深度還原高鐵鋁土礦提取鐵粉的研究.pdf

1、隨著我國鋁、鐵工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，高品位鋁土礦資源供應(yīng)日益緊張，低品位鋁土礦資源的綜合利用越來越受到重視。我國廣西儲有大量高鐵鋁土礦，但由于技術(shù)和經(jīng)濟問題尚未被利用。而且現(xiàn)有的煉鐵工藝環(huán)境污染嚴(yán)重，因此從清潔能源角度采用氫氣還原高鐵鋁土礦具有現(xiàn)實意義。
　　本文針對廣西地區(qū)的高鐵鋁土礦進行了提取鐵粉的研究，首先使用氫氣和天然氣為還原劑，研究了還原溫度、還原時間、料層厚度對氧化鐵還原程度的影響，得出了適宜還原工藝，并進行了兩組平行實

2、驗，驗證了所確定的還原工藝;在此基礎(chǔ)上，本文使用熱分析技術(shù)對純物質(zhì)和高鐵鋁土礦中相應(yīng)礦物組分進行了對比，確定了氫氣還原高鐵鋁土礦中氧化鐵的機理函數(shù)，及三水鋁石脫水的機理函數(shù)，并通過計算得到了反應(yīng)的表觀活化能E、指前因子A及動力學(xué)方程。得到了如下結(jié)論:
　　(1)采用氫氣作為還原劑時，還原溫度為800℃、還原時間為90min、料層厚度在5mm時可將高鐵鋁土礦中的鐵氧化物還原為金屬鐵，磁選后，鐵主要以鐵單質(zhì)的形式存在于磁性物質(zhì)中，鋁、

3、硅則在非磁性物質(zhì)中富集，實現(xiàn)了鐵鋁的分離。
　　(2)采用天然氣作為還原劑時，還原溫度為800℃、還原時間為120min、料層厚度在5mm時可將高鐵鋁土礦中的鐵氧化物還原為金屬鐵，磁選后，金屬鐵富集到磁性物質(zhì)中，鋁、硅則富集到非磁性物質(zhì)中，實現(xiàn)了鐵鋁的分離。
　　(3)用Coats-Redfem法結(jié)合實驗數(shù)據(jù)確定了五種不同晶粒度納米氧化鐵反應(yīng)機理函數(shù)為:g(α)=[1-(1-α)1/3]2，納米氧化鐵氫氣還原反應(yīng)的表觀活化能

4、隨晶粒度的增大而增大;確定還原分析純氧化鐵的機理函數(shù)為g（α）=[1-（1-α）1/3]1/2，應(yīng)用該機理函數(shù)確定還原高鐵鋁土礦中氧化鐵的表觀活化能為E=65.610kJ·mol-1，指前因子A=2.4458×103及動力學(xué)方程為dα/dt=2.4458×104exp（-65610/RT）6（1-α）2/3[1-（1-α）1/3]1/2;確定分析純?nèi)X石機理函數(shù)為g(α)=[(1-α)-1/3-1]2，應(yīng)用該機理函數(shù)計算高鐵鋁土礦中三