利用陕西洋县钛精矿为原料,研究了通过还原熔分—改性处理—湿法浸出处理钛精矿制备高品位富钛料的工艺技术。对于铜渣,研究了采用磁化改性—磁选制取富铁料的工艺技术。 1.钛渣部分 我国陕西地区钛资源储量巨大,如果可以充分利用丰富的钛矿资源,对当地的经济,环境发展将会起到重要的助推作用。 本文以陕西洋县钛精矿为原料,探究了以还原熔分---改性处理(氧化,还原等)---湿法浸出(酸浸,碱浸,酸洗等)的工艺路线制备高品位富钛料的方法。主要研究结果如下: (1)采用完全离子溶液模型计算了渣中的氧化亚铁活度及理论最适宜配碳量,结合实验确定了最佳钛精矿/碳粉质量比为150:16,熔分时间为20min。 (2)钛渣改性实验确定适宜氧化温度为1050℃,时间为2小时。同时确定还原改性的适宜配碳量为30g:0.44g。理论分析表明,氧化改性反应为内扩散控制,实验得到反应表观活化能为71.834kJ˙mol^-1。在实验温度内(973-1123K),反应动力学方程可描述如下: 1+2(1-x)-3(1-x)^2/3=0.831*10^-2exp(-71834/RT)*t 式中x为反应物转化率,R为摩尔气体常量,T为热力学温度,t为反应时间。 (3)酸性浸出实验表明,盐酸为适宜浸出剂。确定最佳实验条件:盐酸浸温度为145℃,质量分数为20%,浸出时间为7h。理论分析表明,钛渣的浸出过程中主要受化学反应控制,实验得到的表观活化能为 42.317kJ˙mol^-1。其动力学方程可描述如下: 1-(1-x)^1/3=1497.7exp(-42317/RT)*t 式中x为反应物转化率,R为摩尔气体常量,T为热力学温度,t为反应时间。 (4)碱浸结果表明,适宜的浸出温度是90℃,2小时,NaOH浓度为12%,液固比为1:1。最终产物中TiO₂含量最高可达到97%,钙镁含量控制在0.2%左右,钛渣粒度适宜,可用作氯化法钛白的原料。 铜渣部分 国内铜冶炼行业发达,铜渣资源丰富,但是对于这种二次资源的开发和利用仍然不成熟。本文以某地铜渣为原料,首先探究了其中锌元素的存在形态及除去方法,又研究了磁化改性—磁选制取富铁料的工艺技术。主要研究结果如下: (1)铜渣除锌实验中,根据扫描电镜及X-射线衍射结果分析,认为渣中锌元素主要以ZnO的形式固溶在铁矿石内或形成硅酸盐类物质;通过碳热还原法,控制温度为1200℃,可将渣中锌元素含量由0.8%降至0.1%。 (2)铜渣改性—磁选工艺表明,适宜的工艺条件如下:磁化焙烧温度800℃,时长1h,氧气流量0.1L/min,粒度400+目,磁选强度100mt。可获得TFe品位为50.49%,符合工业利用的条件的磁铁矿。