综合利用的必要性
• 1.1.1 铁矾渣的产出
• 1.1.2 铁矾渣对环境的影响
• 1.1.3 铁矾渣综合利用的必要性
• 1.2 铁矾渣综合利用研究现状
• 1.2.1 铁矾渣综合利用技术方法的研究
• 1.2.2 铁矾渣中铁的综合利用研究
• 1.2.3 目前铁矾渣综合利用研究存在的问题和本研究的意义
• 1.3 本课题的来源、研究目的及内容
• 1.3.1 本课题的来源及研究目的
• 1.3.2 本论文研究工作的主要内容
• 第2章 实验
• 2.1 实验原料的准备、性质及组成
• 2.2 实验的主要试剂
• 2.3 实验的仪器及型号
• 2.4 实验研究程序及操作步骤
• 2.5 化验分析
• 第3章 铁矾渣的还原焙烧原理
• 3.1 铁矾还原磁化焙烧原理
• 3.1.1 黄钠铁矾渣高温还原热力学分析
• 3.1.2 反应热力学分析
• 3.2 铁矾渣还原焙烧反应的动力学分析
• 3.2.1 铁矾热分解过程的动力学分析
• 2O₃还原焙烧反应的动力学分析'>3.2.2 Fe₂O₃还原焙烧反应的动力学分析
• 3.3 铁酸钙生成反应的动力学分析
• 第4章 实验结果与讨论
• 4.1 以石油焦为还原剂的铁矾渣还原焙烧试验研究
• 4.1.1 焙烧温度对石油焦还原焙烧铁矾产物影响的定性研究
• 4.1.2 添加剂和焙烧温度对焙砂中Zn、Fe、S含量的影响
• 4.1.3 添加剂和焙烧温度对焙砂的磁选产物量的影响
• 4.1.4 钙化焙烧试验研究
• 4.1.5 钙化焙烧试验产物焙砂的磁选研究
• 4.2 以粉煤为还原剂的铁矾渣还原焙烧实验
• 4.2.1 粉煤还原铁矾过程中温度对Zn、Fe、S行为的影响
• 4.2.2 在700℃停留时间对Zn、Fe、S行为的影响
• 4.2.3 900℃时焙烧时间对Zn、Fe、S行为的影响
• 4.2.4 900℃时不同还原剂量Zn、Fe、S行为的影响
• 4.2.5 焙烧渣在不同磁选强度下精矿尾矿中的Zn,Fe,S的分布
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢