包鋼尾礦鈮提取冶金熱力學與動力學研究.pdf

1、鈮及鈮的化合物因其高強度、高硬度、高熔點、非常穩(wěn)定等特性，在鋼鐵、航空航天、電子工業(yè)等領域得到了廣泛的應用。包頭白云鄂博礦中由于鈮礦物的多金屬共生、鈮的分散度大等特性，使得包頭鈮資源的應用一直受到限制。濕法冶金手段過程較復雜；高爐-轉爐-電爐流程長，且雜質不符合煉鋼要求。目前各種綜合利用包鋼尾礦的提鈮工藝，均有不足之處，因此有必要開發(fā)一種新的工藝來提取包鋼尾礦中的含鈮組分，并有效利用其它有價金屬成分。 本課題以包鋼尾礦為原料，以

2、氯氣為氯化劑、活性炭為還原劑，碳熱氯化分離鈮及其它金屬。通過熱力學分析了包鋼尾礦氯化反應的可行性，且氧化物的氯化能力大小為：Na2O>BaO>CaO>MnO>Fe2O3(FeCl2)>FeO(FeCl2)>Fe2O3(FeCl3)>Al2O3>Nb2O5(NbOCl3)>Nb2O5(NbCl5)>SiO2>TiO2，再根據(jù)氯化反應產物熔沸點的不同，通過冷凝與蒸餾，初步實現(xiàn)了尾礦中Nb與Fe、Si等其他元素的分離。 實驗研究了尾礦

3、的燒結、溫度、配碳量對鈮氯化的影響。尾礦在700℃氯化2h，在冷凝管壁收集到含鈮的揮發(fā)物，鈮的收集率為30％，稀土收集率為48％，鐵收集率為85％。尾礦配碳燒結作為氯化原料，在800℃下氯化2h，燒結礦的鈮氯化率高于尾礦；同樣氯化條件時，600℃、700℃未燒結礦鈮氯化率優(yōu)于燒結礦。因此，氯化鈮的最佳工藝參數(shù)為：包鋼尾礦不經(jīng)處理在700℃氯化120 min，鈮的氯化率為99.47％，鈮的收得率為30％。 用CO于1350℃還原尾