文档介绍：答辩委员会主席望爨论文答辩日期堂茫豪迹后博士学位论文基于还原法的高铝铁矿石铝铁分离基础及新工艺研究作者姓名:刘牡丹学科专业:钢铁冶金学院怠⑺:资源加工与生物工程学院指导教师:邱冠周教授姜涛教授中南大学分类号——年密级
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塞:日期:壹竺年』月旦日期:—亟旦午—隆耆学位论文版权使用授权书原创性声明腨帆眦你叭仆本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
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摘要均优先与钠盐反应生成铝硅酸钠,舢蛃隢J挤从Φ淖畹本研究为国家自然科学基金委国家杰出青年科学基金“矿物工程与物质分离科学”项目己牛资助课题。高铝铁矿是一类典型的难处理矿石,采用常规选矿工艺难以有效实现铝铁分离。为实现高铝铁矿资源的综合利用,本文以印尼某铁矿石为对象,系统研究了其物理化学特性及工艺矿物学特征;在探索试验基础上,针对该资源铁铝嵌布紧密的特点,研究了钠化还原焙烧过程中铁、铝、硅氧化物的热力学行为及条件;采用纯物质为原料进一步研究了钠化还原过程中铁、铝、硅氧化物的反应历程,建立了铁、铝、硅组分分离行为基础;通过深入研究焙烧球团的微观结构、还原气氛下钠盐的熔融特性及在钠盐存在条件下铁氧化物还原动力学,揭示了钠化还原焙烧过程中铁、铝、硅矿物分离的微观机制,阐明了不同钠盐对铝铁分离的作用机理,在此基础上开发了基于还原法的铝铁分离新工艺,形成高铝铁矿石铝铁分离技术原型。⒃衔锘阅苎芯试验所用原料铁品位为.%,蚐糠直鹞.%、ァ铁矿物以赤铁矿和针铁矿为主;脉石矿物主要是三水铝石、石英及硅酸盐类粘土矿物。原矿中占总铝含量.%的铝以类质同像形式存在于铁矿物中,硅酸盐矿物与铁矿物交生镶嵌,形成矿石内部铁、铝、硅矿物复杂的嵌布关系,采用常规选矿方法难以有效脱除铁矿中的蚐⑷。还原过程中三者之间将发生固相反应,生成铁橄榄石、及9烫逄蓟乖璅·目J嘉露任,添加硫酸钠后开始还原温度为砑犹妓崮坪罂J蓟乖露任。趸障翧、很难与硫酸钠自发反应,还原气氛下温度为,与开始反应的最低温度为。同时,添加硫酸钠还原时,癗茏苑⑸桑琋换乖猄的最低温度为。莞鞣从笮】芍#时,碳酸钠存在的还原体系各物质生成的优先顺序为:··;硫酸钠存在的还原体系各物质生成的优先顺序为:······。
和为主,时,铁的物相以和为主。触肓⒋课镏侍逑祷乖荷展讨懈髯榉治锵啾浠芯贔一甋体系,一保奈锵辔狥畑蚇℃媸保奈锵辔狥蚇时铁的物相为蚇时铁的物相为和..。、,时,铁的物相为、虵;保奈锵辔狥階在时反应生成,同时铝硅酸钠开始大量生成。℃时,铁的物相有、、;媸碧奈锵嘤蠪、和℃时铁的物相为和.;妗玪媸碧奈锵嗍荈和:℃铁的物相为·和时与铁、钠反应生成.,,时,铁的物相以、酸钠在媸笨J挤从ι陕了崮啤⒒乖荷展讨刑⒙痢⒐杩笪锓掷氲奈⒐刍蒲芯锵嘌芯勘砻鳎呗撂笫惶砑幽蒲位乖荷眨趸锊糠直换原成无磁性的瓼岩酝ü叛』厥眨惶砑幽蒲魏螅趸锏幕乖玫礁纳疲脉石矿物肽蒲畏⑸从ι陕凉杷崮啤乖蛲畔晕⒔峁寡芯勘砻鳎惶砑幽蒲位乖蟛糠痔笪镉肼痢硅矿物结合紧密;碳酸钠能促进铁氧化物的还原,但是铁晶粒数目多、粒度小,与脉石矿物铝硅酸钠结合较紧密;添加硫酸钠还原,铁晶粒与脉石矿物界限分明;硼砂能促进铁晶粒沿边界析出连接长大,使得铁晶粒间相互连接成一个整体。乖漳蒲稳廴谛灾恃芯勘砻鳎蛩崮拼嬖诘幕乖逑到律蒘、、任镏剩诰植啃纬梢合啵L胱拥睦┥⑻峁┩ǖ馈6妓崮拼嬖的还原体系,铁离子的迁移只能通过固相扩散进行,迁移阻力较大,因此铁晶粒与脉石矿物的界限不及添加硫酸钠时分明。蛩崮坪吞妓崮凭芟灾岣咛笫幕乖俾剩诨乖跗冢砑碳酸钠还原速率较硫酸钠要慢。因此,碳酸钠存在的还原体系,在还原初期,一方面,铁氧化物的还原速度较硫酸钠慢,另一方面,碳酸钠与铝、硅矿物反应温度低,速度快,铝硅酸钠的快速生成成为铁离子迁移的壁垒,铁离子扩散的势垒增大,不利于铁晶粒长大及其与脉石矿物的分离。⒏呗撂笫苹乖撂掷胄鹿ひ昭芯Ⅱ
关键词:铁矿石,铝,还原焙烧,钠盐,铝铁分离苹乖タ蟠叛」ひ漳苡行迪致撂掷