氧化還原機械活化對攀西鈦鐵礦浸出行為的影響

1、氧化還原氧化還原—機械活化對攀西鈦鐵礦浸出行為的影響機械活化對攀西鈦鐵礦浸出行為的影響王曼，譚軍，陳啟元，胡慧萍，姚騰猛（中南大學化學化工學院，長沙410083）摘要：摘要：研究了“氧化還原—機械活化—鹽酸浸出”的方法對鈦鐵礦中主要雜質(zhì)離子鐵離子浸出行為的影響，并采用XRD、SEMEDS對處理前后的礦物結(jié)構(gòu)進行分析。結(jié)果表明：經(jīng)過氧化還原—活化處理，鈦鐵礦的物相明顯發(fā)生改變，鐵遷移至表面，形成了富鐵的新表面，表面變得疏松、凹凸不平，出現(xiàn)

2、了大量的微裂縫，鐵浸出率有了顯著的提高。關鍵詞：關鍵詞：鈦鐵礦；氧化；還原；機械活化；鹽酸浸出中圖分類號：中圖分類號：TF823文獻標識碼：文獻標識碼：A文章編號：文章編號：10077545（2012）05000000EffectofOxidizationReductionMechanicalActivationProcessonLeachingBehaviofPanxiIlmeniteWANGManTANJunCHENQiyuanHU

3、HuipingYAOTengmeng(SchoolofChemistryChemicalEngineeringCentralSouthUniversityChangsha410083)Abstract：TheeffectofoxidizationreductionmechanicalactivationprocessonhydrochlicacidleachingbehaviofironofPanxiilmenitewasstudied

4、.ThemineralmicrostructurewasinvestigatedbyXRDSEMEDSetcbefeafteractivationtreatment.Theresultsindicatethatthephasemicrostructuresurfacemphologyofilmenitearechangedobviouslyafteractivationtreatmentthesurfaceofilmenitebecom

5、esloosewithmicrofissures.Ironmigratestothesurfaceitsleachingrateisincreasedsignificantly.Keywds:ilmeniteoxidizationreductionmechanicalactivationhydrochlicacidleaching四川攀西地區(qū)是一個超大型的釩鈦磁鐵礦儲藏區(qū)，TiO2儲量8.7億t，占國內(nèi)已探明儲量的90.54%和世界已探

6、明儲量的35.17%。攀枝花鈦鐵礦屬復雜多金屬巖礦，礦物結(jié)構(gòu)致密，脈石含量高(CaOMgO=5%~8%)，SiO2含量也較高(1.7%~3.8%)，而鐵的氧化物又主要以FeO形式存在，這些性質(zhì)和特點增加了攀枝花鈦鐵礦制備人造金紅石的難度。用于沸騰氯化法的人造金紅石除要求TiO2品位及全鐵含量外，還要求原料中MgOCaO總量不超過1.5%。目前，由鈦鐵礦制備人造金紅石的方法主要有電爐法[1]、還原銹蝕法[2]、硫酸法[3]和鹽酸法[4]。

7、其中鹽酸浸出法具有浸出速度快、除雜能力高、可循環(huán)使用等優(yōu)點[5]，被認為是以高鈣鎂型鈦鐵礦精礦為原料制備人造金紅石的最佳方法之一。而鹽酸直接浸出常需要在高壓下反應，且產(chǎn)品的細化率較高[6]。因此，要在常壓下采用鹽酸浸出制備人造金紅石，就必須對鈦鐵礦進行一定的預處理。目前國內(nèi)外采用的預處理方式主要有機械活化、弱氧化—還原、還原處理[79]。研究發(fā)現(xiàn)預氧化不僅能顯著降低隨后的還原溫度，而且還能強化還原速率以及還原程度[10]；還原處理將Fe

8、3轉(zhuǎn)化為對鹽酸更具活性的Fe2或金屬Fe，使雜質(zhì)鐵更容易浸出[11]；機械活化可減小礦物的粒度，增大顆粒的比表面積，引起晶體結(jié)構(gòu)變化[12]。李春等[9]確定了最佳機械活化條件及浸出參數(shù)，并得到了TiO2含量為92%的人造金紅石，但Fe2O3的含量較高，不能滿足沸騰法的要求。LiZhangetal[13]的研究表明，在機械活化過程中鈦鐵礦中的鐵、鈣和鎂的相對位置沒有發(fā)生變化，所以其強化浸出存在一定的局限。因此，本文采用“氧化還原—機械活

9、化—鹽酸浸出”工藝處理鈦鐵礦，系統(tǒng)地研究了礦物的結(jié)構(gòu)變化及其鹽酸浸出行為，考察了氧化還原熱處理對機械活化過程的強化作用。1試驗試驗1.1試驗原料試驗原料試驗所用鈦鐵礦由攀枝花鋼鐵(集團)公司提供的原料分選得到，純度98%，粒度均小于500μm，其化學組成為（%）：MgO5.01、Al2O31.99、SiO20.27、SO30.27、CaO0.39、TiO248.42、MnO0.79、V2O51.54、Fe2O342.89。礦樣于120℃

10、干燥5h以上，獲得相應的未處理樣品?；痦椖炕痦椖浚簢抑攸c基礎研究發(fā)展計劃(“973”計劃)資助項目（2007CB613606）；教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃基金資助項目(2008)doi：10.3969j.issn.10077545.2012.05.001圖2鈦鐵礦的鈦鐵礦的XRD譜圖譜圖Fig.2XRDpatternsofilmenite氧化還原處理前后的鈦鐵礦形貌見圖3。圖3氧化還原處理前氧化還原處理前(a)后(b)鈦鐵礦的鈦鐵礦

11、的SEM譜圖譜圖Fig.3SEMpatternofuntreated(a)oxidizedreducedilmenite(b)由圖3可以看出，經(jīng)過氧化還原熱處理后，致密的鈦鐵礦變得疏松，表面出現(xiàn)了較多的裂縫。在一定程度上有利于機械活化的進行，提高浸出速率。為研究鈦鐵礦原礦表面微區(qū)化學成分氧化還原前后的變化，分別對未處理和氧化還原處理后的鈦鐵礦進行SEMEDS分析，結(jié)果見圖4~5。圖4未處理鈦鐵礦的未處理鈦鐵礦的SEM圖片和圖片和EDS分