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含铅锌赤褐铁矿氧化焙烧脱硫性能和机理

中南大学学报（自然科学版） 2023年第7期54卷 2529-2539页

作者：罗立群雷严明沈洪涛刘成叶远林武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070

针对含铅锌赤褐铁矿中主要以铅、锌、铁等金属硫化物形式存在的杂质硫,在还原焙烧过程中不能被有效脱除而影响铁精矿质量的问题,采用氧化焙烧方式研究含铅锌赤褐铁矿中硫的脱除效果和脱硫机理。通过脱硫率、焙烧前后产物的矿相分析、显... 详细信息

针对含铅锌赤褐铁矿中主要以铅、锌、铁等金属硫化物形式存在的杂质硫,在还原焙烧过程中不能被有效脱除而影响铁精矿质量的问题,采用氧化焙烧方式研究含铅锌赤褐铁矿中硫的脱除效果和脱硫机理。通过脱硫率、焙烧前后产物的矿相分析、显微观察鉴定以及拉曼光谱测试等表征方法,研究焙烧温度、焙烧时间对含铅锌赤褐铁矿脱硫效果的影响,探讨含铅锌赤褐铁矿的脱硫机理及金属硫化物的转化过程。研究结果表明:含铅锌赤褐铁矿中硫、铅、锌的质量分数分别为3.34%、1.50%和1.25%,在焙烧温度为600~1050℃和焙烧时间为5~120 min的条件下,氧化焙烧对脱硫过程有不同程度的影响,且随着氧化焙烧温度的提高和焙烧时间的延长,脱硫效果提高。在焙烧温度为1050℃、焙烧时间为60 min的条件下,硫质量分数降至0.25%,总脱硫率可达92.51%,对低价硫的脱硫率达98.64%。随着氧化焙烧温度的提高,焙烧产物中逐渐呈现多孔微小固熔体形貌和表面高温釉质层。脱硫过程主要为FeS_(2)、PbS、ZnS等金属硫化物在高温下发生不同的氧化反应,且铅锌等金属含量无明显变化,说明含硫杂质被氧化为SO2而脱除,反应生成Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)、PbO、ZnO、PbSO4等物质,少量硫酸盐成为焙烧产物中的残余硫。

关键词：赤褐铁矿氧化焙烧方铅矿脱硫相变

CaCO_(3)和Na_(2)CO_(3)在高磷鲕状铁矿氧化焙烧−气基还原中的作用

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第4期53卷 1157-1166页

作者：吴世超孙体昌寇珏北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为区分CaCO_(3)和Na_(2)CO_(3)这2种脱磷剂在高磷鲕状铁矿氧化焙烧−气基还原过程中的不同作用,采用XRD以及SEM-EDS研究二者作用机理的差异。研究结果表明:CaCO_(3)的分解使氧化球的孔隙数增多,且CaCO_(3)不利于赤铁矿颗粒的微晶连接,从... 详细信息

为区分CaCO_(3)和Na_(2)CO_(3)这2种脱磷剂在高磷鲕状铁矿氧化焙烧−气基还原过程中的不同作用,采用XRD以及SEM-EDS研究二者作用机理的差异。研究结果表明:CaCO_(3)的分解使氧化球的孔隙数增多,且CaCO_(3)不利于赤铁矿颗粒的微晶连接,从而使氧化球抗压强度降低;而加入Na_(2)CO_(3)后生成了低熔点霞石,促进赤铁矿颗粒长大,减少氧化球中的孔隙数,导致氧化球的抗压强度增加。以CaCO_(3)为脱磷剂时,在氧化过程中生成的钙铁榴石等含铁矿物不能被还原,且赤铁矿被还原成细小的金属铁颗粒;此外,部分金属铁颗粒会包裹含磷硅酸盐,导致无法获得合格的粉状还原铁。但以Na_(2)CO_(3)为脱磷剂时,在氧化阶段得到的含铁矿物仅为赤铁矿。在还原过程中,赤铁矿被还原成粒度较大的铁颗粒,且铁颗粒与磷酸钙钠及其他脉石界限明显,可通过磨矿−磁选实现提铁降磷的目标。

关键词：高磷鲕状铁矿氧化焙烧气基还原磁选 CaCO_(3) Na_(2)CO_(3)

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辉钼矿氧化焙烧自烧结的特点与机制

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年第1期32卷 307-318页

作者：孙虎李光辉卜群真傅中乔刘会波张鑫罗骏饶明军姜涛中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室长沙410083

以纯试剂为原料进行焙烧试验,采用热力学计算、XRD、SEM-EDS、高温原位分析等手段,研究辉钼矿(MoS_(2))氧化过程的自烧结行为。结果表明,当焙烧温度由600℃提高至700℃时,辉钼矿团块中物料烧结的面积随之增大,导致脱硫效率降低。烧结层... 详细信息

以纯试剂为原料进行焙烧试验,采用热力学计算、XRD、SEM-EDS、高温原位分析等手段,研究辉钼矿(MoS_(2))氧化过程的自烧结行为。结果表明,当焙烧温度由600℃提高至700℃时,辉钼矿团块中物料烧结的面积随之增大,导致脱硫效率降低。烧结层在氧化焙烧的初期快速形成,且常覆盖在团块迎风侧表面。在物料烧结的同时,MoO_(2)和Mo_(4)O_(11)也集中生成,与MoO_(3)共同构成烧结层。进一步研究发现,含低价钼氧化物的富MoO_(3)产物熔点较低,在MoS_(2)与O_(2)反应剧烈放热时易发生熔化,致使物料烧结。

关键词：辉钼矿氧化焙烧烧结分布特征机制

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含硫铁物料脱硫工艺技术现状

矿产综合利用 2022年第6期43卷 116-123页

作者：罗立群雷严明 Niyonzima Jean Christophe 武汉理工大学资源与环境工程学院矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070

硫在含铁物料的开发利用中是有害杂质元素,因此需要脱除。本文介绍了含铁物料中硫的来源、产出特征与危害,归纳了以浮选法、焙烧法、浸出法处理含铁物料脱硫的技术现状,介绍了此3种脱硫方法的适用条件、应用特色,并比较了各自的优缺点... 详细信息

硫在含铁物料的开发利用中是有害杂质元素,因此需要脱除。本文介绍了含铁物料中硫的来源、产出特征与危害,归纳了以浮选法、焙烧法、浸出法处理含铁物料脱硫的技术现状,介绍了此3种脱硫方法的适用条件、应用特色,并比较了各自的优缺点。展望未来含硫铁物料脱硫研究与发展方向,指出浮选法需合理选择磨选流程和药剂制度,注重铜离子复合活化剂、黄药类组合捕收剂提高浮选脱硫指标;焙烧法根据含硫矿物组成和热力学性质选择合适的焙烧炉型、筛选适宜的热工制度;生物浸出应结合多形态硫元素的迁移演变特征,培育良性高效菌种、实施短周期高效浸出,以实现高效脱硫。

关键词：含铁物料脱硫黄铁矿氧化焙烧生物浸出

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BO对氧化焙烧过程赤铁矿连晶程度的影响

钢铁 2023年

作者：赵天乐张芳彭军王永斌常宏涛高伟民内蒙古科技大学材料与冶金学院

在球团的造球原料中加入B2O3焙烧过程中有利于得到低熔点化合物，提高球团强度和降低还原膨胀，使冶金性能得到提高。但B2O3对赤铁矿的结晶和连晶程度的影响机理还缺少较为深入的研究。因此，为探明B2O3对赤铁矿连晶程度和赋存规律，通... 详细信息

在球团的造球原料中加入B2O3焙烧过程中有利于得到低熔点化合物，提高球团强度和降低还原膨胀，使冶金性能得到提高。但B2O3对赤铁矿的结晶和连晶程度的影响机理还缺少较为深入的研究。因此，为探明B2O3对赤铁矿连晶程度和赋存规律，通过在Fe3O4纯试剂中加入不同比例的B2O3纯试剂，经混合、压片和氧化焙烧后形成赤铁矿。模拟磁铁矿球团焙烧形成赤铁矿球团的过程。采用SEM-EDS，XRD，XPS等手段研究不同B2O3的含量对焙烧压片中赤铁矿的连晶程度、晶体长大情况和微观结构的影响，结合拉曼光谱分析B2O3对赤铁矿晶体结构的影响，并对其微观结构、结晶度和晶粒尺寸进行了测定。最后针对不同B2O3含量对赤铁矿的连晶程度的影响进行了讨论和总结。研究结果表明，B2O3对氧化焙烧过程赤铁矿连晶程度有着先促进后抑制的作用，适量的B2O3的加入能够促进赤铁矿晶体长大和连晶程度的增长，当添加B2O3质量分数为6%、焙烧时间为40min时，赤铁矿的结晶程度最好，结晶度可达83.68%。XPS检测显示，随着B2O3含量的增加，赤铁矿中Fe3+的比例逐渐升高，Fe3+的占比最高可达92.53%。B2O3添加量进一步增加时，B2O3对渣相的流动性和渣相量的影响也进一步增加，渣相将赤铁矿晶粒浸润，抑制晶粒长大和晶粒间的连晶。通过拉曼光谱对赤铁矿晶体结构的检测结果显示，随着B2O3含量的增加，赤铁矿晶体的LO模式和Eu模式的峰强增加，表明晶格缺陷引起的对称性破坏增加，晶体无序度更高，对应缺陷更高。

关键词： B O 氧化焙烧赤铁矿连晶程度晶格常数

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辉钼精矿的氧化焙烧

中国有色金属学报 2021年第7期31卷 1952-1964页

作者：王璐李梦超阙标华薛正良张国华蓝文韬武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 佛山(华南)新材料研究院佛山528200

纯氧条件下对辉钼精矿的氧化焙烧行为展开基础研究,并结合最佳模型拟合法、TG-DTA、SEM-EDS和热力学软件FactSage 7.3等方法和手段对实验结果进行分析。结果表明:精矿在723 K和773 K下不能完全氧化,然而当温度升至873 K时,精矿能完全氧... 详细信息

纯氧条件下对辉钼精矿的氧化焙烧行为展开基础研究,并结合最佳模型拟合法、TG-DTA、SEM-EDS和热力学软件FactSage 7.3等方法和手段对实验结果进行分析。结果表明:精矿在723 K和773 K下不能完全氧化,然而当温度升至873 K时,精矿能完全氧化生成三氧化钼(MoO_(3))。在较高温度下,如873 K和773 K时,精矿的氧化焙烧过程由界面化学反应控速;然而在较低温度下,如723 K时界面化学反应和形核长大模型共同发挥作用。反应过程中,产物由初始颗粒形态逐渐转变成具有层状结构的片状形貌,并且在晶面指数(020)、(040)、(060)和(0100)等晶面上衍射峰强度显著增加,表明生成的MoO_(3)具有一定的各向异性和择优长大倾向。辉钼精矿的氧化焙烧过程符合挥发−冷凝机理,期间伴随着少量中间产物二氧化钼(MoO2)的生成。焙烧过程中产生的烧结现象是局部温度的升高和低熔点共晶体的形成共同作用所致。结合热力学数据本文还理论分析了主要杂质元素在焙烧过程中的演变规律及其对烧结行为的影响机制,并提出有效降低烧结现象发生的可行方案。

关键词：辉钼精矿氧化焙烧三氧化钼烧结现象

用氧化焙烧—盐酸浸出工艺从煤矸石中提取锂试验研究

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湿法冶金 2023年第6期42卷 574-581页

作者：王梓硕臧静坤王小蕊程伟贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025

研究了采用氧化焙烧—盐酸浸出工艺从富含锂的煤矸石中浸出锂,优化了焙烧和浸出工艺条件,并探讨了焙烧活化对锂的浸出影响机制。结果表明:煤矸石在550℃下氧化焙烧1.5 h后,再加入1 mol/L盐酸溶液,在液固体积质量比10/1、浸出温度80℃条... 详细信息

研究了采用氧化焙烧—盐酸浸出工艺从富含锂的煤矸石中浸出锂,优化了焙烧和浸出工艺条件,并探讨了焙烧活化对锂的浸出影响机制。结果表明:煤矸石在550℃下氧化焙烧1.5 h后,再加入1 mol/L盐酸溶液,在液固体积质量比10/1、浸出温度80℃条件下浸出2 h,锂浸出率可达98.14%;高温焙烧可破坏煤矸石中高岭石的晶体结构,增强反应活性,并使可燃组分和还原性物质发生氧化反应,在煤矸石表面及内部产生大量孔隙,有利于提高煤矸石中锂的浸出效果。

关键词：煤煤矸石锂氧化焙烧活化盐酸浸出

高铬型钒钛铁精矿球团氧化焙烧-盐酸浸出提钒

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钢铁钒钛 2022年第6期43卷 14-23页

作者：吴恩辉李军徐众侯静黄平李宏攀枝花学院钒钛学院四川攀枝花617000 钒钛资源综合利用四川省重点实验室四川攀枝花617000

以高铬型钒钛铁精矿为原料,研究其在氧化焙烧-盐酸浸出过程中球团强度与钒浸出行为之间的相互关系。热力学分析结果表明,在氧化钙存在的条件下,高铬型钒钛铁精矿中主要化合物的氧化反应顺序依次为:FeTiO_(3)>Fe_(3)O_(4)>Fe_(2)SiO_(4)>... 详细信息

以高铬型钒钛铁精矿为原料,研究其在氧化焙烧-盐酸浸出过程中球团强度与钒浸出行为之间的相互关系。热力学分析结果表明,在氧化钙存在的条件下,高铬型钒钛铁精矿中主要化合物的氧化反应顺序依次为:FeTiO_(3)>Fe_(3)O_(4)>Fe_(2)SiO_(4)>FeV_(2)O_(4)>FeCr_(2)O_(4)。氧化产物物相分析结果证实,钛铁矿比磁铁矿更易氧化,氧化产物的主要物相为Fe_(2)O_(3)和Fe_(9)TiO_(15)。氧化温度和盐酸浓度分别是氧化过程和浸出过程中影响钒浸出率和浸出后球团强度的关键因素;浸出后球团强度与V_(2)O_(5)浸出率呈现较为明显的负相关关系;返烧可以有效提升浸出后球团强度,在返烧温度1200℃,返烧时间90 min条件下,返烧后球团强度大于3000 N/球。

关键词：提钒高铬型钒钛铁精矿球团氧化焙烧盐酸浸出

熔剂性球团矿富氢还原行为及矿物微观重构机制基础研究

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熔剂性球团矿富氢还原行为及矿物微观重构机制基础研究

作者：聂瑞祥辽宁科技大学

学位级别：硕士

作为高炉炉料,熔剂性球团矿比烧结矿具有更好的冶金性能、生产过程中污染较小等优点,因此,高炉生产通过提高球团的入炉比例、改善球团矿冶金性能,可以实现原料制备过程和高炉冶炼过程的减排。同时,全国钢铁行业在“双碳”政策的指引下,... 详细信息

作为高炉炉料,熔剂性球团矿比烧结矿具有更好的冶金性能、生产过程中污染较小等优点,因此,高炉生产通过提高球团的入炉比例、改善球团矿冶金性能,可以实现原料制备过程和高炉冶炼过程的减排。同时,全国钢铁行业在“双碳”政策的指引下,将氢冶金作为当前绿色冶金技术的主要研究目标。国内学者在熔剂性球团矿还原动力学方面进行了大量研究,但对于富氢冶炼情况下熔剂性球团的微观角度的还原行为却少有研究。因此,本文开展富氢条件下熔剂性球团的还原行为及微观结构演变规律的研究工作,得到的主要结论如下:(1)在熔剂性氧化球团制备过程中,当熔剂性球团碱度为1.0、w(MgO)%=2.2%、焙烧时间30 min,氧化焙烧温度为1250℃时,其生球抗压强度、落下次数及熟球抗压强度最优。在熔剂性球团焙烧过程中,随着w(MgO)%升高,渣相熔点升高,矿相结构稳定;w(MgO)%过高导致球团内液相不足,FeO再结晶量减少,使球团强度降低。碱度升高,低熔点铁酸钙液相增多,使得FeO晶粒间的连结增强,球团结构更加稳定。(2)在熔剂性球团的制备过程中,当碱度升高时铁酸一钙和铁酸半钙的形成量逐渐增加,硅酸铁相逐步转化为钙基橄榄石相,其FeO再结晶增强,适当碱度能够有效的增加球团的冶金性能指标;但当碱度超过0.9时,铁酸钙液相大量生成,FeO再结晶量减少,因此,碱度过高,抑制了球团的冶金性能。w(MgO)%提高,FeO和铁酸镁的生成量明显上升,部分MgO与FeO互溶生成含镁磁铁矿,铁酸钙、铁酸半钙及FeO生成量逐渐降低,液相生成量减少,稳定了矿相结构,适当的w(MgO)%能够提高球团的冶金性能。(3)还原气氛中H含量为30%时,熔剂性球团RDI为95.56%,还原膨胀率为11.18%。在20%CO+10%CO+2%H+68%N还原气氛下,当熔剂性球团碱度为1.0,w(MgO)%=2.2%,RDI为80.9%,还原膨胀率为18.53%。(4)当还原气氛中H含量为30%时,熔剂性球团中w(MgO)%的提高,能够加快还原反应的进行;w(MgO)%大于2.2%时,铁晶须减少;碱度大于1.0时,铁晶须生长推迟。适当的w(MgO)%与碱度,为金属铁提供了更多生长点位,促进了金属铁的生成;过高的w(MgO)%与碱度会阻碍球团内铁晶须的生长并抑制其结构变化。

关键词：熔剂性球团氧化焙烧冶金性能铁酸钙富氢还原