稀有多金属混合精矿碳还原工艺与机理研究

发布时间：2023-04-19 22:57

　　稀有金属不仅在科学技术研究中扮演越来越重要的作用,越来越成为改造传统产业、发展新型产业的关键战略资源。稀土、铌、锆等已经成为不可或缺的原料,并且随着科技不断进步,对于稀有金属的消耗需求逐年增加。稀有金属成矿复杂,分布稀散,提取困难,特别是当多种混合稀有金属共伴生现象严重时,现有的选矿、冶金工艺难以提取分离出单一有价元素。本文以稀有多金属混合精矿为研究对象,提出了混合精矿碳化-氯化冶金开发新工艺,不仅可以高效综合回收有价元素,而且极大地减少了污染物。对稀有多金属混合精矿进行碳还原焙烧研究,以期通过试验,系统的研究碳还原工艺和机理,为氯化冶金提供必要的基础物理化学理论依据和必要的实验参数,最终实现新型高效的冶金提取新方法的应用。论文首先针对稀有多金属混合精矿中主要的元素矿物进行了相关热力学分析并拟合吉布斯自由能与温度的关系,结果表明:铁氧化物被还原为金属的初始温度为720℃。矿石中的脉石等矿物与FeO反应的吉布斯自由能在857℃以下为负。2567℃以上铌氧化物才会被还原。氧化铈还原为金属需要在2500℃以上温度反应。而锆石的分解温度为1676℃,反应产生ZrC和SiC相所需要的温度分别为:...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 元素的性质和应用
        1.1.1 稀土的性质和应用
        1.1.2 铌的性质和应用
        1.1.3 锆的性质和应用
    1.2 资源概况
        1.2.1 稀土资源概况
        1.2.2 铌资源概况
        1.2.3 锆资源概况
    1.3 稀有多金属矿的开发工艺研究现状
        1.3.1 选矿工艺
        1.3.2 湿法冶金工艺
        1.3.3 磁化焙烧工艺
    1.4 铌稀土共生矿的开发工艺研究现状
    1.5 选题的目的、意义及创新点
        1.5.1 目的和意义
        1.5.2 研究内容
2 实验原料及研究方法
    2.1 主要原料
        2.1.1 矿物原料
        2.1.2 还原试剂
    2.2 试验试剂及设备
        2.2.1 试验试剂
        2.2.2 试验仪器设备
    2.3 研究方法
        2.3.1 实验流程
3 混合精矿还原焙烧热力学研究
    3.1 含铁氧化物热力学分析
        3.1.1 还原反应热力学分析
        3.1.2 脉石矿物反应热力学分析
    3.2 铌氧化物热力学分析
    3.3 稀土矿物热力学分析
    3.4 锆石矿物热力学分析
    3.5 本章小结
4 低温还原焙烧试验与相转变研究
    4.1 混合精矿热分析
    4.2 还原焙烧温度的影响和物相转变研究
        4.2.1 还原焙烧温度的影响
        4.2.2 不同温度下的显微结构分析
        4.2.3 不同温度下的物相转变研究
    4.3 还原焙烧时间的影响和物相转变研究
        4.3.1 还原焙烧时间的影响
        4.3.2 不同时间下的物相转变研究
        4.3.3 不同时间下的显微结构分析
    4.4 配碳量的影响和物相转变研究
        4.4.1 配碳量的影响
        4.4.2 显微结构分析
    4.5 本章小结
5 高温深度还原试验与相转变研究
    5.1 还原制度对于锆还原程度的影响
        5.1.1 还原焙烧温度的影响
        5.1.2 配碳量的影响
    5.2 物相转变研究
    5.3 显微结构分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3794377