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本文针对不锈钢现场渣进行了改性处理、磁性分离与富铬相合成实验研究,在确定不锈钢渣的物化性能及铬元素赋存状态的基础上,通过添加H3BO3对不锈钢现场渣进行改性处理,在实验的基础上确定合适的温度制度及改性剂添加量,并对改性后的现场渣进行富铬相的分离实验,之后通过纯化学试剂合成富铬相,探讨密度与磁性变化规律,从而为不锈钢中富铬相的分选提供技术与理论方面的支持。(1)采用的不锈钢渣现场渣进行基础物化检测,结果认为:主要的成分有CaO、MgO、SiO2、Fe2O3、Cr2O3,其中Cr2O3的质量分数为13.76%,主要矿相为:硅酸二钙(2CaO·SiO2,C2S),镁硅钙石(Ca3Mg(SiO4)2,C3MS2),尖晶石[(Fe,Mg)(Cr,Fe)2O4]以及基质玻璃相,其中铬元素主要分布在:尖晶石相(Cr2O3,56.20wt%)和基质相(Cr2O3,2.47wt%)中。(2)H3BO3对不锈钢现场渣的改性及生长行为实验,分析认为:H3BO3引入未改变渣的矿相组成,明显提高渣中铬的富集度和富铬相的生长;当添加量为0.5%时,富铬相Mg(Cr,Fe)2O4中Cr2O3的量为49.70wt%,铬富集度为87.11%,随着H3BO3添加量的继续提高,铬元素的富集度逐渐下降,另外,当保温时间为5min时,尖晶石相的尺寸大小为22.18μm,保温时间延长至180min时,目标尺寸增大为35.63μm,尖晶石相的生长行为符合Ostwald熟化理论及JMAK模型。(3)不锈钢现场渣中富铬相的分离实验:设定外加磁场强度为0.35T,磁选时间60min条件下,磁选所得磁性部分所占比重为38.09%,非磁性部分为61.91%;当矿渣的平均粒度在29.460μm,两者之间并没有完全解离,根据矿相显微镜所统计的实验结果也证明了各相相互镶嵌,XRF检测数据表明:磁性部分与非磁性部分的化学成分相差不大,主要由于矿物的磁性和磁选的磁场强度所造成的。(4)富铬相的合成与磁性检测:根据上述析出富铬相的组成,采用MgO、Al2O3、Fe2O3及Cr2O3(外加4%B2O3作为助熔剂)化学试剂进行配料、压制成型、高温烧成;XRD分析认为:主晶相为尖晶石相;磁性检测结果认为:当Fe2O3的添加量为20%时,Ms仅为0.6081emu/g,磁性能较弱,表现为无磁性或非常弱的顺磁性。改变烧成气氛试验,所合成尖晶石的磁性发生了非常显著地改善,Ms增大至24.854emu/g。推测气氛使Fe3+部分被还原Fe2+或Fe,磁性显著增强;外加10%FeSO427H2O引入Fe2+,发现饱和磁化强度Ms增大至28.120emu/g,为后续分离提供技术支持,合成的尖晶石中多价离子(Fe3+/Fe2+、Cr3+/Cr2+)的含量有待进一步检测,需要进一步优化还原气氛,最终不锈钢渣中含铬相的分离仍需大量实验。