低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿除铁工艺的实验研究

以南非铬铁矿为对象,在热力学分析的基础上,采用碳热还原法开展了低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿除铁工艺的实验研究.结果表明:实验中铬铁矿选择性除铁的适宜温度为1 100℃左右,符合热力学计算结果.低于此温度时还原出的富铁相与基体分离不彻底,难以结瘤析出;高于此温度时尖晶石相中的铬元素还原严重,影响铬的回收率.在1 100℃还原0.5 h并经酸浸处理后,铬铁矿可由化工级提升至冶金级,在相同温度下还原2 h后,m(Cr)/m(Fe)可由1.7提高至5.8,为实现低m(Cr)/m(Fe)铬铁矿的高效利用提供了新思路.     

Application of a water cooling treatment and its effect on coal-based reduction of high-chromium vanadium and titanium iron ore

A water cooling treatment was applied in the coal-based reduction of high-chromium vanadium and titanium (V–Ti–Cr) iron ore from the Hongge region of Panzhihua, China. Its effects on the metallization ratio (η), S removal ratio (R_S), and P removal ratio (R_P) were studied and analyzed on the basis of chemical composition determined via inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The metallic iron particle size and the element distribution of Fe, V, Cr, and Ti in a reduced briquette after water cooling treatment at 1350°C were determined and observed via scanning electron microscopy. The results show that the water cooling treatment improved the η, R_S, and R_P in the coal-based reduction of V–Ti–Cr iron ore compared to those obtained with a furnace cooling treatment. Meanwhile, the particle size of metallic iron obtained via the water cooling treatment was smaller than that of metallic iron obtained via the furnace cooling treatment; however, the particle size reached 70 μm at 1350°C, which is substantially larger than the minimum particle size required (20 μm) for magnetic separation. Therefore, the water cooling treatment described in this work is a good method for improving the quality of metallic iron in coal-based reduction and it could be applied in the coal-based reduction of V–Ti–Cr iron ore followed by magnetic separation.     

铬铁矿球团焙烧固结特性

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明：预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050益,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250益提高到1350益,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石( Fe,Mg)( Cr,Fe,Al)2 O4氧化生成富镁的( Fe,Mg)( Cr, Fe,Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)2O3,当温度高于1000益时,(Cr,Fe,Al)2O3新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)2O3向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度.     

铬铁矿的还原焙烧与磁选分离

以南非铬铁矿为原料,以潞安煤粉为还原剂,进行了铬铁矿粉还原焙烧与磁选分离实验。借助扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析,对碳热还原和磁选分离过程中的物相变化进行了系统研究。实验发现,当温度低于1 200℃时,铬铁矿仅发生少量铁氧化物的还原,当温度高于1 300℃时,铬铁矿中铬氧化物开始被还原成碳化铬。随着还原反应的不断进行,铬铁尖晶石结构逐渐发生转变并被破坏。在本实验条件下,铬铁矿较为适宜的预处理温度为1 200℃,此温度下的还原产物磁选后,磁选产物几乎全部为金属铁,磁选所得尾渣的除铁率为46%,铬的收得率为80%,w(Cr2O3)/w(ΣFe O)值高达3.75。研究工作对于铬铁矿预处理工艺的设计开发及低品位铬铁矿的综合利用具有理论指导意义。     

磁选柱代替细筛获得高品位磁铁矿精矿的实验研究

叙述了新型实验室设备——磁选柱选别各种磁铁矿粗精矿的实验室研究,试验结果表明：磁选柱可作为精选设备代替细筛获得高品位磁铁矿精矿,从而证明,磁选柱是一种高效精选粗磁精矿设备．     

新型混合澄清槽的澄清性能

混合澄清槽是稀土生产过程中应用最广泛的萃取设备,其单级的澄清室与混合室体积比多在25∶1以上,造成生产过程中占地面积大、稀土存槽量大、夹带损失高等不利影响.为解决此问题,设计了一种新型混合澄清槽,在澄清室增加搅拌圆筒,创新性采用紫外可见光分光光度法考察不同条件下的水相夹带量以衡量其澄清性能,并与实际生产线测定结果对比.结果表明:适当的搅拌转速、离底高度和环盖尺寸等条件均有利于两相分离.环盖直径30mm、离底高度13cm及搅拌转速低于300r/min时,所测水相夹带量均小于实际生产线夹带量的050%,满足实际生产要求.     

新型磁选设备的小型试验研究

叙述了新型实验室设备──磁选柱的结构、分选原理,以及选别各种磁铁矿粗精矿的实验室研究。试验结果表明,磁选柱是磁铁矿的,一种高效精选设备。磁选柱的分选特点是把磁铁矿连生体颗粒有效地从磁铁矿粗精矿中分选出来,从而获得高品位的铁精矿。     

高压辊磨超细碎对攀西钒钛磁铁矿分选的影响

对攀西钒钛磁铁矿进行了高压辊磨超细碎及其选别试验.当入料d80为155mm时,辊压中料-32mm产率为9105%,-0074mm产率为1529%,P80降低至155mm,边料及闭路循环工艺对粉碎产品粒度特性的影响也非常明显.采用“铁钛平行分选”工艺对高压辊磨超细碎的-32mm攀西钒钛磁铁矿进行了选别试验.结果表明,选铁流程在磨矿细度为-0074mm占45%时,铁精矿Fe品位可达5505%,回收率7064%;选钛流程在-0074mm占80%时,钛精矿TiO2品位4778%,回收率3516%.     

瑞木红土矿摇床铬铁矿粗精的磁选富集

瑞木红土矿中存在含铬尖晶石矿物,在进行矿浆管道输送和高压浸出之前需要先经过铬矿选矿处理,以减轻对管道和高压釜的磨损.目前瑞木红土矿项目选矿得到的铬铁矿精矿其铬铁质量分数比(w(Cr2O3)/w(Fe O))仅为2.3,不能满足冶金级铬铁矿的要求.针对瑞木红土矿项目摇床分选所得的铬铁矿粗精矿开展了工艺矿物学和磁选提高铬铁质量分数比的研究.筛分实验和矿物提纯实验结果表明,去除细颗粒矿物以及分离脉石矿物是提高铬铁矿铬铁质量分数比的有效途径.对筛分后的+0.074 mm的粗精矿进行磁选分离,所得到的铬铁矿精矿铬铁质量分数比为2.59,铬回收率为63.89%.     

脉动高梯度磁选中冲程冲次对选矿指标的影响

本文介绍了周期式脉动高梯度磁选机的工作原理,从理论上分析了冲程冲次对脉动高梯度磁选指标的影响,用黑钨矿和赤铁矿进行了验证试验,证实了脉动对消除脉石的机械夹杂和提高磁性精矿品位有重要作用。通过理论分析和试验研究,提出了脉动高梯度磁选的捕集图。     

稀土Fe基3：29和1：12型化合物的磁性研究

稀土Fe基3：29和1：12型磁性合金化合物显示硬磁性特征,具有发展成为新型永磁材料的可能性.研究其磁性机理有助于理解其磁性的本质.本文发展了传统的磁价模型,并将其适用性由强磁合金拓展到亚铁磁性的弱磁性合金.利用发展的磁价模型系统研究RFe12xMx,R3Fe29xMx和R2Fe17xMx（R=稀土元素,M=第三掺杂金属元素）稀土合金化合物及其渗碳和吸氮化合物的磁性.理论与实验相符.研究表明：稀土Fe基3：29和1：12型合金化合物的磁性与稀土磁矩相关.合金的弱磁性源于合金内部存在的亚铁磁性.渗碳或吸氮处理,导致合金内部亚铁性-铁磁性转变.导带中的sp电子对于磁性的贡献与重稀土的极化、碳和氮原子的俘获密切相关.发展的磁价模型甚至可以根据稀土化合物的结构式对其磁性进行预测.     

Effects of smelting parameters on the slag/metal separation behaviors of Hongge vanadium-bearing titanomagnetite metallized pellets obtained from the gas-based direct reduction process

Smelting separations of Hongge vanadium-bearing titanomagnetite metallized pellets (HVTMP) prepared by gas-based direct reduction were investigated, and the effects of smelting parameters on the slag/metal separation behaviors were analyzed. Relevant mechanisms were elucidated using X-ray diffraction analysis, FACTSAGE 7.0 calculations, and scanning electron microscopy observations. The results show that, when the smelting temperature, time, and C/O ratio are increased, the recoveries of V and Cr of HVTMP in pig iron are improved, the recovery of Fe initially increases and subsequently decreases, and the recovery of TiO₂ in slag decreases. When the smelting CaO/SiO₂ ratio is increased, the recoveries of Fe, V, and Cr in pig iron increase and the recovery of TiO₂ in slag initially increases and subsequently decreases. The appropriate smelting separation parameters for HVTMP are as follows: smelting temperature of 1873 K; smelting time of 30–50 min; C/O ratio of 1.25; and CaO/SiO₂ ratio of 0.50. With these optimized parameters (smelting time: 30 min), the recoveries of Fe, V, Cr, and TiO₂ are 99.5%, 91.24%, 92.41%, and 94.86%, respectively.     

ICP-MS在高纯稀土氧化物分析中的应用

综述了1990～2006年问有关高纯稀土氧化物中痕量金属杂质电感耦合等离子体（ICP—MS）检测法的研究进展，内容包括ICP—MS应用中存在的主要问题、ICP—MS直接测定高纯稀土材料中痕量杂质以及分离技术与ICP—MS联用测定高纯稀土材料中痕量杂质技术。     

Selected multiferroic perovskite oxides containing rare earth and transition metal elements

Multiferroic materials are currently the subject of intensive research worldwide, because of both their fundamental scientific problems and also possible technological applications. Among a number of candidates in the laboratories, compounds consisting of rare earth and transition metal perovskite oxides have very unusual structural and physical properties. In contrast to the so-called type I multiferroics, ferroelectricity may be induced by magnetic ordering or by applying external fields. In this review, the recent progress on the experimental and theoretical studies of some selected type II multiferroics is presented, with a focus on the perovskite oxides containing rare earth and transition metal elements. The rare earth orthoferrite crystals, rare earth titanate strained film, and rare earthbased superlattices are systematically reviewed to provide a broad overview on their promising electric, magnetic, and structural properties. The recent experimental advances in single-crystal growth by optical floating zone method are also presented. First-principles investigations, either supported by experimental results or awaiting for experimental verifications, are shown to offer useful guidance for the future applications of unconventional multiferroics.     

白云鄂博尾矿一步法焙烧实验研究

采用差热分析(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)方法研究了C-Ca(OH)₂-NaOH体系焙烧白云鄂博尾矿的过程,考察了焙烧温度、焙烧时间、煤用量、Ca(OH)₂用量及NaOH用量对尾矿中稀土矿分解和赤铁矿还原的影响.结果表明:在焙烧温度为650℃,焙烧时间为60min,煤加入量为2%,Ca(OH)₂加入量为4%,NaOH加入量为2%的条件下,赤铁矿可以有效地还原为磁铁矿,还原磁化率为2.37;同时,稀土矿有效地分解成稀土氧化物,稀土浸出率达98.39%.     

磁场作用下乙酸乙酯-乙酸-水体系液-液相平衡

采用自制的的液．液相平衡测定装置,在磁感应强度分别为0．165T、0．310T和0．515T的磁场作用下,对乙酸乙酯-酸-三元体系液-相平衡进行了研究．结果表明：磁场对乙酸乙酯-酸-体系液-相平衡有影响,总体呈正效应,能增大乙酸乙酯-酸-体系的选择性系数,有利于分离过程的进行选用NRTL方程对实验数据进行关联,并提出了磁场对乙酸乙酯-酸-体系液-相平衡的影响因子．     

粉煤灰颗粒在水介质中的分选机理的研究

通过对粉煤灰中各种颗粒在水介质中的受力情况和沉浮规律的分析,给出了沉浮速度计算公式。由磁珠在磁选机中受力情况分析,得出了从磁选机中分离出磁珠所需磁力的计算公式。     

乳状液膜法分离稀土中的非稀土杂质

探讨了乳状液膜从稀土浸出液中提取稀土的可能性。考察了流动载体、料液类型、无机盐、表面活性剂种类，水乳比、ＮａＡｃ用量和膜回用对乳状液膜提取稀土工艺中浓缩和分离非稀土杂质的影响。结果表明，该工艺是可行的。稀土提取率达８５％￣９７％。富集液中稀土浓度达４０￣９０ｇ／Ｌ。稀土氧化物纯度大于９９％。比较了乳状液膜法和现行工业法所得稀土氧化物的分析结果。分析数据表明，乳状液膜法能显著地提高产品质量。     

络合剂H_3cit对P_(204)-RECl_3-LA体系萃取镨钕的影响

以二-(2-乙基己基)磷酸(P204)为萃取剂,在含有乳酸的稀土氯化物(PrCl3或NdCl3)溶液中添加一定比例的络合剂柠檬酸,研究了在pH=3条件下络合剂柠檬酸含量对P204-RECl3-LA体系萃取镨钕的分配比、分离系数及萃取容量的影响.结果表明:含有柠檬酸的乳酸体系萃取镨钕的分配比、分离系数及萃取容量明显高于单一乳酸体系,分离系数由原来的1.44提高到1.68,萃取容量由原来的25.23 g/L提高到28.53 g/L.这为研究非皂化萃取体系中稀土的绿色清洁萃取方法提供了理论依据和技术基础.     

高梯度磁分离器分离效率的研究

系统地研究了高梯度磁分离器的分离效果在整个分离过程中的变化特征、规律以及磁分离效率与处理周期、处理能力之间的关系。结果表明,随着分离过程的进行或处理量增大,分离效率逐渐降低,一个磁分离器的生产能力和运行周期主要由所要求的分离指标来确定,但同时受到操作条件的影响;通过研究磁分离器中颗粒的捕集行为,得出颗粒在过滤芯磁 锈钢丝绒上的吸附为“多层吸附”。