鮞狀赤鐵礦制備納米鐵粉的研究.pdf

1、本文以貴州鮞狀赤鐵礦為對(duì)象，在充分分析礦物的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝礦物學(xué)特征的基礎(chǔ)上，以煤粉為還原劑，采用直接還原-浸出-液相還原法的工藝流程制備納米鐵粉(nZVI)。分別用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)探究影響鮞狀赤鐵礦制備納米鐵粉的工藝因素。具體結(jié)論如下:
　　本文礦樣是典型高磷高鋁低硫鮞狀赤鐵礦，鐵品位為40.45％、磷品位為0.45％、Al2O3含量為11.16％、硫品位為0.057％;含鐵礦物較為復(fù)雜，主要有赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦;赤

2、鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦與粉狀脈石礦物共同組成鮞粒，鮞核多由白云質(zhì)碳酸鹽礦物及石英砂屑組成。該礦用來加工冶金用鐵精礦，分選提純的工藝及技術(shù)都受限。
　　鮞狀赤鐵礦原礦在硫酸濃度20％、液固比10∶1、浸出時(shí)間30min、浸出溫度25℃時(shí)浸出，鐵浸出率為5.34％;相同浸出條件下磁化焙燒磁選精礦的鐵浸出率為8.35％;而相同浸出條件下直接還原磁選精礦的鐵浸出率為80.45％，顯然選用直接還原工藝處理該礦樣更有利。
　　直接還原焙燒

3、工藝條件試驗(yàn)表明:焙燒溫度在1000-1100℃之間，焙燒時(shí)間在60-150min之間，碳氧比在0.7-1.6之間時(shí)，三種因素對(duì)直接還原磁選精礦鐵回收率的影響相互獨(dú)立，并且無明顯交互作用，從大到小依次為焙燒溫度、碳氧比、焙燒時(shí)間。本研究選取最佳條件為:碳氧比為1.3、焙燒溫度為1100℃、焙燒時(shí)間為120min。磁選精礦的鐵回收率為75.22％。XRD衍射圖譜顯示未被還原的鐵元素主要賦存于鐵鋁尖晶石和(FeO)2SiO2。
　　直

4、接還原磁選精礦的浸出工藝條件試驗(yàn)表明:硫酸濃度、液固比、浸出時(shí)間是影響鐵浸出率的主要因素，攪拌速度、精礦細(xì)度、浸出溫度是影響鐵浸出率的次要因素。當(dāng)浸出時(shí)間10-40min、硫酸濃度8-20％、液固比6∶1-15∶1時(shí)，三種因素對(duì)浸出率影響強(qiáng)弱依次為硫酸濃度、液固比、浸出時(shí)間。本文選擇硫酸濃度20％、浸出時(shí)間30min、液固比12∶1ml/g、攪拌速度200r/min、浸出溫度20℃為最佳條件，相應(yīng)的鐵浸出率為81.83％。直接還原時(shí)生成

5、的鐵尖晶石導(dǎo)致鐵浸出率偏低。
　　液相還原法制備納米鐵粉試驗(yàn)表明:用NaOH溶液調(diào)節(jié)浸出液pH值至5.00，過濾除雜，浸出液中Al和Si的去除率分別為95.67％，93.24％。除雜后的濾液稀釋到Fe2+濃度為002mol/L，同時(shí)加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)粉狀固體，使PVP濃度為10mg/ml;配制0.02mol/L的KBH4溶液，同樣添加PVP固體使其濃度為10mg/ml，將還原劑KBH4溶液倒入相同體積的Fe2+溶液制備納