高磷矿脱磷组元优化及脱磷产物再利用研究

发布时间：2020-04-13 04:18

【摘要】：高磷赤铁矿如何开发利用困扰着中外学者很多年,尤其是面对现在铁矿资源紧缺的形势,加大对高磷赤铁矿的研发力度已变的更为重要。磷含量高且含磷矿物与含铁矿物相互包裹难于分离是高磷赤铁矿的主要特点,也是直接限制高磷赤铁矿被大规模开发利用的主要因素。烧结气化脱磷是通过配碳、添加脱磷剂和优化烧结工艺参数,使磷转变成稳定的含磷气体并顺利外排,达到脱磷的目的,这是一个全新的思路。本文在研究高磷赤铁矿与其它铁矿的烧结基础性能对比之上,采用Fact Sage热力学软件研究不同条件对气化脱磷的影响,并通过高温电阻炉试验对脱磷剂的成分、配比进行优化,同时设计了脱磷产物回收装置,并通过化学试验完成了脱磷产物再利用的初步研究。高磷矿粉和日本丸澳粉的同化温度较低,初始液相生成能力较强,南非矿粉的初始液相生成能力次之,巴卡矿粉的初始液相生成能力最弱。四种铁矿粉生成有效液相的能力由强到弱顺序为:日本丸澳粉氋磷矿粉南非矿粉巴卡矿粉。但氋磷矿粉有效液相形成终止温度较高,表明其形成有效液相量的温度区间跨度大,低温下难以生成足够的液相。Fact Sage热力学软件模拟表明:升高温度有利于气化脱磷,降低氧分压一定程度上有利于气化脱磷,Ar惰性气氛下有利于气化脱磷,CO还原气氛不能够促进气化脱磷;氟磷酸钙中的磷主要被还原成P_2、P_4的形式,气化脱磷需要适宜的C含量和SiO_2含量;碱性氧化物不利于气化脱磷,磷与碱性氧化物之间的亲和能力由大到小为Al_2O_3Mg OCa O,Cl_2能够促进气化脱磷。高温电阻炉试验中,在相同Si O2、Na2SO4含量的基础上,加入CaCl_2的脱磷效果要比加入CaF_2的脱磷效果好。小球烧结试验中,按质量分数Si O_22.43%、Na_2SO_41.56%、CaCl_21.46%的配比配制脱磷剂,并在配碳4%、反应温度1250℃、碱度1.2、恒温时间30min、脱磷剂加入量6.8%的条件下,使气化脱磷率达到了23.8%。设计了脱磷产物回收装置将脱磷产物进行回收再利用,并通过化学实验进行了模拟,初步得到了POCl_3。
【图文】：

图 1 2005~2014 年我国铁矿石进口量及进口铁矿石价格Fig.1 Imported iron ore quantities and price of China from the year 2005 to 201口铁矿石的数量。反观近十年进口铁矿石的平均价格，整体上属于年铁矿石价格虽有所下降，但是国内大中型钢铁企业的实现利润却格上涨带来的减利影响，这也使得我国在国际铁矿石价格形成机制的话语权[1]。钢铁产业是一个国家综合实力的象征，钢铁企业发展民经济有着不可忽视的影响，更主要的是能提升国际市场的竞争对国内复合共生矿的开发力度，缓解我国对进口铁矿石过度依赖的睫。高磷赤铁矿资源现状及其矿物特性地大物博，矿产资源丰富，但是大多数矿属于贫矿，同时共生复含铁量仅为 34%左右，，能直接入炉冶炼的铁矿储量仅占全国总

华北理工大学硕士学位论文高磷赤铁矿有很多种，其中内部结构常见的有鲕状、块状、少数呈肾状或角砾状，在这类赤铁矿中，当属鲕状赤铁矿的选矿难度大，这很大程度上与铁矿石的内部鲕状结构有关。鲕状结构是指金属矿物与脉石矿物构成的复杂共生、关系密切的鲕粒。图 2 为高磷鲕状赤铁矿在光学金相显微镜下的形貌图。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF041

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本文编号：2625574