以金属铁粉为原料磷酸铁锂的制备和性能研究

以1～3μm金属铁粉和磷酸二氢锂为原料，采用高温固相法合成了无碳磷酸铁锂。通过X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）和电化学测试等方法对合成的磷酸铁锂材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。研究结果表明，采用1～3μm的金属铁粉和磷酸二氢锂为原料，高温固相法合成了具有橄榄石晶体结构的磷酸铁锂材料，粉末近似球形，振实密度较高，一次颗粒200～300nm。600℃合成的磷酸铁锂存在杂质相，650～750℃下合成的磷酸铁锂具有完整的橄榄石晶体结构，产物为纯相。无碳的磷酸铁锂呈浅灰色，600～750℃下合成的磷酸铁锂材料0．1C充放电存在平台，显示两相充放电特性，比容量均在100mAh·g^-1左右，且极化较大。用蔗糖对其进行包覆改性得到碳包磷酸铁锂，其颜色呈黑色，改性后的磷酸铁锂电化学性能有了较大的提高，0．1C比容量达到了154mAh·g^-1，充电平台和放电平台之间的极化明显降低，具有较好的循环稳定性。

七宝山铁尾矿还原焙烧—弱磁选回收铁试验

江西七宝山铁尾矿成分复杂,铁品位达38.74%,主要铁矿物为针铁矿。为了高效回收其中的铁,采用还原焙烧—弱磁选工艺进行了试验研究。结果表明:提高煤粉添加量、延长焙烧时间、提高焙烧温度均有利于提高还原焙烧产物中铁的金属化率和金属铁粉的指标;在煤粉添加量为15%,还原焙烧温度为1 250℃,还原焙烧时间为60min,焙烧产物磨至-325目占58.80%,弱磁选磁场强度为88 kA/m情况下,可获得铁品位为88.80%、铁回收率为92.28%的金属铁粉。还原焙烧产物的微观分析表明:在还原焙烧初期,焙烧产物中生成了大量微细粒铁颗粒,随着还原焙烧时间的延长,细小的铁颗粒不断兼并、集聚,60 min后铁颗粒不再明显集聚、长大;随着还原温度的提高,焙烧产物中的铁颗粒显著长大,在1 250℃情况下,铁颗粒长至100μm左右;长大的铁颗粒中包裹细小脉石颗粒是造成金属铁粉铁品位难以进一步大幅度提高的主要原因。

某高铁铝土矿石铝铁分离试验

大量高铁铝土矿因氧化铁含量高、矿物嵌布关系复杂而处于待开发状态。为确定四川某高铁铝土矿的高效开发利用方案，对还原焙烧-弱磁选提铁-铝溶出的铝铁高效分离回收工艺中主要影响因素——焙烧制度、焙烧产物磨矿细度及弱磁选磁场强度进行了单因素条件试验。结果表明，在还原焙烧试样粒度为0．18～0mm、配碳系数为2．0、焙烧温度为1350℃、焙烧时间为20min、焙烧产物磨矿细度为－0．074mm占91％、弱磁选磁场强度为60kA／m情况下，可取得铁品位为89．83％、铁回收率为84．08％的金属铁粉，A12Ｏ３浸出率为69．35％，较好地实现了铝、铁分离。

铅渣煤基直接还原—磁选选铁试验

云南澜沧某铅渣Fe、Cu、Pb、Zn含量均较高,采用煤基直接还原—磁选工艺对其中的铁进行了回收工艺技术条件研究,并对试验过程中的重要产物进行了XRD和SEM-EDS分析。结果表明,含铁25.98%的铅渣在还原煤用量为铅渣质量的30%、焙烧温度为1 200℃、焙烧时间为40 min、直接还原产物磨矿细度为-74μm占83.92%、1粗1精弱磁选磁场强度分别为180、56 kA/m情况下,可获得铁品位为93.68%、回收率为77.59%的金属铁粉;煤基直接还原可使铅渣中粒度细微、嵌布关系复杂、磁性弱的含铁矿物转变成粒度粗大、与渣界限分明、磁性强的金属铁,为弱磁选分离创造了有利条件。

澳大利亚某赤铁矿石深度还原试验

澳大利亚某铁矿石属高铁、易泥化、极细粒嵌布的赤铁矿石,传统选矿工艺难以获得理想的分选指标。为给该矿石的开发利用提供技术方案,以某洗精煤为还原剂,采用深度还原—弱磁选工艺对该矿石合理的深度还原工艺参数进行了研究。结果表明:还原温度和还原时间是影响该矿石深度还原效果的主要因素;在配煤过剩倍数为2.0、还原温度为1 250℃、还原时间为50 min、料层厚度为30 mm情况下的深度还原熟料,经磨矿(-200目含量约为80%)、1次弱磁选(磁场强度为107 kA/m),可获得全铁品位为78.13%、铁回收率为98.19%的金属铁粉。因此,深度还原—弱磁选工艺是该矿石开发利用的有效工艺。

拜耳法赤泥中铁的强磁选预富集--深度还原-弱磁选试验

拜耳法生产Al_2O_3过程中产生的赤泥中含有大量的难回收铁矿物,有效地回收这些铁矿物既是对资源的高效利用,又有利于减少污染物排放。采用强磁选预富集—深度还原—弱磁选工艺对铁品位为39.42%的山东某拜尔法赤泥进行了选铁试验。结果表明:在磨矿细度为-0.074 mm占80.75%,强磁选背景磁感应场强为1.2 T情况下,可获得铁品位为52.89%、铁回收率为59.85%的强磁选预富集精矿;强磁选预富集精矿在烟煤用量为24.27%(烟煤与强磁选预富集精矿的质量比),深度还原温度为1 300℃、时间为45 min,还原焙烧产物磨矿细度为-0.074 mm占38%,弱磁选磁场强度为72.03 k A/m情况下,可得到铁品位为91.25%,铁作业回收率为96.90%、对赤泥回收率为57.99%的金属铁粉,较好地实现了赤泥中铁矿物的回收。试验确定的工艺简单、稳定、可靠,有较高的工业应用价值。

铜渣转底炉直接还原回收铁锌工艺研究

为解决国内某铜渣的开发利用问题,以兰炭为还原剂、白云石为添加剂,采用模拟转底炉直接还原—磨矿—磁选工艺,对有价元素铁、锌的回收及杂质硫的脱除进行了研究。结果表明:在兰炭用量为25%,白云石用量为10%,还原温度为1 300℃,还原时间为35 min情况下,直接还原过程的锌脱除率为99.14%,可获得ZnO含量为79.59%的氧化锌粉,金属化球团经磨矿、磁选后,获得了铁品位为92.79%、铁回收率为88.12%、硫含量为0.08%的金属铁粉。机理分析表明,铜渣中的铁橄榄石、磁铁矿相大部分已转变为金属铁相,金属铁颗粒明显聚集长大,最大粒度超过100μm,且与脉石矿物等存在清晰平滑的界面,有利于后续磨矿、磁选工序得到高品位的金属铁粉。