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本文以拜耳法生产氧化铝后产生的赤泥为研究对象,其中主要的铁、铝、硅氧化物结合的非常紧密,常规选矿方式难以实现铁与脉石矿物的分离,采用还原焙烧—磁选方式可以实现铁与非磁性物的分离。本文运用X-射线衍射、光学显微镜、化学分析等方法,讨论了不同焙烧温度和焙烧方式的还原情况。论文的主要结论如下: (1)赤泥还原焙烧—磁选分离的研究表明:通过对不同温度两种拜耳法赤泥焙烧情况的分析,发现两者的性质基本相同,化学性质稳定。赤泥经900℃焙烧120min后产生磁性,但还原产品的磁性较弱,使用常规方法难以选分,焙烧矿强度较低且基本仍以粉状形式存在。 (2)赤泥还原焙烧实验表明:伴随着还原温度的升高,还原产物磁选分离效果显著提高。当还原温度为1250℃、焙烧时间120min、磨矿细度-0.074mm占90%以上时,采用磁场强度较小的湿法磁选方式可以得到铁品位为84%的产品,基本满足实验目标。结果表明对赤泥还原焙烧时,初步确定的最佳焙烧温度为1250℃。由不同磨矿粒度(60目~200目)干法磁选效果的分析,确定了适宜的磨矿粒度为-200目占90%左右,更细的磨矿粒度对产品铁品位的提高没有作用。 (3)将赤泥内配入碳以改变焙烧方式而研究对还原的改善作用。实验表明在1250℃时,在赤泥内配入粒煤与赤泥内不配碳的方式下,焙烧矿中的金属铁晶粒有明显集聚长大的情况出现。而相同条件下,赤泥内配入煤粉还原焙烧方式没有实现金属铁晶粒的长大,从而磁选分离不彻底,因而该方法不适合实际使用。 (4)通过对不同焙烧温度还原情况的分析,得出1200~1250℃是影响复杂铁氧化物的化合物被最终还原成为金属Fe重要的温度范围。表明1250℃时固体碳的气化反应进行激烈,有利于固体C对铁橄榄石(Fe2SiO4)等复杂铁氧化物的还原,复杂铁氧化物的彻底离解使得还原剂更容易实现对铁氧化物的还原,使焙烧矿中最终有大量的金属铁出现。焙烧矿的金相分析说明1250℃时,在适合的焙烧方式下,还原产物基本上以金属铁的形式存在,金属铁晶粒出现了明显的长大情况,铁的小颗粒出现聚合现象而形成较大的不规则的块状,采用磨细—磁选的方式可以将金属铁与非磁性物较彻底地分离。 (5)通过对产品的化验分析,确定了最佳的还原焙烧温度为1250~1270℃。采用湿法磁选方式在最佳磨矿粒度选分后,可以得到铁品位84.05~91.04%、金属化率96.30~97.35%、铁回收率87.78~90.54%的产品,赤泥内不配碳与赤泥内配入粒煤焙烧方式的工艺指标基本相同。