熔融富铁镍渣中磁铁矿晶体结晶形态及析晶动力学研究

作     者：戎韬霖 

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜雪岩

授予年度：2021年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：镍渣 磁铁矿晶体 工艺优化 结晶形态 等温析晶 

摘      要：镍渣是火法冶炼过程中产生的一种固体废渣,其中全铁含量达40%左右,主要以铁橄榄石相存在。本课题采用熔融氧化法研究了铁橄榄石相向磁铁矿相的转变过程,以及熔渣中磁铁矿晶体的结晶形态和动力学。研究得到如下结论:（1）通过正交实验的设计,研究了温度、通气量、保温时间和搅拌速度对铁回收率的影响。采用熔融氧化法从渣中回收铁元素的最佳工艺条件为:温度1500℃,通气量为170 mL/min,保温时间为40分钟,搅拌速度60 r/min。在最佳工艺条件下的铁收率为78.2%。（2）研究了 1350 ℃、1375 ℃、1400 ℃、1425 ℃和 1450 ℃五个等温条件下磁铁矿晶体的生长形态变化规律。在析晶初始阶段,磁铁矿晶体以较小颗粒状析出,随着保温时间的增加,颗粒逐渐长大,呈现出颗粒状和骸骨状等晶体形貌。在1350℃-1400℃范围保温60分钟,磁铁矿晶体从细小枝晶生长为骸骨状颗粒。1400℃-1450℃范围保温60分钟,磁铁矿颗粒为颗粒状。（3）根据JMAK和Arrhenius方程建立磁铁矿晶体生长动力学模型。1350℃、1375 ℃、1400 ℃、1425 ℃和1450 ℃温度范围内,求得的n值分别为1.00、1.04、1.08、1.12、1.18。计算活化能Q=70.62 kJ—mol-1。在 1350 ℃、1375 ℃、1400℃、1425℃和1450℃温度范围内的动力学模型为:D1/n=347.23t·exp（-70.62×103/RT）