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高铁铝土矿低温气基还原除铁结果与讨论

[作者:阳泉莫来石] [日期:16-11-25]

300~550 ℃氢气气氛煅烧的高铁铝土矿除铁率均达到 40% 以上,最佳条件为 400 ℃保温 1 h,除铁率可到60.6%,除铁后的铝土矿含 Fe 2 O 3 3.07%。

煅烧温度对除铁率及铝土矿回收率的影响 煅烧温度对除铁率及铝土矿回收率的影响。从图 5a 可看出,两条曲线趋势基本一致,除铁率迅速增加后缓慢降低。煅烧温度为 200 ℃时,除铁率在 5% 左右,除铁率很低,随着温度升高除铁率迅速增加,煅烧温度在 300~550 ℃时,两种保温时间的样品除铁率均在 40% 以上。保温 1 h 的样品在 400 ℃时达到最大,除铁率为 60.6%,除铁后铝土矿含 Fe 2 O 33.07%;保温 2 h 的样品在 350 ℃达到最大,除铁率为57.7%,除铁后的铝土矿含 Fe 2 O 3 3.30%,之后随温度升高除铁率逐渐减小,但减小幅度不大。从图 5b 可看出,煅烧温度为 200 ℃时铝土矿回收率最高,300 ℃以后铝土矿回收率起伏较大,但均在 75% 以上,其中400 ℃保温 1 h 的样品铝土矿回收率为 78.72%。煅烧温度对铝土矿回收率的影响较明显。

2.2 保温时间对除铁率及铝土矿回收率的影响 保温时间对除铁率及铝土矿回收率的影响。从图 6a 可看出,煅烧温度为 200 ℃的样品在不同保温时间的除铁率变化不大,均在 8% 以下;煅烧温度为 550 ℃的样品随着保温时间的增加,除铁率呈起伏变化,保温 3 h 时除铁率最高,达到 60.52%,保温1h 时保温率为 56.65%,与保温 3 h 相差不大。保温时间的增加并不能保证除铁率的增大。从图 6b 可看出,随着保温时间变化,两条曲线变化较平缓,煅烧温度为 200 ℃时,铝土矿回收率在96% 左右;煅烧温度为 550 ℃时,铝土矿回收率在86% 左右。保温时间对铝土矿回收率的影响不大。

2.3 H 2 流量对除铁率及铝土矿回收率的影响 H 2 流量对除铁率及铝土矿回收率的影响,见图 7。从图 7a 可看出,H 2 流量为 21 mL/min 时除铁率最大,为 55.39%,随着 H 2 流量增加,除铁率逐渐降低,到73.5 mL/min 时达到最低 47.69%,之后流量增加除铁率有所上升。H 2 流量小时,Fe 2 O 3 还原顺序为 Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →Fe,煅烧产物中的铁均为磁性铁,除铁率最高,随着 H 2 流量增加,H 2 量逐渐满足Fe 3 O 4 +H 2 =3FeO+H 2 O,Fe 2 O 3 还原顺序包括两种,分别为 Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →Fe 和 Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →FeO→Fe,煅烧产物中存在 FeO,磁选无法除去,除铁率降低;H 2 流量再增加,煅烧产物中 FeO 还原为 Fe,除铁率又增加。因此除铁率随着 H 2 流量的增加先降低后升高。从图 7b 可看出,随着 H 2 流量的增加,铝土矿回收率先下降之后又缓慢上升,但总体变化不大,均在85% 左右。

2 流量对铝土矿回收率的影响不大。

3 结论
1. 300~550 ℃氢气气氛煅烧的高铁铝土矿除铁率均达到 40% 以上,最佳条件为 400 ℃保温 1 h,除铁率可到60.6%,除铁后的铝土矿含 Fe 2 O 3 3.07%。实验证明此方法可在低温下有效分离铝土矿中的铁杂质,达到除铁目的。
2. 铝土矿回收率受煅烧温度的影响较大,保温时间和 H 2 流量基本无影响。
3.煅烧温度为200 ℃时,除铁率很低在8%以下,因此此温度不适宜煅烧还原氧化铁。

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