熔融改質(zhì)鎳渣中磁鐵礦相結晶行為的研究.pdf

1、鎳渣是鎳冶煉過程排放的一種工業(yè)廢渣，含有鐵、鎳、鈷、銅等多種有價金屬。為了實現(xiàn)鎳渣中鐵資源的高效回收再利用，本課題以金川公司閃速爐水淬鎳渣為研究對象，采用熔融改質(zhì)氧化的方法，通過加入氧化鈣對鎳渣進行改質(zhì)，通入空氣進行弱氧化，控制降溫及保溫條件，使得鎳渣中鐵組元以磁鐵礦相的形式析出，然后通過磁選將磁性物質(zhì)與非磁性物質(zhì)分離。本文研究了鎳渣堿度、冷卻速率、保溫時間及保溫溫度對熔渣性能變化以及磁鐵礦相晶體形貌的影響規(guī)律，建立了磁鐵礦相析晶動力學

2、模型，探索熔融改質(zhì)鎳渣中磁鐵礦相的析出長大的行為。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過對鎳渣的成分及物相進行分析得知，F(xiàn)e含量約為39.91%，同時含有少量的 Ni、Co、Cu等有價金屬。其中的主要物相為板條狀的鐵橄欖石相（Fe2SiO4）及鐵鎂橄欖石相[(Fe, Mg)SiO4]。通過熔融改質(zhì)氧化的方法可以實現(xiàn)鎳渣中的鐵以磁鐵礦相（Fe3O4）的形式富集，且發(fā)現(xiàn)渣中的 Ni、Co、Cu元素同時富集于磁鐵礦相中。⑵通過加入改質(zhì)劑氧化鈣

3、（CaO），研究了堿度對熔融改質(zhì)鎳渣中磁鐵礦相析出與長大過程的影響規(guī)律。結果表明：適宜的堿度有利于磁鐵礦相的析出長大，當堿度為0.6時，渣中的主要物相為磁鐵礦相，呈不規(guī)則的顆粒狀，分布較為均勻，且結晶量最大，可達到36.3%。⑶研究溫控制度對磁鐵礦相析出與長大過程的影響。結果表明：隨著冷卻速率的減小，氧化渣樣中的物相組成沒有明顯變化，但磁鐵礦相的晶粒尺寸和結晶量都明顯增大，且晶體發(fā)育完整，晶界清晰，結合實際生產(chǎn)效率，冷卻速率在3~5℃/

4、min較為適宜。保溫過程對磁鐵礦相析出長大過程影響顯著，隨著保溫時間的增長，熔渣長時間處于磁鐵礦相的結晶溫度范圍內(nèi)，使磁鐵礦相有充分的時間析出長大，保溫20min時，熔渣中磁鐵礦相充分析出；隨著保溫溫度的降低，磁鐵礦相的結晶量逐漸增大，說明適宜的過冷度有利于磁鐵礦相的析出，溫度為1350℃時，磁鐵礦相析出效果較好；在1350~1400℃，磁鐵礦相等溫結晶動力學過程可近似用JMAK經(jīng)驗方程描述，并通過方程可求得晶體生長指數(shù)n≈0.5，析晶