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    從選銅尾礦中選擇性還原回收鐵

    邵爽 邢鵬 張文娟 馬保中 王成彥 陳永強 王玲

    邵爽, 邢鵬, 張文娟, 馬保中, 王成彥, 陳永強, 王玲. 從選銅尾礦中選擇性還原回收鐵[J]. 工程科學學報, 2019, 41(6): 741-747. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.005
    引用本文: 邵爽, 邢鵬, 張文娟, 馬保中, 王成彥, 陳永強, 王玲. 從選銅尾礦中選擇性還原回收鐵[J]. 工程科學學報, 2019, 41(6): 741-747. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.005
    SHAO Shuang, XING Peng, ZHANG Wen-juan, MA Bao-zhong, WANG Cheng-yan, CHEN Yong-qiang, WANG Ling. Process of the selective reduction and recovery of iron from copper tailings[J]. Chinese Journal of Engineering, 2019, 41(6): 741-747. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.005
    Citation: SHAO Shuang, XING Peng, ZHANG Wen-juan, MA Bao-zhong, WANG Cheng-yan, CHEN Yong-qiang, WANG Ling. Process of the selective reduction and recovery of iron from copper tailings[J]. Chinese Journal of Engineering, 2019, 41(6): 741-747. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.005

    從選銅尾礦中選擇性還原回收鐵

    doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.005
    基金項目: 

    國家重點研發計劃資助項目 2018YFC1900304

    國家自然科學基金青年基金資助項目 51804029

    國家自然科學基金云南省聯合基金資助項目 U1802253

    廣西科技重大專項資助項目 2018AA21022

    北京市自然科學基金資助項目 2182040

    詳細信息
      通訊作者:

      馬保中, E-mail: bzhma@126.com

    • 中圖分類號: TF803.1

    Process of the selective reduction and recovery of iron from copper tailings

    More Information
    • 摘要: 提出采用煤較低溫度下選擇性還原選銅尾礦中的鐵, 還原球團磁選回收鐵的技術, 并考察了還原溫度、還原劑用量、還原時間、活化劑用量對選銅尾礦選擇性還原回收鐵的影響, 得出最佳工藝條件: 還原溫度為1200℃, 還原劑用量為原料質量25%, 還原時間為2 h, 活化劑用量為原料質量5%;在最佳工藝條件下, 磁選精礦中鐵質量分數超過90%, 鐵回收率大于95%.借助X射線衍射儀、光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡等檢測手段對原料、還原球團、磁選礦的礦相組成和結構進行分析, 揭示了鐵礦相還原及金屬相生成/融合演變規律: 升高溫度促進金屬相的還原、融合兼并和生長; 增加還原劑用量使金屬顆粒的融合兼并變得更加普遍; 延長還原時間促進金屬粒子的融合和鐵橄欖石相的還原; 活化劑促進金屬粒子的擴散和融合.金屬顆粒的兼并生長促使其粒度增大, 粗粒金屬顆粒在磁選工序裹夾帶入磁選精礦的渣相量相對較少, 磁選精礦鐵含量顯著提高.

       

    • 圖  1  原料X射線衍射圖譜

      Figure  1.  XRD pattern of copper tailings

      圖  2  原料光學顯微鏡照片. (a) 鐵酸鹽和鐵橄欖石共生; (b) 鐵酸鹽和玻璃相共生

      Figure  2.  Optical microscopy images of copper tailings: (a) intergrowth of ferrite and fayalite; (b) intergrowth of ferrite and glass phase

      圖  3  不同還原溫度時還原球團的光學顯微鏡照片. (a) 800℃; (b) 900℃; (c) 1000℃; (d) 1200℃

      Figure  3.  Optical microscopy images of pellets reduced at different temperatures: (a) 800℃; (b) 900℃; (c) 1000℃; (d) 1200℃

      圖  4  不同還原劑用量時還原球團的光學顯微鏡照片. (a) 15%; (b) 25%

      Figure  4.  Optical microscopy images of pellets reduced at different reducing agent dosages: (a) 15%; (b) 25%

      圖  5  不同還原時間時還原球團的光學顯微鏡照片. (a) 0.5 h; (b) 1 h; (c) 1.5 h; (d) 2 h

      Figure  5.  Optical microscopy images of pellets reduced at different reduction times: (a) 0.5 h; (b) 1 h; (c) 1.5 h; (d) 2 h

      圖  6  不同活化劑質量分數時還原球團的掃描電鏡照片. (a) 0; (b) 5%

      Figure  6.  SEM photographs of pellets reduced at different activator mass dosages: (a) 0; (b) 5%

      圖  7  磁選精礦X射線衍射圖譜

      Figure  7.  XRD pattern of the magnetic concentrate

      圖  8  磁選礦光學顯微鏡照片. (a) 磁選精礦; (b) 磁選尾礦

      Figure  8.  Optical microscopy images of magnetic ores: (a) magnetic concentrate; (b) magnetic tailings

      表  1  選銅尾礦化學組成半定量分析結果(質量分數)

      Table  1.   Chemical composition of copper tailings ? %

      Fe Si Ca Cu Pb Zn As S 其他
      41. 19 11. 88 12. 87 0. 38 0. 47 3. 79 0. 02 0. 13 29. 27
      下載: 導出CSV

      表  2  選銅尾礦篩析結果

      Table  2.   Screening and analysis results of copper tailings

      粒度尺寸/mm 占比/% Fe質量分數/%
      0. 074 ~ 0. 15 6. 40 36. 04
      0. 05 ~ 0. 074 19. 10 39. 85
      0 ~ 0. 05 74. 50 41. 55
      下載: 導出CSV

      表  3  褐煤成分分析結果(質量分數)

      Table  3.   Composition analysis results of lignite ? %

      固定碳 灰分 揮發分 水分
      52. 06 12. 20 28. 32 0. 26 0. 07 7. 09
      下載: 導出CSV

      表  4  還原溫度對選銅尾礦還原回收鐵的影響

      Table  4.   Effect of reduction temperature on the grade and recovery of iron

      還原溫度/℃ 精礦Fe質量分數/% Fe回收率/%
      800 56. 38 29. 64
      900 79. 93 73. 17
      1000 77. 16 82. 76
      1100 80. 91 93. 71
      1200 92. 08 96. 14
      下載: 導出CSV

      表  5  還原劑用量對選銅尾礦還原回收鐵的影響

      Table  5.   Effect of reducing agent dosage on the grade and recovery of iron

      還原劑質量分數/% 精礦Fe質量分數/% Fe回收率/%
      15 80.46 96. 85
      25 92.08 96. 14
      下載: 導出CSV

      表  6  還原時間對選銅尾礦還原回收鐵的影響

      Table  6.   Effect of reduction time on the grade and recovery of iron

      還原時間/h 精礦Fe質量分數/% Fe回收率/%
      0. 5 75.87 91. 97
      1 79. 06 92. 12
      1. 5 81. 19 95. 50
      2 92. 08 96. 14
      下載: 導出CSV

      表  7  活化劑用量對選銅尾礦還原回收鐵的影響

      Table  7.   Effect of activator dosage on the grade and recovery of iron

      活化劑質量分數/% 精礦Fe質量分數/% Fe回收率/%
      0 87.22 92.40
      2.5 85.20 95. 95
      5.0 92.08 96.14
      下載: 導出CSV

      表  8  綜合條件試驗結果

      Table  8.   Results of comprehensive conditional experiments

      組別 精礦Fe質量分數/% Fe回收率/%
      1 92. 08 96. 14
      2 90. 43 95. 26
      3 92. 76 96. 53
      平均 91. 76 95. 98
      下載: 導出CSV
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    出版歷程
    • 收稿日期:  2019-01-16
    • 刊出日期:  2019-06-01

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