PDF《包钢含铌尾矿铌富集的热力学分析和实验研究》

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28 对包钢尾矿含碳球团在 1000℃和1050℃预还 原、 1400℃熔分的渣样进行化学分析, 结果见表

2 所示. 从表

2 看出, 渣中磷由原矿中的 1. 17% 降到 0. 5% , 而铌含量从 0. 16% 富集到 0. 24% 左右, 二氧化 铁的含量虽有一定程度的升高, 但是铁的含量总体 来说呈大幅下降的趋势. 由此可知, 在超过1000℃的 温度进行碳热还原能够起到脱铁除磷的目的. 3.

2 熔分铁试样的微观结构 将制好的金相试样放到蔡氏显微镜下进行显微 观察, 并在放大倍数为100 倍的情况下, 对金相试样 进行金相观察.得到了一些

200 倍和

500 倍显微照 片, 以供微区分析.结果如图2 所示.

7 2009 年第21 期 张龙 包钢含铌尾矿铌富集的热力学分析和实验研究 图2 熔分铁样显微结构 为了进一步研究晶粒内部组织, 还对金相试样 的1 号和2 号部位进行了扫描电镜分析.结果如图3 所示. 图3 熔分铁样扫描图片 从上述金相图及SEM 分析图中可知: ①试验产 物金属样是以铁的组织为基体, 在该基体上有稀土 颗粒富集;

②稀土颗粒以非均匀形核的方式长大, 大 多稀土颗粒内部含有轻元素;

③经SEM 分析, 该暗 区域主要为铁以及轻元素物质, 如碳、 氧、 硫等. 以上结果表明: 包钢含铌尾矿经过还原和溶分 后, 渣样中铌浓度增加, 磷浓度减少, 金属样中铁的 含量较高, 一定程度实现了铌和磷、 铁的分离, 实现 了铌尾矿中铌的富集.

4 结论

411 由热力学计算可知, 在还原熔炼过程中为有效 分离铁、 磷和铌的温度应高于1300K, 温度提高则渣 中的磷含量降低, 但温度不宜超过铌的还原温度 1400℃. 深还原冶炼铌铁时, 温度则应控制在1400 ~ 1450℃;

412 通过碳热还原热力学计算可知, 铌矿物在固态 状况下, 由一氧化碳或碳还原只能使矿物中的铌氧 化物转化为低价的N bO 2, 而不能将其进一步还原. 铌氧化物的进一步还原是在更高的温度下通过渣铁 之间的界面反应, 由溶解态铁液中的碳、 硅等还原才 能实现铌向铁中的富集, 从而与脉石矿物实现分离;

413 对含碳尾矿团块在1050℃还原, 1400℃熔分所 得的铁样进行的金相分析和SEM 结果表明, 包钢含 铌尾矿经过还原和溶分后, 一定程度的实现了铌和 磷、 铁的分离, 铌最终在铌尾矿渣样中被富集, 结果 与理论分析相符. [参考文献] [1 ] 林东鲁 . 中国白云鄂博矿资源开发及市场前景 [J ], 2006, (3): 30. [2 ] 傅崇说 . 有色冶金原理[M ]. 冶金工业出版社, 1997, (6):

156 ~ 157. [3 ] 梁连科, 车荫昌, 杨怀等 . 冶金热力学及动力学 [M ]. 沈阳: 东北工学院出版社, 1990, (9):

214 ~ 217. The Thermodynam ic Analysis and Experi men t Research on N iobium Enrichmen t of Baogang Ta iling ZH A N G L ong Schoo l of M aterial and M etallurgy , Inner M ongo lia U niversity of Science and Techno logy, BaoTou, 014010) Abstract: Based on the thermodynam ic analysis of iron o re m ixed w ith niobium reduction by the techno logy of carbonaceous pellets, the niobium enrichm ent experim ent w as conducted by using the Baogang rare earth tailing (containing the niobium ) as the raw m aterial and the gas (CO ) as reductant. M o reover, the component analysis w as m ade fo r the niobium tailing and the slag, and the m eta samp le w as analyzed w ith the SEM (Scanning Electron M icro scope ). The result revealed that niobium could be effectively separated from the Iron and Pho spho rus w hen the reduction temperature is greater than 1300K. Key words: N iobium Tailing;