本文關(guān)鍵詞：海濱鈦磁鐵礦直接還原—磁選鈦鐵分離及機理研究

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【摘要】：海濱鈦磁鐵礦儲量豐富,采選成本低,但經(jīng)常規(guī)選礦方法得到的鐵精礦中Fe品位低、Ti02含量高,造成精礦煉鐵的難度大,且鈦資源不能有效回收。研究表明,煤基直接還原-磁選工藝可以分離鈦磁鐵礦中的鈦、鐵,但目前的研究存在鈦鐵分離效果差、機理不明確等問題。針對這些問題,有必要對鈦磁鐵礦直接還原-磁選工藝進行更加系統(tǒng)詳細的研究。以Fe品位51.85%、Ti02品位11.33%的印尼某海濱鈦磁鐵砂礦為研究對象,研究了采用直接還原-磁選工藝進行鈦鐵分離時煤種類及用量、添加劑種類及用量、還原時間、還原溫度對鈦鐵分離效果的影響。得到的最佳工藝條件為：最佳還原劑為煙煤A,最佳用量20%；最佳添加劑為氟化鈣,最佳用量10%；最佳還原溫度1250℃,最佳還原時間60min,焙燒產(chǎn)物經(jīng)兩段磨礦-兩段磁選得到還原鐵和含鈦產(chǎn)品。在上述條件下,可得到Fe品位91.80%、鐵回收率88.52%、Ti02含量0.46%的還原鐵和Ti02品位24.05%、Ti02回收率97.97%的含鈦產(chǎn)品。采用XRD分析、SEM-EDS能譜分析等分析手段研究了煤種和添加劑對海濱鈦磁鐵礦直接還原-磁選鈦鐵分離的作用機理。結(jié)果表明,僅添加煤時鈦鐵分離效果差的原因有兩個,一是焙燒過程中生成的鎂鐵鈦礦很難被還原；二是此時生成的金屬鐵顆粒粒度小,磨礦時很難達到單體解離。添加劑是實現(xiàn)海濱鈦磁鐵礦鈦鐵分離的關(guān)鍵。添加劑的對比研究結(jié)果表明,碳酸鈉、硫酸鈉和氟化鈣均能促進鈦鐵分離,但氟化鈣效果最好。碳酸鈉、硫酸鈉和氟化鈣均可促進鎂鐵鈦礦還原,并促進金屬鐵顆粒的聚集長大,從而促進鈦鐵分離。其中,碳酸鈉、硫酸鈉可以促進低熔點霞石的生成,降低體系的熔點,硫酸鈉還可以形成低熔點的FeS-Fe固溶體,降低金屬顆粒的表面張力和熔點,從而促進金屬鐵顆粒的聚集長大；氟化鈣則通過降低固相反應(yīng)體系的熔點,促進金屬鐵顆粒的聚集長大。
【關(guān)鍵詞】：海濱鈦磁鐵礦 直接還原-磁選 鈦鐵分離 還原劑 氟化鈣
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD951
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-13
• 2 文獻綜述13-38
• 2.1 海濱砂礦資源概述13-16
• 2.1.1 海濱砂礦儲量及分布13-14
• 2.1.2 海濱砂礦成因及地質(zhì)特征14-15
• 2.1.3 海濱砂礦利用現(xiàn)狀15-16
• 2.2 鈦磁鐵礦資源概述16-20
• 2.2.1 鈦與鐵的性質(zhì)及用途16-17
• 2.2.2 鈦磁鐵礦特點及應(yīng)用17
• 2.2.3 鈦磁鐵礦的分布及成因17-20
• 2.2.4 海濱鈦磁鐵礦概況20
• 2.3 海濱鈦磁鐵礦采選工藝及利用現(xiàn)狀20-29
• 2.3.1 海濱鈦磁鐵礦采礦工藝20-22
• 2.3.2 海濱鈦磁鐵礦選礦工藝22-28
• 2.3.3 海濱鈦磁鐵礦利用存在問題28-29
• 2.4 鈦磁鐵礦直接還原-磁選工藝及機理研究現(xiàn)狀29-37
• 2.4.1 直接還原概述29-30
• 2.4.2 直接還原研究現(xiàn)狀30-32
• 2.4.3 鈦磁鐵礦還原歷程研究現(xiàn)狀32-34
• 2.4.4 鈦磁鐵礦直接還原-磁選研究現(xiàn)狀34-37
• 2.5 小結(jié)37-38
• 3 研究內(nèi)容與研究方法38-43
• 3.1 研究目標(biāo)38
• 3.2 研究技術(shù)路線38-39
• 3.3 研究內(nèi)容39-40
• 3.3.1 直接還原-磁選工藝試驗研究39-40
• 3.3.2 直接還原鈦鐵分離機理研究40
• 3.4 研究方法40-43
• 3.4.1 試驗流程40-41
• 3.4.2 機理分析研究41-42
• 3.4.3 實驗室設(shè)備42-43
• 4 原料性質(zhì)研究43-48
• 4.1 原礦性質(zhì)43-46
• 4.1.1 原礦化學(xué)組成分析43
• 4.1.2 原礦礦物組成分析43-44
• 4.1.3 原礦粒度組成分析44-45
• 4.1.4 原礦微觀結(jié)構(gòu)分析45-46
• 4.2 還原劑性質(zhì)46-47
• 4.3 小結(jié)47-48
• 5 煤的種類對直接還原-磁選鈦鐵分離的影響研究48-73
• 5.1 煤種對直接還原-磁選鈦鐵分離工藝的影響48-53
• 5.1.1 煙煤A對鈦鐵分離的影響48-49
• 5.1.2 煙煤B對鈦鐵分離的影響49-50
• 5.1.3 無煙煤對鈦鐵分離的影響50-51
• 5.1.4 煤種類對鈦鐵分離的影響比較51-53
• 5.2 煤種對直接還原鈦鐵分離的影響機理53-60
• 5.2.1 不同煤種及用量對焙燒產(chǎn)物礦物組成的影響53-56
• 5.2.2 不同煤種及用量對焙燒產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)的影響56-60
• 5.3 還原時間和溫度對直接還原-磁選鈦鐵分離工藝的影響60-64
• 5.3.1 還原時間對鈦鐵分離的影響61-62
• 5.3.2 還原溫度對鈦鐵分離的影響62-64
• 5.4 還原時間和溫度對直接還原鈦鐵分離的影響機理64-68
• 5.4.1 還原時間對鈦鐵分離的影響機理64-65
• 5.4.2 還原溫度對鈦鐵分離的影響機理65-68
• 5.5 細磨對鈦鐵分離的影響及機理68-71
• 5.5.1 細磨對鈦鐵分離的影響68-70
• 5.5.2 細磨對鈦鐵分離的影響機理70-71
• 5.6 小結(jié)71-73
• 6 添加劑對直接還原-磁選鈦鐵分離的影響研究73-99
• 6.1 添加劑對直接還原-磁選鈦鐵分離工藝的影響73-78
• 6.1.1 碳酸鈉對鈦鐵分離的影響73-74
• 6.1.2 硫酸鈉對鈦鐵分離的影響74-75
• 6.1.3 氟化鈣對鈦鐵分離的影響75-76
• 6.1.4 添加劑種類對鈦鐵分離的影響比較76-78
• 6.2 添加劑對直接還原鈦鐵分離的影響機理78-91
• 6.2.1 碳酸鈉對鈦鐵分離的影響機理78-82
• 6.2.2 硫酸鈉對鈦鐵分離的影響機理82-86
• 6.2.3 氟化鈣對鈦鐵分離的影響機理86-91
• 6.3 磨礦細度對鈦鐵分離的影響91-93
• 6.3.1 一段磨礦細度對鈦鐵分離的影響91-92
• 6.3.2 二段磨礦細度對鈦鐵分離的影響92-93
• 6.4 最佳工藝流程及產(chǎn)品檢查93-97
• 6.4.1 最佳工藝流程93-95
• 6.4.2 產(chǎn)品檢查95-97
• 6.5 小結(jié)97-99
• 7 減少焙燒產(chǎn)物中含鈦礦物種類的探索研究99-108
• 7.1 還原溫度對焙燒產(chǎn)物中含鈦礦物種類的影響99-102
• 7.2 氧化鎂對焙燒產(chǎn)物中含鈦礦物種類的影響102-107
• 7.2.1 氧化鎂對含鈦礦物種類的影響102-103
• 7.2.2 弱磁選精礦焙燒時氧化鎂對含鈦礦物種類的影響103-107
• 7.3 小結(jié)107-108
• 8 結(jié)論108-111
• 參考文獻111-121
• 作者簡歷及在學(xué)研究成果121-125
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集125

【相似文獻】

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本文編號：823291