【摘 要】
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白云鄂博矿中含有含氟矿物,在常规冶炼过程中会以气态Si F4、HF以及含氟粉尘的形态逸出,造成空气污染。为降低冶炼过程中气态氟化物的排放,同时制备高品位铁精矿,本文以白云鄂博矿为原料,采用“微波固氟焙烧-碳热还原”工艺,通过XRD、SEM-EDS、FTIR、紫外分光光度计以及化学检测等手段研究了“微波固氟-碳热还原”工艺,并对微波固氟过程进行反应动力学计算,同时采用红外光谱拟合分析法定量分析了钠剂
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白云鄂博矿中含有含氟矿物,在常规冶炼过程中会以气态Si F4、HF以及含氟粉尘的形态逸出,造成空气污染。为降低冶炼过程中气态氟化物的排放,同时制备高品位铁精矿,本文以白云鄂博矿为原料,采用“微波固氟焙烧-碳热还原”工艺,通过XRD、SEM-EDS、FTIR、紫外分光光度计以及化学检测等手段研究了“微波固氟-碳热还原”工艺,并对微波固氟过程进行反应动力学计算,同时采用红外光谱拟合分析法定量分析了钠剂固氟以及碳热还原效果。白云鄂博矿微波固氟焙烧试验结果表明,在焙烧973.1K、钠剂占比40%、保温时间60min时,Na HCO3的微波固氟效果最好,固氟率最高,为83.49%。根据二阶导光谱法定量法计算发现,在973.1K下的氟化物官能团有稳定的吸收峰;在773K-1073K内,固氟过程符合Avrami-Erofeev动力学模型:[-ln（1-）]~3=6),反应机理属于随机成核及随后生长的化学反应控制,表观活化能为58.19 KJ/mol。基于白云鄂博矿固氟焙烧试验基础上,同时考虑实现其中赤铁矿的碳热还原,开发了“微波固氟-碳热还原”工艺。正交试验和单因素试验结果显示,在焙烧温度913.15K、配碳比4%、钠剂占比10%、保温时间50min的条件下,微波固氟率最高,为64.9%;焙烧矿磁选后,精矿铁品位为66.24%、回收率达82.4%。而由红外光谱的检测及平滑拟合光谱计算可知,相对于焙烧温度773.1K,在873.1K、913.1K、1073.1K温度下的焙烧矿,其O-Fe键的伸缩振动峰在波数551 cm-1处的红外二阶导吸收峰峰面积分别减少了24.34%、48.22%、56.24%,说明随着焙烧温度的升高,Fe2O3逐渐被还原为Fe3O4;同时,相对于焙烧温度773.1K,在873.1K、913.1K的固氟产物Na F伸缩振动峰在波数473 cm-1处的红外二阶导吸收峰峰面积分增加了109.27%、120.16%,而在1073.1K下的振动峰产生了红移变化,说明随着焙烧温度的升高,焙烧矿中Na F增加,固氟率提升,温度高于1073.1K时,固氟产物开始分解。试验最终获得高品位铁精矿,同时阐明了微波固氟动力学机理,开发了白云鄂博铁矿高效回收短流程工艺,具有实际应用价值。
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