熔融改質(zhì)鎳渣中磁鐵礦相結(jié)晶行為的研究.pdf

1、鎳渣是鎳冶煉過(guò)程排放的一種工業(yè)廢渣，含有鐵、鎳、鈷、銅等多種有價(jià)金屬。為了實(shí)現(xiàn)鎳渣中鐵資源的高效回收再利用，本課題以金川公司閃速爐水淬鎳渣為研究對(duì)象，采用熔融改質(zhì)氧化的方法，通過(guò)加入氧化鈣對(duì)鎳渣進(jìn)行改質(zhì)，通入空氣進(jìn)行弱氧化，控制降溫及保溫條件，使得鎳渣中鐵組元以磁鐵礦相的形式析出，然后通過(guò)磁選將磁性物質(zhì)與非磁性物質(zhì)分離。本文研究了鎳渣堿度、冷卻速率、保溫時(shí)間及保溫溫度對(duì)熔渣性能變化以及磁鐵礦相晶體形貌的影響規(guī)律，建立了磁鐵礦相析晶動(dòng)力學(xué)

2、模型，探索熔融改質(zhì)鎳渣中磁鐵礦相的析出長(zhǎng)大的行為。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)對(duì)鎳渣的成分及物相進(jìn)行分析得知，F(xiàn)e含量約為39.91%，同時(shí)含有少量的 Ni、Co、Cu等有價(jià)金屬。其中的主要物相為板條狀的鐵橄欖石相（Fe2SiO4）及鐵鎂橄欖石相[(Fe, Mg)SiO4]。通過(guò)熔融改質(zhì)氧化的方法可以實(shí)現(xiàn)鎳渣中的鐵以磁鐵礦相（Fe3O4）的形式富集，且發(fā)現(xiàn)渣中的 Ni、Co、Cu元素同時(shí)富集于磁鐵礦相中。⑵通過(guò)加入改質(zhì)劑氧化鈣

3、（CaO），研究了堿度對(duì)熔融改質(zhì)鎳渣中磁鐵礦相析出與長(zhǎng)大過(guò)程的影響規(guī)律。結(jié)果表明：適宜的堿度有利于磁鐵礦相的析出長(zhǎng)大，當(dāng)堿度為0.6時(shí)，渣中的主要物相為磁鐵礦相，呈不規(guī)則的顆粒狀，分布較為均勻，且結(jié)晶量最大，可達(dá)到36.3%。⑶研究溫控制度對(duì)磁鐵礦相析出與長(zhǎng)大過(guò)程的影響。結(jié)果表明：隨著冷卻速率的減小，氧化渣樣中的物相組成沒(méi)有明顯變化，但磁鐵礦相的晶粒尺寸和結(jié)晶量都明顯增大，且晶體發(fā)育完整，晶界清晰，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)效率，冷卻速率在3~5℃/

4、min較為適宜。保溫過(guò)程對(duì)磁鐵礦相析出長(zhǎng)大過(guò)程影響顯著，隨著保溫時(shí)間的增長(zhǎng)，熔渣長(zhǎng)時(shí)間處于磁鐵礦相的結(jié)晶溫度范圍內(nèi)，使磁鐵礦相有充分的時(shí)間析出長(zhǎng)大，保溫20min時(shí)，熔渣中磁鐵礦相充分析出；隨著保溫溫度的降低，磁鐵礦相的結(jié)晶量逐漸增大，說(shuō)明適宜的過(guò)冷度有利于磁鐵礦相的析出，溫度為1350℃時(shí)，磁鐵礦相析出效果較好；在1350~1400℃，磁鐵礦相等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程可近似用JMAK經(jīng)驗(yàn)方程描述，并通過(guò)方程可求得晶體生長(zhǎng)指數(shù)n≈0.5，析晶