富铁冶金尘泥中有价元素的选择性还原研究.pdf

《富铁冶金尘泥中有价元素的选择性还原研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5期矿产综合利用No．52013年1O月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesOct．2013富铁冶金尘泥中有价元素的选择性还原研究尹海涛，武杏荣，李辽沙，吴照金(安徽工业大学安徽省冶金工程与资源综合利用重点实验室，安徽马鞍山243002)摘要：提出了处理含铁量较高的冶金尘泥一电炉除尘灰的新思路，利用碳热还原法选择性还原电炉除尘灰中的有价金属，获得主体元素为Fe，掺杂Mn、Cr、Ni、V合金元素的铁基合金。进行了还原温度、还原时间以及配碳量对电炉除尘灰中铁基合金元素还原收得率影响的研究。采用x一荧光光谱(XR

2、F)、扫描电镜(SEM)、X一射线能谱(EDX)等手段对电炉除尘灰原料进行测试分析，并运用XRF测试了电炉除尘灰碳热还原产物一铁基合金元素的化学成分。分析结果表明：在还原条件为1300"C×120rain，配碳量为1：0．33时，铁基合金中目标合金元素的含量达到98．975％，电炉除尘灰中目标合金元素的收得率达到最高值98．15％，实现了电炉除尘灰中有价组分的高效回收。关键词：电炉除尘灰；选择性还原；配碳量；铁基合金doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2013．05．018中图分类号：TD989，TFI11．13文献标识码：A文章编

3、号：1000—6532(2013)05—0067—05含铁尘泥是钢铁工业种类最多、成分最杂的废除尘灰造球后返回电炉中冶炼，同时对除尘灰进行弃物，主要来自于冶炼、轧制等各工序的除尘和废水提锌处理，不仅回收了有用元素而且减少了对设备治理工艺，一般含铁30％～70％【1J。电炉炼钢过程的损害。中会产生大量的电炉除尘灰，据统计每生产1t钢产采用火法处理电炉除尘灰提取其中的金属，一生10—20kg的粉尘量J。电炉除尘灰中含铁量较种常用的方法使用C作为还原剂，通过控制温度、高(约40％一70％)，同时还含有一定量的Mn、Cr、还原气氛等因素获得具有液态或气态相的产物

4、]。Ni、V、Ti、Pb、zn等金属元素，具有排放量大、成分复不同的是，本研究基于上述理论，通过合理控制还原杂，颗粒细小等特点。电炉除尘灰露天堆放时，在酸条件获得固态的目标还原产物，并结合选矿理论，应雨的作用下会渗人地下水，危害动植物以及人类的用磁选分离技术，实现了掺杂Mn、Cr、Ni、V元素的生存环境。铁基合金目标相的清洁分离，对于钢铁企业富铁冶目前，电炉除尘灰的处理方法主要包括火法、湿金尘泥资源的高效回收具有一定的参考价值。法两种。其中，火法处理更有优势：去除Pb、zn等1原料性质重金属元素比较彻底；工艺稳定，回收利用率高【3J。电炉除尘灰中含有大量

5、的有害元素，如果试验原料来自国内某钢厂，其化学成分见表1，直接返回高炉冶炼会会造成高炉炉壁结瘤，恶化高微观结构见图1。炉炉况，影响高炉顺行。宝钢集团八钢公司将电炉表1电炉除尘灰的化学成分／％Table1ThechemicMcompositionoftheelectricarcfurnacedustFe2O3Na20MnOZnOPbOP2O5C1SO3Cr203SiO2K2OCaOMsoNiOA1203TiO291．000．592．19O．28O．O30．54O．24O．250．141．621．160．86O．830．O1870．050．O3收稿日期：20

6、13—07—01基金项目：安徽工业大学研究生创新研究基金作者简介：尹海涛(1986一)，男，硕士研究生，主要从事冶金二次资源综合利用研究。·68·矿产综合利用2013正间对电炉除尘灰还原效果的影响。将预干燥的电炉除尘灰与碳粉按照1：0．33的比例混合均匀，放入石墨坩埚内，并盖好石墨坩埚盖，采用高温放样高温取样的方法，在二硅化钼炉完成两因素五水平的正交实验。还原温度取1250℃、1275oC、13O0qC、1325oC、1350℃5个水平，还原时间取30min、50min、70min、90min、120min5个水平。图1电炉除尘灰的背散射图片及其能谱正交

7、实验还原产物需首先进行粗选，然后在粉Fig．1BackscatteredelectronandEDXimages磨机内粉磨120s，并在行星式球磨机内球磨5h，最oftheelectricarcfurnacedust后进行湿法磁选处理。磁选干净的铁粉经真空干燥由图1可以看出，电炉除尘灰内部氧化物呈球后，称量并做XRF化学成分分析。试验结果表明，形结构，且球形氧化物紧密地连接在一起，球形氧化还原时间在70min以下的还原产物中主体元素Fe物在电炉除尘灰内部分布均匀，为碳热还原反应提的含量均在93％以下，还原时间为90min、120min供了一定的动力学条件

8、。从其能谱图分析，主要的的还原产物中主体元素Fe的含量均在95％以上。氧化物为F