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本文基于白云鄂博矿中磷的赋存状态研究,围绕含磷矿物周围的脉石矿物组成,选择合适的添加剂类型进行了系统的研究,并重点深入地研究了预还原烧结工艺参数对脱磷的影响,为有效利用中高磷铁矿提供新的方法。 白云鄂博矿中含磷矿物主要以磷灰石(占总磷量的64.44%)和独居石(占总磷量的35.56%)形式存在,同时,含磷矿物、铁矿物及脉石矿物紧密共生,且含磷矿物与脉石矿物呈嵌布包裹状态。本文选取Na2CO3和Na2SO4纯试剂作为添加剂,重点研究了不同添加剂用量对含磷矿物与脉石矿物有效分离的影响,其结果表明,生成的低熔点化合物NaAlSiO4,能使含磷矿与脉石矿物发生分离;在微观结构上观察发现,分别添加5%和8%的Na2CO3和Na2SO4时,使含磷矿物与脉石矿物实现有效分离;另外,由于选取Na2SO4作为添加剂,使矿中易形成FeS及有害气体SO2。综上所述,选取5%Na2CO3纯试剂作为含磷矿物与脉石矿物有效分离的添加剂。 利用热力学软件FactSage、XRD及SEM-EDS分析手段系统研究了预还原烧结工艺中配碳量、焙烧温度及碱度等参数对脱磷的影响,结果表明,随着配碳量由5%增加到25%,气化脱磷率由9.76%升高到30.82%,但配碳量增加到15%以上,气化脱磷率增加趋势变缓;在热力学上,配碳量升高会促进含磷矿物的还原,但生成的磷气体易与金属铁结合形成Fe-P化合物,从而使气化脱磷增加缓慢。当焙烧温度由950℃升高到1050℃和1150℃时,气化脱磷率先由16.80%增加到25.23%,然后下降为10.58%,高温下具有良好热力学和动力学条件,使还原生成的磷气体与金属铁大量结合,导致气化脱磷率降低。当碱度由0.5增大到1.7时,气化脱磷率由31.61%下降为28.25%,之后略有升高;经热力学分析SiO2可促进磷灰石的还原,另外,SiO2也可抑制FeO还原,减少金属铁与磷气体的结合。而随着碱度增大,渣量会相应增多,且渣中易形成高熔点Ca4Si2O7(F,OH)2化合物,使渣的流动性变差,不利于磷气体的扩散排出。 本文系统地研究了预还原烧结工艺中配碳量、焙烧温度及碱度等对脱磷的影响,得出了最佳预还原烧结脱磷工艺参数:配碳量15%,焙烧温度1050℃,碱度0.5;在此条件下,气化脱磷率最高可达到31.61%。同时揭示出了预还原烧结脱磷的机理,为白云鄂博铁精矿预还原烧结矿制备过程中磷脱除的研究提供指导。