论文部分内容阅读
我国的钒钛磁铁矿资源十分丰富,仅攀西地区的钒钛磁铁矿探明储量高达98.49亿吨,约占中国钒钛磁铁矿总储量的95%。合理利用我国储量丰富的钒钛磁铁矿资源,对于促进我国经济建设具有重要意义。通过对国内外钒钛磁铁矿的研究现状分析,本论文采用了钒钛磁铁矿直接还原-磁选分离流程,使其中钒钛相与铁相分离,以实现铁、钒、钛资源高效清洁分离及综合回收利用。通过热力学与动力学计算、SEM和XRD分析实验,研究实验过程中还原剂的用量、反应温度、反应时间对还原效果的影响。通过实验研究可以得到以下结论：(1)还原温度、还原时间是影响还原产品金属铁含量、全铁含量、金属化率及金属铁颗粒大小的主要因素；实验过程中较佳的还原条件为还原温度1150℃、还原时间2.5h、还原剂添加量10%、添加剂(CaF2)的添加量0.3%。此时,还原产物中全铁含量、金属铁含量、金属化率分别为60.55%、52.05%、85.96%。(2)还原产物的磁选分离,条件为：磨矿粒度-481μm,磁场强度200mT时,磁选精矿中全铁含量达87.62%,回收率达94.64%；尾矿中V205含量达3.67%,回收率达73.68%,TiO2含量达46.06%,回收率达73.31%。实现了铁、钒、钛各组分的分离。(3)通过SEM和XRD分析表明,随着还原温度的升高、还原时间的延长,还原产品中钒和钛组分的走向基本一致,硅酸盐相中钒钛的含量随之减少；当还原温度1150℃、还原时间2.5h、还原剂添加量10%、添加剂(CaF2)的添加量0.3%时,可以使得钒钛组分大部分进入基体相中,硅主要进入硅酸盐相和杂质相中,铁主要集中在铁相,在非金属铁相中的含量很少。(4)对还原过程的动力学分析得到以下结论：钒钛磁铁矿矿精矿还原速率较为缓慢,在900℃～1150℃范围内,钒钛磁铁矿精矿的还原过程受界面化学反应控制,反应的表观活化能为55.721kJ/mol。