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高磷鲕状赤铁矿气基还原及脱磷剂对除磷效果影响

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钢铁 2024年第4期59卷 25-33页

作者：杨双平刘雅辰王苗刘起航西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

针对目前高磷鲕状赤铁矿因其矿物组成复杂多样、嵌布粒度细小、SiO_(2)和Al_(2)O_(3)等杂质成分以及磷含量高而无法被有效利用的现状,采用气基直接还原及脱磷剂-磁选工艺研究各工艺参数对还原产物及磁选铁精矿品位及磷含量指标的影响。... 详细信息

针对目前高磷鲕状赤铁矿因其矿物组成复杂多样、嵌布粒度细小、SiO_(2)和Al_(2)O_(3)等杂质成分以及磷含量高而无法被有效利用的现状,采用气基直接还原及脱磷剂-磁选工艺研究各工艺参数对还原产物及磁选铁精矿品位及磷含量指标的影响。以氢气为还原剂,配加脱磷剂,对铁品位为46.75%、磷元素质量分数为0.92%的国外某地区的高磷鲕状赤铁矿进行试验研究。试验中,脱磷剂不仅能破坏鲕状结构、抑制含磷矿物的还原,而且对还原过程中铁颗粒的生长起促进作用。在还原温度为1 050℃、保温时间为90 min、碱度为1.2以及H_(2)流量为200 mL/min的条件下,通过化学成分分析、粒度分析、微观结构分析(包括偏光显微分析和扫描电镜分析),研究脱磷剂种类和用量以及还原产物粒度和磁场强度等不同工艺参数对该矿提铁除磷效果的影响。结果表明,铁精矿在配加脱磷剂后,铁品位和铁回收率均有提高同时磷含量也大幅降低;4种常用脱磷剂CaCO_(3)、Na_(2)CO_(3)、Na_(2)SO_(4)、SiC中,脱磷剂Na_(2)SO_(4)在提高铁品位和除磷方面效果较佳,脱磷剂Na_(2)CO_(3)在提高铁回收率方面效果较佳;当还原矿粉粒度小于0.074 mm、磁场强度为1 000 Gs、Na_(2)SO_(4)与Na_(2)CO_(3)的质量比为9∶7、总质量分数为16%时,磷质量分数降至0.23%,铁回收率为82.35%。为高磷鲕状赤铁矿除磷提供了一定的理论指导。

关键词：高磷鲕状赤铁矿气基直接还原脱磷剂提铁除磷磁选

还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选影响的研究进展

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矿产综合利用 2024年第2期45卷 176-184页

作者：徐宏达孙体昌吴世超连宵宵韩文丽邓宗义北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

这是一篇矿业工程领域的文章。综述了还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原的影响,从煤和其他还原剂两个方面归纳了还原剂对高磷鲕状赤铁矿还原影响的研究现状,从单一脱磷剂和组合脱磷剂两种使用方式总结了脱磷剂的研究进展。指出了... 详细信息

这是一篇矿业工程领域的文章。综述了还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原的影响,从煤和其他还原剂两个方面归纳了还原剂对高磷鲕状赤铁矿还原影响的研究现状,从单一脱磷剂和组合脱磷剂两种使用方式总结了脱磷剂的研究进展。指出了高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选工艺存在的问题,根据目前存在问题提出了未来针对高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选研究方向的建议。

关键词：矿业工程还原剂脱磷剂高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选

高磷鲕状赤铁矿氢基矿相转化强化提铁脱磷高效利用技术研究

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Journal of Central South University 2023年第12期30卷 4021-4035页

作者：丁浩源袁帅高鹏张洪浩王若枫雷顺林 School of Resources and Civil Engineering Northeastern UniversityShenyang 110819China National-local Joint Engineering Research Center of High-efficient Exploitation Technology for Refractory Iron Ore Resources Shenyang 110819China State Key Laboratory of Complex Nonferrous Metal Resources Clean Utilization Kunming 650093China

本文针对高磷鲕状赤铁矿工艺矿物学特性及其难以利用传统选矿技术进行分选的难点,创新提出氢基矿相转化−磁选−酸浸高效提铁脱磷的新技术,探明了高磷鲕状赤铁矿氢基矿相转化过程中还原温度、还原时间、还原剂浓度等对分选效果的影响规律... 详细信息

本文针对高磷鲕状赤铁矿工艺矿物学特性及其难以利用传统选矿技术进行分选的难点,创新提出氢基矿相转化−磁选−酸浸高效提铁脱磷的新技术,探明了高磷鲕状赤铁矿氢基矿相转化过程中还原温度、还原时间、还原剂浓度等对分选效果的影响规律,通过技术优化获得了铁精矿铁品位65.05%、铁总回收率81.86%、磷含量0.081%的技术指标;采用XRD、VSM、XPS、SEM等检测分析手段探明了矿物物相、磁学特性、微观结构的演变规律,查明了铁矿物转化程度与分离效果之间的匹配机制,查明了高磷鲕状赤铁矿氢基矿相转化及分选过程中铁、磷等组份的富集迁移规律。研究成果为高磷鲕状赤铁等复杂难选铁矿高效利用提供了新技术借鉴和理论支撑。

关键词：高磷鲕状赤铁矿氢基矿相转化磁学特性微观结构高效利用

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高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究

中国有色冶金 2023年第4期52卷 128-135页

作者：汪兴楠陈学刚郭亚光高永亮李东波中国恩菲工程技术有限公司北京100038

针对高磷鲕状赤铁矿现有冶炼工艺难以生产低磷铁水的问题,本文提出采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,在原料分析、热力学计算的基础上,进行了还原熔炼试验,并对还原体系进行了平衡计算,得到以下结论。矿物分析表... 详细信息

针对高磷鲕状赤铁矿现有冶炼工艺难以生产低磷铁水的问题,本文提出采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,在原料分析、热力学计算的基础上,进行了还原熔炼试验,并对还原体系进行了平衡计算,得到以下结论。矿物分析表明,该矿石具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。热力学计算表明,高磷鲕状赤铁矿在1450~1600℃温度范围内进行还原时,磷以单质磷形式还原进入金属铁相,不能以磷氧化物形式挥发;仅在CaO存在的条件下,H_(2)O及CO_(2)才与Fe_(3)P反应,使磷以Ca_(3)(PO_(4))_(2)形式进入渣中。还原熔炼试验表明,矿热炉工艺中铁水中的磷含量大于1.0%,而侧吹炉还原工艺中铁水中磷含量可降低到0.45%。平衡计算表明,随着O_(2)/CH_(4)的增加和配炭比的降低,Fe的回收率减少;生铁中w[C]随着生铁中w[P]降低而降低。该研究表明,富氧侧吹还原技术具有熔池搅拌能力强、氧势及温度可灵活控制的优势,可强化铁中除磷、渣中留磷的冶炼条件,实现含磷铁基矿物的高效、短流程冶炼。本文研究结果为富氧侧吹工艺处理高磷鲕状赤铁矿的工业应用及推广提供理论基础和工艺参数指导。

关键词：高磷鲕状赤铁矿富氧侧吹还原熔炼低磷铁水含磷铁基矿物短流程冶炼

高磷鲕状赤铁矿还原焙烧中脱磷剂CaCO_(3)作用影响因素研究

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金属矿山 2023年第3期 120-126页

作者：连宵宵孙体昌寇珏郭晓霜北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为揭示褐煤用量和焙烧温度对CaCO_(3)作用效果的影响机制,以褐煤为还原剂、CaCO_(3)为脱磷剂对国外某高磷鲕状赤铁矿进行了直接还原焙烧试验。热力学计算、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM-EDS)分析表明,Ca-CO_(3)的作用效果是其分解的CaO... 详细信息

为揭示褐煤用量和焙烧温度对CaCO_(3)作用效果的影响机制,以褐煤为还原剂、CaCO_(3)为脱磷剂对国外某高磷鲕状赤铁矿进行了直接还原焙烧试验。热力学计算、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM-EDS)分析表明,Ca-CO_(3)的作用效果是其分解的CaO和CO_(2)共同作用的效果总和。CaO的主要作用是促进铁矿物中的磷生成磷灰石并抑制磷灰石的还原,减少铁橄榄石和铁尖晶石的生成;CO_(2)可促进煤的气化反应,加快铁氧化物的还原。而褐煤用量和焙烧温度会影响CaO的反应程度,进而影响CaCO_(3)的作用效果。由于低褐煤用量和高焙烧温度时焙烧过程的熔融程度高,可促进CaO的固相反应,因此CaCO_(3)的作用效果好。试验研究发现,在CaCO_(3)用量28%、褐煤用量20%、焙烧温度1200℃时,得到的直接还原铁产品的脱磷率高达92%。

关键词：高磷鲕状赤铁矿碳酸钙褐煤用量焙烧温度脱磷效果

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高磷鲕状赤铁矿气基还原提铁降磷试验研究

高磷鲕状赤铁矿气基还原提铁降磷试验研究

作者：张甜甜西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着国内可用铁矿石资源的日益短缺及国外铁矿石进口价格的上涨,国内钢铁行业正面临着巨大的供需压力,因此对某些难选铁矿石的开发利用成为目前亟需解决的难题。作为世界公认难处理的铁矿石种类之一,鲕状赤铁矿储量丰富且分布较广,若能... 详细信息

随着国内可用铁矿石资源的日益短缺及国外铁矿石进口价格的上涨,国内钢铁行业正面临着巨大的供需压力,因此对某些难选铁矿石的开发利用成为目前亟需解决的难题。作为世界公认难处理的铁矿石种类之一,鲕状赤铁矿储量丰富且分布较广,若能实现对该矿石的有效利用可缓解我国铁矿石供需严重不平衡的局面。针对其未得到有效开发利用的现状,本试验以国外某公司提供的高磷鲕状赤铁矿为研究对象,对该矿石的化学组成、矿物组成及各矿物间的嵌布关系进行研究,并利用热力学软件Factsage 7.0对其还原过程中发生的反应进行热力学计算。通过气基还原-磁选工艺对还原温度、保温时间、碱度(配加Ca O)、H流量、还原矿粉粒度、脱磷剂种类和用量及磁选强度等试验因素对磁选后精矿铁品位、铁回收率、磷质量分数、脱磷率的影响进行讨论,通过研究得到的结论如下:(1)高磷鲕状赤铁矿的矿物学研究表明,该矿石的铁品位为46.75%,主要以赤铁矿形式存在,有害元素磷的质量分数高达0.92%,主要以氟磷灰石的形式存在于脉石矿物中。由于铁矿物与鲕绿泥石、石英等互相嵌布形成的鲕粒破坏难度较大,此外各矿物的嵌布粒度极细,因此难以对该矿石进行单体解离。(2)热力学研究表明,高磷鲕状赤铁矿在被氢气还原的过程中,氟磷灰石中的磷极易以P的形式挥发。在Ca(PO)F-Si O-AlO组成的体系中,当含磷气体分压为100Pa时,反应生成P的开始温度为1447K。此外,铁氧化物还原中生成的Fe O会与脉石中的Si O、AlO发生固相反应生成铁橄榄石、铁尖晶石等化合物,而固相反应产物会逐渐被H还原为金属铁,与挥发的P结合极易生成复杂的铁磷化合物。(3)结合还原产物的物相分析和微观结构分析可知,未添加脱磷剂时,金属铁颗粒无法聚集且与脉石矿物相互包裹,还原效果不明显。而添加脱磷剂后,铁颗粒的粒径逐渐增大并且聚集长大为小球状,总的颗粒数逐渐减少,大颗粒所占的比例不断增加,且添加组合脱磷剂的效果明显优于单一脱磷剂的效果。在脱磷剂的作用下,金属铁和脉石矿物之间出现明显界限,经过磁选工艺可实现Fe、P的分离。(4)通过气基还原-磁选的各工艺参数优化研究,确定了在还原温度1050℃、保温时间90min、碱度1.2(配加Ca O)、H流量200m L/min、还原矿粉粒度-200目、磁场强度1000Gs、脱磷剂NaSO、NaCO总用量和比例分别为16%和9:7的最佳工艺条件下,获得的精矿铁品位为81.18%、铁回收率为82.35%,磷的质量分数为0.23%、脱磷率为75%。

关键词：高磷鲕状赤铁矿 H2还原热力学计算脱磷剂提铁降磷

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高磷鲕状赤铁矿直接还原同步脱磷新脱磷剂

中南大学学报（自然科学版） 2012年第3期43卷 827-834页

作者：李永利孙体昌徐承焱刘占华北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

为开发高磷鲕状赤铁矿,采用直接还原焙烧的方法对含TFe品位为43.58%,磷含量0.83%的鄂西某宁乡式高磷鮞状赤铁矿进行系统研究。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对提铁降磷机理进行研究。研究结果表明:在配合使用NCP和新脱磷剂TS2种脱... 详细信息

为开发高磷鲕状赤铁矿,采用直接还原焙烧的方法对含TFe品位为43.58%,磷含量0.83%的鄂西某宁乡式高磷鮞状赤铁矿进行系统研究。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对提铁降磷机理进行研究。研究结果表明:在配合使用NCP和新脱磷剂TS2种脱磷剂的条件下,可以获得TFe品位为91.35%、铁回收率为85.12%、磷含量为0.081%的直接还原铁粉。原矿加入脱磷剂焙烧后,含磷矿物的物相并没有发生变化,仍以氟磷石的形式存在,通过细磨磁选实现提铁降磷。加入的脱磷剂有助于破坏鲕状结构,使金属铁颗粒与脉石颗粒的接触面变得平滑、清晰,改善高金属铁和脉石的解离条件,同时脱磷剂还能促进中间产物铁橄榄石的还原。

关键词：高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧脱磷剂磁选脱磷率

高磷鲕状赤铁矿添加脱磷剂还原焙烧脱磷机理(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012年第11期22卷 2806-2812页

作者：徐承焱孙体昌寇珏李永利莫晓兰唐利刚北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

高磷鲕状赤铁矿是一种典型的难处理铁矿石,采用常规的选矿方法难以得到较好的提铁降磷指标。采用添加脱磷剂还原焙烧,然后对焙烧产物进行两段磨矿磁选来处理此类矿石,获得了较好的选别指标。实验结果表明,铁的品位从43.65%(原矿)提高到9... 详细信息

高磷鲕状赤铁矿是一种典型的难处理铁矿石,采用常规的选矿方法难以得到较好的提铁降磷指标。采用添加脱磷剂还原焙烧,然后对焙烧产物进行两段磨矿磁选来处理此类矿石,获得了较好的选别指标。实验结果表明,铁的品位从43.65%(原矿)提高到90.23%(磁选精矿),磷含量从0.82%(原矿)降低到0.06%(磁选精矿),铁的回收率达到87%。采用XRD、SEM、EPMA等分析方法对焙烧产物进行脱磷机理研究。结果表明,在还原焙烧过程中,原矿中有20%的磷灰石生成单质磷随气体挥发,80%的磷灰石没有参与生成单质磷的反应,仍以磷灰石的物相存在于焙烧产物中,而通过磨矿磁选被脱除到尾矿中。磁选精矿中少量的磷以磷灰石的形态存在。在焙烧过程中,加入的脱磷剂与原矿中的脉石矿物(SiO2、Al2O3)反应生成铝硅酸钠,此反应部分破坏原矿的鲕状结构,充分改善焙烧产物中矿物的单体解离程度,有利于后续的磨矿磁选。

关键词：高磷鲕状赤铁矿还原焙烧脱磷脱磷剂磨矿磁选

鄂西某高磷鲕状赤铁矿煤基磁化焙烧——磁选试验研究

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金属矿山 2022年第4期51卷 90-95页

作者：韦东郭泽张鹏飞路漫漫张汉泉武钢资源集团有限公司湖北武汉430082 武汉工程大学资源与安全工程学院湖北武汉430073

鄂西高磷鲕状赤铁矿因其铁矿物嵌布关系复杂,在磁化焙烧过程中还原度难以控制,极易产生“过还原”和“欠还原”现象。通过磁化焙烧温度、焙烧时间、还原剂用量、磨矿细度条件试验,查明了高磷鲕状赤铁矿最佳煤基磁化焙烧条件。结果表明:... 详细信息

鄂西高磷鲕状赤铁矿因其铁矿物嵌布关系复杂,在磁化焙烧过程中还原度难以控制,极易产生“过还原”和“欠还原”现象。通过磁化焙烧温度、焙烧时间、还原剂用量、磨矿细度条件试验,查明了高磷鲕状赤铁矿最佳煤基磁化焙烧条件。结果表明:在焙烧温度为800℃、焙烧时间90 min、还原剂用量15%的条件下,使用磁选管进行选别,可以获得铁品位58%左右的铁精矿,铁回收率可达90%。磁选流程试验结果表明,对中矿进行再磨再选后,磁选精矿铁品位提高至59.42%,铁回收率为89.23%。研究结果为使用磁化焙烧—磁选工艺利用此类极难选铁矿提供了理论支撑和技术参考。

关键词：高磷鲕状赤铁矿磁化焙烧中矿再磨再选磁选