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我国含锡铁矿资源较为丰富,集中分布于广东、内蒙古、湖南、广西、云南等省区。内蒙古含锡铁矿中的主要矿物为磁铁矿,伴生矿物锡石常以单体细粒状或微细粒包裹体与磁铁矿紧密共生,导致采用常规的物理选矿方法难以实现锡铁的高效分离。中南大学研究开发了含锡铁精矿球团链篦机-回转窑弱还原焙烧工艺,较好地实现了锡铁的分离。本文针对含锡铁精矿球团链篦机-回转窑弱还原焙烧锡铁分离工艺,进行了含锡铁精矿还原焙烧的基础理论研究,包括:二氧化锡的还原历程和含锡铁精矿还原焙烧锡铁分离行为。SnO2还原机理的研究表明:SnO2的还原反应历程与还原温度及气氛密切相关。在975℃-1100℃之间,根据气相(CO+CO2)中CO的含量不同将SnO2还原反应历程分为以下三类:(1) SnO2+CO=SnO(g)+CO2在一定温度下,当CO含量低于某一特定值时,SnO2仅被还原到SnO(g)并挥发,而不会被进一步还原到金属锡。当975℃≤T≤1050℃时,CO含量特定值为16.25%;当1050℃<T≤1100℃时,CO含量特定值为15%。(2) SnO2+2CO=Sn(1)+2CO2和Sn(1)+SnO2=2SnO(g)在一定温度下,当CO含量高于某一特定值时,SnO2被直接还原到金属Sn,同时伴随有一定程度的Sn(1)+SnO2=2SnO(g)反应。随着温度升高,CO含量的特定值呈上升的趋势,从975℃时的45%升至1100℃时的60%。(3) SnO2+CO=SnO(g)+CO2, SnO2+2CO=Sn(1)+2CO2和Sn(1)+ SnO2=2SnO(g)在一定温度下,当CO含量高于第一类中的特定值,而低于第二类中的特定值时,SnO2的还原过程包括了以上三个反应,但是特定条件下三个反应的主次不同。SnO2还原生成SnO的反应动力学研究表明:该反应的活化能随着CO含量的增加而显著降低,由CO 10.0%时的328.79kJ/mol降至CO 12.5%时的248.13kJ/mol。该反应与无固体产物层的收缩无孔隙固体模型较为符合,且反应受界面化学反应控制。含锡铁精矿球团还原焙烧锡铁分离研究表明:随着CO含量增加锡铁分离效果先增强后减弱,当CO含量为50%时,球团中锡的挥发率相对最高。含锡铁精矿预热球团还原焙烧锡铁分离效果明显弱于未预热球团的锡铁分离效果。采用光学显微镜、SEM和EDS对含锡铁精矿球团还原焙烧产物进行研究。结果表明,减少还原过程中Fe-Sn合金或金属锡的生成是提高锡铁分离效果的关键。含锡铁精矿粉末还原焙烧锡铁分离研究表明:温度为1075℃时,当CO含量为22.5%-40%,时间≥30min时,还原焙烧能获得良好的锡铁分离效果,锡的挥发率大于98.9%,还原产物中残余锡含量小于0.01%。