鐵鋁共生礦熔分還原過(guò)程礦相轉(zhuǎn)變行為研究.pdf

1、我國(guó)鐵鋁共生資源儲(chǔ)量巨大，但其鐵鋁品位達(dá)不到煉鐵和生產(chǎn)氧化鋁所需的礦石品位，因此只有綜合提取鐵、鋁等有價(jià)元素才具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這也是解決我國(guó)鐵鋁資源匱乏問(wèn)題的途徑之一。本文基于“轉(zhuǎn)底爐還原-鋁酸鈣渣鐵高溫熔化分離-鋁酸鈣渣提取氧化鋁”工藝，以廣西貴港鐵鋁共生礦、煤、分析純CaCO3為原料，系統(tǒng)研究了配鈣量、配煤量、熔分溫度、熔分時(shí)間和A/S等條件對(duì)熔分還原過(guò)程鐵鋁礦相的形成、轉(zhuǎn)變以及鋁酸鈣渣浸出性能和自粉性能的影響規(guī)律，并研究了預(yù)還

2、原階段的配鈣量和配煤量對(duì)熔分還原礦相轉(zhuǎn)變和渣中FeO含量的影響規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:
　　在相同的熔分還原C/A（扣除與SiO2結(jié)合成2CaO·SiO2的CaO后，剩余CaO與Al2O3的摩爾比）條件下，預(yù)還原C/A對(duì)熔分還原鋁酸鈣渣物相組成有一定影響，2CaO·Al2O3·SiO2與CaO的轉(zhuǎn)熔反應(yīng)起主要作用。預(yù)還原C/A=0.4時(shí)，熔分還原鋁酸鈣渣中出現(xiàn)CaO·Al2O3，12CaO·7Al2O3含量為15％左右，隨著預(yù)還原

3、C/A的提高，鋁酸鈣渣中CaO·Al2O3消失，12CaO·7Al2O3含量提高并穩(wěn)定在20％左右;2CaO·SiO2和2CaO·Al2O3·SiO2含量隨預(yù)還原C/A的提高均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。為使鋁酸鈣渣中含鋁物相主要以12CaO·7Al2O3形式存在，預(yù)還原C/A應(yīng)達(dá)到0.6以上。
　　在相同熔分還原C/O（C原子與鐵氧化物中氧原子的摩爾比）條件下，預(yù)還原C/O從0.5升高至1.6時(shí)，鐵氧化物還原效果變好，預(yù)還原球團(tuán)Fe

4、O含量從9.7％降低至7.09％。FeO含量過(guò)低，渣相溶化性溫度和粘度升高，不利于固體碳還原FeO，終還原效果變差;FeO含量過(guò)高，終還原負(fù)擔(dān)增大。當(dāng)預(yù)還原C/O為0.8時(shí)，終還原鋁酸鈣渣中FeO含量最低。
　　熔分還原C/A在1.4～1.8范圍內(nèi)，隨著C/A的提高，在CaO-Al2O3-SiO2三元相圖上，2CaO·SiO2與組分點(diǎn)的連線遠(yuǎn)離2CaO·Al2O3·SiO2成分點(diǎn)并且更接近12CaO·7Al2O3成分點(diǎn)，渣中2Ca

5、O·Al2O3·SiO2含量持續(xù)降低，12CaO·7Al2O3含量升高且在C/A=1.7時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)提高C/A，12CaO·7Al2O3向3CaO·Al2O3轉(zhuǎn)化，其含量略微下降，并且12CaO·7Al2O3的晶格常數(shù)呈先減小后變大的趨勢(shì);鐵氧化物的還原變差，渣中殘留FeO增多提高;β-2CaO·SiO2向γ-2CAO·SiO2轉(zhuǎn)化率提高，但原因尚不明確。
　　C/O對(duì)鋁酸鈣渣礦相轉(zhuǎn)變影響不大。當(dāng)C/O在0.6～1.2范圍內(nèi)

6、，C/O的提高使渣相粘度增大，鐵相聚集效果變差，C/O為1.2時(shí)，鐵相分散為多個(gè)小鐵珠，渣中殘留FeO增多，鋁酸鈣渣氧化鋁浸出效果變差。
　　熔分溫度從1450℃高至1600℃時(shí)，12CaO·7Al2O3含量逐漸降低直至消失，3CaO·Al2O3逐漸生成，鋁酸鈣渣氧化鋁浸出性能變差。熔分溫度為1450℃時(shí)，鐵相以海綿鐵形態(tài)聚集，提高熔分溫度后，鐵相聚集為大鐵珠。在1500℃以上，提高熔分溫度會(huì)使得渣中FeO殘留量降低。
　　

7、保溫時(shí)間從15min延長(zhǎng)至60min時(shí)，鋁酸鈣渣物相組成基本相似，2CaO·Al2O3·SiO2的轉(zhuǎn)熔反應(yīng)進(jìn)行更充分，其含量略微降低，12CaO·7Al2O3晶格常數(shù)逐漸變小;渣中FeO還原反應(yīng)未達(dá)平衡，其含量隨時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)降低，且在30mm～45min之間FeO的還原速率最快。
　　A/S為1.9～2.2時(shí)，鋁酸鈣渣中有大量2CaO·SiO2生成，自粉效果良好，自粉率均在98％以上;繼續(xù)提高A/S，SiO2含量降低，2CaO·