Kinetics of iron removal from metallurgical grade silicon with pressure leaching

In this paper, the kinetics of pressure leaching for purification of metallurgical grade silicon with hydrochloric acid was investigated. The effects of particle size, temperature, total pressure, and concentration of hydrochloric acid on the kinetics and mechanism of iron removal were studied. It was found that the reaction kinetic model followed the shrinking core model, and the apparent activation energy of the leaching reaction was 46.908 kJ/mol. And the apparent reaction order of iron removal with pressure leaching was 0.899. The kinetic equation was obtained and the mathematical model of iron removal from metallurgical grade silicon （MG-Si） was given as follows：The values calculated from the equation were consistent with the experimental results.

Comparison of selective flocculation of low grade goethitic iron ore fines using natural and synthetic polymers and a graft copolymer

This study aims to beneficiate low grade goethitic iron ore fines using a selective flocculation process. Selective flocculation studies were conducted using different polymers such as starch amylopectin(AP), poly acrylic acid(PAA), and a graft copolymer(AP-g-PAA). The obtained results were analyzed; they indicate the enhancement of the iron ore grade from 58.49% to 67.52% using AP-g-PAA with a recovery of 95.08%. In addition, 64.45% Fe with a recovery of 88.79% was obtained using AP. Similarly, using PAA, the grade increased to 63.46% Fe with a recovery of 82.10%. The findings are also supported by characterizing concentrates using X-ray diffraction(XRD) and electron probe microanalysis(EPMA) techniques.

“禹城式”矽卡岩型富铁矿的形成机制

山东省西北部齐河—禹城地区矽卡岩型富铁矿找矿工作取得了重大突破,有望成为继莱芜、金岭和济南之后又一个重要的富铁矿基地。与传统的矽卡岩型铁矿产于岩体与碳酸盐岩接触带不同的是,齐河—禹城地区李屯铁矿的矿体产于石炭系—二叠系含煤地层内,富铁矿体与围岩呈截然的接触关系,并且矿体附近的围岩发生了强烈的角岩化。针对这一现象,本文提出上覆的煤系极低的热导率使得含矿热液能够保持高温状态,发生长距离迁移而就位于远接触带的石炭系—二叠系中。李屯铁矿的形成可能是高温的岩浆流体与低温的大气降水混合,导致温度和盐度下降发生快速沉淀的结果。另外,近矿岩体普遍发生强烈的钠长石化,导致了闪长质岩石“铁的丢失”,为出溶高浓度富铁流体以及富铁矿的形成奠定了重要的物质基础。幔源“高分异”的闪长岩以及浅侵位时岩浆流体的出溶,也是邯邢式铁矿形成的先决条件。

程潮铁精矿带式磁选提质试验研究

针对氢基还原竖炉所需高品位铁精矿原料短缺问题,对程潮铁精矿进行磁滚筒精选、弱磁选—磁选柱精选以及带式磁选机精选提质研究。结果表明,在磨矿细度为-0.037 mm占85%时,采用两段带式磁选流程,可以得到TFe品位为70.16%、产率为87.33%、TFe回收率为92.51%的精矿产品;优化带式磁选参数并额外新增一排清洗水出水口进行磁选,得到精矿TFe品位为70.78%、产率为45.71%,尾矿TFe品位为62.40%、产率为54.29%。带式磁选精选2个流程均能获得TFe品位符合要求的精矿产品,且额外新增一排清洗水出水口的流程得到的尾矿产品可以直接利用。本研究可为国内优质磁铁精矿提质制备高品位铁精矿提供参考。

华北克拉通矽卡岩型富铁矿成矿关键控制因素:来自地层学的制约

华北克拉通矽卡岩型富铁矿床成矿关键控制因素一直是科学研究的热点和难点,也是制约下一步找矿方向和进一步实现找矿突破的关键。本次工作基于对华北克拉通典型矿床矿体分布规律的研究,基于地层学分析,研究了矿体分布的关键控制因素和制约机理。华北克拉通各典型矽卡岩型富铁矿床主矿体与围岩层系、岩溶层、膏岩层等的空间关系密切,主要分布于中奥陶统峰峰组二段、下马家沟组二段和上马家沟组二段,处于主要含膏层的上覆强岩溶层。地层学因素对矽卡岩型富铁矿床成矿的关键控制作用主要表现在四个方面:岩溶层系的垂向分布制约富铁矿体就位的有利空间;不整合面的发育控制岩溶系统发育的程度,影响富铁矿体规模;层序地层对岩溶期次的约束作用,限定了岩溶发育层位以及富铁矿层的分布;膏盐岩层指示阶段性强岩溶作用的底界,限定富铁矿体赋存的有利空间下限。根据研究认识,建立了华北克拉通矽卡岩型富铁矿床地质找矿模型,提出七个潜在成矿空间层段,其中包括三个主力成矿层段,并指出了下一步重点找矿及研究方向。

辽宁弓长岭富铁矿成矿过程元素迁移特征研究

辽宁弓长岭富铁矿是我国规模最大且唯一具有工业开采价值的沉积变质型(BIF)磁铁矿富矿床,目前其成因仍存在争议。本文系统采集了弓长岭二矿区四层铁中典型贫铁矿石和富铁矿石样品进行地球化学成分分析,采用质量平衡计算方法探究了弓长岭富铁矿形成过程中的元素迁移变化规律。结果表明,(1)主量元素主要表现为TFe_(2)O_(3)的强烈富集和SiO_(2)的强烈亏损且二者存在明显的负相关关系,同时伴有地球化学性质活泼的碱金属和碱土金属如Na、K、Ca和Mg等迁出,而P_(2)O_(5)、BaO和Cr_(2)O_(3)在富铁矿石中相对富集,应与富铁矿成矿流体性质有关;(2)微量元素中高场强元素(HFSE)Nb、Ta、U表现为富集,Ce、Th、Zr等元素亏损,而Hf、Ti等元素变化不明显;大离子亲石元素(LILE)Ba和Cs表现为富集,而Rb和Sr亏损,说明弓长岭富铁矿与其蚀变围岩中Nb、Ta等稀有金属矿化是同一地质作用的产物;(3)稀土元素中La、Ce、Pr、Nd等轻稀土亏损明显,而其它稀土元素,特别是重稀土元素均明显富集。综合主量、微量及稀土元素的迁移规律,认为弓长岭富铁矿成矿作用可能与花岗质岩浆活动有关。

基于SPA-SVR模型的LIBS铁精矿矿浆中铁品位的在线测量

浮选是选矿过程中的重要一步,浮选过程中矿浆品位是选矿工艺需要实时掌握的重要指标。实验室开发了基于激光诱导击穿光谱的在线矿浆成分分析仪SIA-LIBSlurry,可以通过采集光谱数据对浮选过程中矿浆的各元素含量进行实时测量。但铁矿浆光谱数据维度较高,数据间强烈的多重共线性和非线性问题增加了建模的复杂度。为了解决该问题,本工作比较了两种变量选择算法:竞争性自适应重加权算法(CARS)和连续投影算法(SPA),并结合支持向量机回归(SVR)建立定量分析模型。研究结果表明:全谱6116个变量建立的SVR模型精度较低,预测均方根误差为1.45%;CARS筛选出的231个变量建立的CARS-SVR模型的预测能力有所提高,预测均方根误差为1.09%;SPA筛选出的12个变量建模,SPA-SVR模型取得了最佳预测效果,预测均方根误差降到了0.97%。说明SPA-SVR模型具有较高的预测准确率,有助于提高SIA-LIBSlurry分析仪在线监测的准确性。

磷铁渣高温活化浸出-沉淀法制备电池级FePO_(4)的工艺及应用

磷铁渣是黄磷生产的副产物之一,化学性质稳定,常作为固体废物处理,不仅污染环境,也消耗了大量人力物力。如何合理利用磷铁渣中铁(Fe)、磷(P)元素是磷化工企业必须解决的问题。以磷铁渣制备磷酸铁(FePO_(4))的传统技术存在能耗大、副产物安全隐患大、难以实现工业化生产等缺点。有鉴于此,本文采用磷铁渣、磷酸、盐酸、氨水为原料,通过高温活化浸出-沉淀法制备了电池级FePO_(4)。在高温活化浸出阶段,探究了浸出时间、浸出温度、盐酸浓度、液固比与磷铁渣浸出率的关联规律。并研究了反应温度、时间、pH、投料比等条件对制备FePO_(4)性能的影响。对浸出液中Fe、P元素浓度和FePO_(4)晶体结构、形貌和粒度进行了分析。实验结果表明,磷铁渣浸出的最佳条件是:浸出时间3h、浸出温度90℃、盐酸浓度5.5mol/L、液固比20mL/g,在此浸出条件下Fe元素浸出率可达93.55%,P元素浸出率可达82.21%,固体渣浸出率可达90.06%。沉淀反应过程的最佳条件为:反应温度70℃、反应时间2h、反应pH=1.2、Fe/P投料比为1,此条件制备的磷酸铁(FePO_(4))材料结晶度高,形貌均匀,分散性好,一次粒径为100~200nm,铁磷比为0.97,杂质含量完全符合行业标准。以此合成的磷酸铁锂(LiFePO_(4))正极材料电化学性能较好,在1C倍率下,放电比容量可达到151.62mA·h/g,表明所制备的FePO_(4)完全满足LiFePO_(4)正极材料前体的要求。

弓长岭磁铁矿拉曼光谱特征及意义

弓长岭铁矿床是我国最大的沉积变质型磁铁富矿,诸多学者对其开展了大量研究工作,但磁铁矿拉曼光谱方面的研究较少。采用HORIBA XploRA PLUS显微拉曼光谱仪对弓长岭铁矿床典型贫铁矿石和富铁矿石中的磁铁矿进行了拉曼光谱测试,结果表明,贫铁矿石中磁铁矿在300、550和670 cm^(-1)处的拉曼峰位向高波数偏移,应与其中磁铁矿的铁平均氧化态升高及微量元素类质同象取代导致矿物晶格尺寸减小有关;富铁矿石中磁铁矿的拉曼峰强明显升高,应为富铁矿形成过程中磁铁矿重结晶致使其内部微量元素整体含量降低而铁离子含量相对升高所致。贫铁矿石中部分磁铁矿出现了微弱的赤铁矿拉曼光谱特征,可能与磁铁矿形成后的表生氧化有关。X射线衍射(XRD)分析表明,富矿中铁氧化物主要为磁铁矿,而贫铁矿石中的磁铁矿有向镁磁铁矿转变的趋势。扫描电镜能谱分析结果表明,富矿中磁铁矿相较于贫矿中的微量元素含量降低,即由贫矿到富矿,磁铁矿经历了“纯化”,与前面拉曼结果研究相一致。本次研究表明,拉曼光谱测试具有快速、简单、可重复且无损伤的特点,可有效估计磁铁矿中微量元素含量并可用以鉴别鞍本地区贫、富两类铁矿石。

Magnetizing roast and magnetic separation of iron in rare-earth tailings

Magnetic separation of iron in rare-earth tailings was achieved by magnetizing roast process with coal as reductant. Effects of the temperature, carbon to oxygen ratio, and cooling type on magnetic susceptibility and composition of rare-earth tailings were investigated. The results show that roast conditions with the temperature of 650℃, carbon to oxygen ratio of 3.85, and holding time of 2.5 h are in favor of reduction of Fe_2O_3 to Fe_3O_4 when the roasted rare-earth tailings is cooled along with furnace. Under these roast conditions, magnetic susceptibility of rare-earth tailings is 2.36 that is very close to theoretical value（2.33）. However, magnetic separation results of iron in rare-earth tailings cooled along with furnace are not satisfactory. Through comparing magnetic separation results of iron in rare-earth tailings cooled by different ways, it is found that water cooling is more favored of magnetic separation of iron in the roasted rare-earth tailings than furnace cooling and air cooling. Grade and recovery of iron in concentrate from rare-earth tailings cooled by water are 45.00%-49.00% and 65.00%-77.50%, respectively.

利用磷铁渣共沉淀法制备电池级磷酸铁的研究

本研究以磷铁渣为原料,采用溶解、共沉淀、煅烧三段工艺法制备电池级磷酸铁,对共沉淀最佳工艺参数进行研究。结果表明:反应时溶液铁磷摩尔比为1:1.0、反应pH为1.0、反应温度为80℃,反应时间为5 h,制备的磷酸铁铁磷摩尔比为0.97,经高温煅烧后能得到合格的电池级磷酸铁[2]。

高铁低品位红土镍矿酸浸工艺研究

研究了用硫酸从印尼某高铁低品位红土镍矿中加压酸浸镍、钴、铁,并探讨了浸出渣中铁品位变化及常压、加压下的浸出动力学。结果表明:在酸矿比260 kg/t、温度250℃(对应水蒸气压力4.0 MPa)、液固体积质量比3/1、搅拌速度300 r/min、粒度100目、反应时间1 h条件下,镍、钴、铁浸出率分别为98.1%、98.3%、4.7%,铁品位可达51.3%;加压和常压下,镍、钴浸出过程均符合界面化学反应控制的收缩核模型,加压下反应活化能分别为116、91 kJ/mol,常压下反应活化能分别为41、53 kJ/mol;常压下主要是针铁矿的浸出,高压下主要是铬铁矿、磁铁矿等矿相的浸出。

低品位铁矿资源开发利用保护综合评价:以内蒙古乌拉特前旗低品位铁矿为例

铁矿是钢铁工业的基本原料,是中国的战略性矿产之一。我国铁矿资源具有低品位、小规模、需选矿、高成本的特点,国内供应保障能力不足,对外依存度不断攀升,对我国低品位铁矿资源开发利用保护情况进行综合评价十分必要。本文通过分析内蒙古乌拉特前旗低品位铁矿资源开发利用现状,评价各矿山开发利用矿产资源的经济效益、环境效益和社会效益;在评价三大效益的基础上,认为开采低于最低工业品位指标的铁矿资源具有盈利性,矿山盈亏平衡品位4.37%~7.47%,满足投资收益平均品位5.55%~9.83%。开采低于最低工业品位指标的铁矿资源治理修复费用小于治理基金额度。在此基础上,提出内蒙古乌拉特前旗低品位铁矿绿色低碳转型有效路径为“产业链低碳延伸集约发展”,为面临“经济—资源—环境”约束的地区政府决策提供理论参考。

面向选矿成本优化的铁矿品位分析与决策

针对选矿过程中铁矿石品位决策问题,将实际生产数据智能解析和“五品联动”机理模型相结合,进行品位-成本关系的量化分析。参考矿冶工程中原矿品位、精矿品位和上下游环节的成本及价格关系,提出与选矿环节相关的铁矿石品位-成本分析优化方法。经过对实际生产数据的仿真计算,所得优化结果符合实际生产情况,有一定应用价值。

分布式三维广域电磁法在山东齐河—禹城李屯厚覆盖区富铁矿勘查中的应用

近年来,山东齐河—禹城李屯厚覆盖区富铁矿勘查取得了重大进展,但该区新生界厚度大(900~1100 m)、磁铁矿体埋藏深,矿体引起的地球物理异常弱,找矿难度大。为了揭示李屯富铁矿深部地质构造,开展了分布式三维广域电磁探测,应用高阶2n序列伪随机信号,一次发射49个频率并同时接收,实现分布式滚动测量,获得了地下2000 m以浅地电特征,并对地下地质结构进行解释,构建了重点研究区的三维地质模型,解释结果与已有的二维地震和钻探信息吻合度较高,为重磁联合反演提供有效的地质结构约束,结合重磁场特征和成矿规律圈定新的找矿靶区。结果表明,分布式三维广域电磁法是获取厚覆盖地区深部地质结构的有效探测方法,具有良好的应用前景。

高压隔爆型三相异步电动机设计

YB363010 kV隔爆型高压三相异步电动机是根据订货需要,电机效率满足GB 30254—2013中2级能效要求,电机机座材质为铸铁机座,是目前冷却方式为IC411最大的隔爆型高压三相异步电动机。本次选取YB3630-42240 kW为例,采用了Ansys软件进行了电磁分析,用SolidWorks软件进行三维绘制电机模型及结构仿真计算,最终对样机进行型式试验,电机最终试验合格,为后续的产品开发提供了设计的依据。

江苏某铁矿工业指标论证

矿床工业指标影响矿山技术经济状况的全局。在经济合理的前提下,尽可能提高有限资源的利用程度,而不是单纯追求最大利润。以江苏某铁矿为例,通过测算盈亏平衡时的最低品位拟定经济品位,在矿山效益前提下优化工业指标,圈定资源量并进行多方案比较,确定当前技术经济条件下最优的工业指标方案。

地质实验测试中高品位铁的测定

文章介绍了一种新的测铁方法——重铬酸钾法,其利用盐酸对样品进行加热分解后,让铁矿石中的铁变成氧化铁,并用氯化亚锡将Fe^(3+)转化为Fe^(2+),以钨酸钠为指示试剂,再用三氯化钛将余下的小部分Fe^(3+)转化成Fe^(2+)至颜色变成钨蓝色,然后用重铬酸钾标准液将其氧化,直至蓝色变淡到无色为止,之后加入配制好的硫磷混酸,以二苯胺磺酸钠作为指示剂,再用重铬酸钾溶液滴定,最后对铁矿石中的铁含量进行分析计算。对试验结果的准确度、精密度进行数据统计分析,并同时进行方法比对试验,结果表明该方法操作简便、分析速度快、灵敏度高、具有良好的准确度和精密度,并且此次试验方法与国家标准方法的测定结果没有显著性差异。

以硝酸铁为原料水热合成电池级磷酸铁的研究

作为合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂的一种重要前驱体,电池级磷酸铁的品质受到诸多限制。本研究以硝酸铁为原料,磷酸二氢铵为沉淀剂,通过水热反应与脱水热处理相结合的合成路线,省去氧化过程的同时,引入的杂质离子易分解除去,从而提高了产品纯度。在磷酸浓度为3.0mol·L^(-1)、磷酸二氢铵浓度为0.6 mol·L^(-1)、反应温度80℃、反应时间4h的条件下,合成了D_(50)值为6.243μm的无水磷酸铁颗粒,产率可稳定控制在95%以上。产品的铁磷比为0.970,其中铁含量的平均值为36.20wt.%,磷含量的平均值为20.69wt.%,其他金属杂质的含量均很低,达到了电池级磷酸铁的要求。本方法具有产物纯度高、工艺路线短等优点,对于电池级磷酸铁的工业化生产有一定的参考价值。

低品位岩矿分选工艺改进研究

针对内蒙古西部地区低品位岩矿铁资源未能及时回收的问题,进行了分选工艺探索和设备改进,解决了低品位岩矿精矿品位难以达标和粒度细化问题;将自动化、智能化技术应用于新设备中,极大优化了选矿工艺指标,顺应绿色智能矿山发展需求;采用远程互联技术,实现远程控制中心与远程单元的互动交流,拉近客户和设备厂商的沟通距离,方便跟踪设备运行状态,利于维护运行指标和观察部件运转状态。