氧化還原機(jī)械活化對(duì)攀西鈦鐵礦浸出行為的影響

1、氧化還原氧化還原—機(jī)械活化對(duì)攀西鈦鐵礦浸出行為的影響機(jī)械活化對(duì)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(xué)化學(xué)化工學(xué)院，長(zhǎng)沙410083）摘要：摘要：研究了“氧化還原—機(jī)械活化—鹽酸浸出”的方法對(duì)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(duì)處理前后的礦物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)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(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鈦鐵礦；氧化；還原；機(jī)械活化；鹽酸浸出中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TF823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：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(gè)超大型的釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)藏區(qū)，TiO2儲(chǔ)量8.7億t，占國(guó)內(nèi)已探明儲(chǔ)量的90.54%和世界已探

6、明儲(chǔ)量的35.17%。攀枝花鈦鐵礦屬?gòu)?fù)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(diǎn)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(guò)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(diǎn)[5]，被認(rèn)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(yīng)，且產(chǎn)品的細(xì)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(duì)鈦鐵礦進(jìn)行一定的預(yù)處理。目前國(guó)內(nèi)外采用的預(yù)處理方式主要有機(jī)械活化、弱氧化—還原、還原處理[79]。研究發(fā)現(xiàn)預(yù)氧化不僅能顯著降低隨后的還原溫度，而且還能強(qiáng)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(duì)鹽酸更具活性的Fe2或金屬Fe，使雜質(zhì)鐵更容易浸出[11]；機(jī)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(jī)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(jī)械活化過(guò)程中鈦鐵礦中的鐵、鈣和鎂的相對(duì)位置沒(méi)有發(fā)生變化，所以其強(qiáng)化浸出存在一定的局限。因此，本文采用“氧化還原—機(jī)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(duì)機(jī)械活化過(guò)程的強(qiáng)化作用。1試驗(yàn)試驗(yàn)1.1試驗(yàn)原料試驗(yàn)原料試驗(yàn)所用鈦鐵礦由攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司提供的原料分選得到，純度98%，粒度均小于500μm，其化學(xué)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(yīng)的未處理樣品?；痦?xiàng)目基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)資助項(xiàng)目（2007CB613606）；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃基金資助項(xiàng)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(guò)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(jī)械活化的進(jìn)行，提高浸出速率。為研究鈦鐵礦原礦表面微區(qū)化學(xué)成分氧化還原前后的變化，分別對(duì)未處理和氧化還原處理后的鈦鐵礦進(jìn)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