碳氮化处理攀钢含钛高炉渣及其分选研究

论文摘要

本文在全面总结回顾国内外含钛高炉渣,特别是在充分研究攀钢含钛高炉渣的物化特征和综合利用现状的基础上,提出综合利用攀钢含钛高炉渣的一种方案,即将含钛高炉渣进行碳氮化处理,使含钛高炉渣中的碳氮化钛定向富集、长大,再用选矿的方法回收碳氮化钛,而残渣用于生产水泥或直接铺路等,以达到全量和高附加值利用的目的。具体研究内容包括:在热力学分析的基础上,在氮气气氛下进行了碳化和碳氮化还原实验,并采用X-射线衍射仪和扫描电镜研究了产物的相组成和显微结构,结果表明较理想的碳氮化工艺条件为:碳氮化处理温度1500℃、保温时间2h、配碳比为1。此时,碳氮化比较完全,Ti（C,N）的平均粒径可达4μm以上。在试验中发现碳氮化钛有在铁珠周围富集的趋势,添加剂Fe2O3和CaF2加入量分别为7.2%、3%时,获得的磁选指标比较好。磁选试验考察了磨矿细度和磁场强度对磁选指标的影响,磨矿细度-0.074mm占80%左右,CXGS-99型磁选管激磁电流为1.3A（150mT）时,获得了产率为26.26%,品位为36.46%,回收率为43.77%的碳氮化钛精矿。碳氮化钛精矿经强磁选后获得了产率为16.30%,品位为41.22%,回收率为24.01%的精矿。对人工合成黄长石和碳氮化钛进行了单矿物的浮选试验、表面电位测定、红外光谱研究、人工混合矿分离试验及改性渣的粗选试验。结果表明:十二胺选择性较低;石油磺酸钠的捕收能力较磺酸盐强,但选择性较磺酸盐低。在用石油磺酸钠做捕收剂时,由于其选择性低,需要加一定量的抑制剂,实验表明,苛性淀粉对碳氮化钛的抑制效果较黄长石要好。用MYR1做碳氮化钛正浮的捕收剂,由于MYR1捕收剂的泡沫量大,选择性不是很好,在正浮时需要加一定量的抑制剂,六偏磷酸钠对黄长石的抑制效果较水玻璃好。在纯矿物浮选研究的基础上对一次强磁精矿和二次强磁的尾矿分别进行浮选。结果表明,三种反浮选的药剂浮选后,用磺酸盐做捕收剂获得的效果相对比较好,一次强磁浮选后碳氮化钛的品位为24.68%,回收率为32.20%的碳氮化钛精矿,二次强磁浮选后碳氮化钛的品位为32.46%,回收率为9.04%的碳氮化钛精矿。用MYR1正浮改性渣,一次强磁浮选后碳氮化钛的品位为28.66%,回收率为26.50%的碳氮化钛精矿,二次强磁浮选后碳氮化钛的品位为37.97%,回收率为7.38%的碳氮化钛精矿。最终获得品位分别为28.66%、37.97%和41.22%,回收率分别为26.50%、7.38%和24.01%,总回收率为57.89%的三种碳氮化钛精矿。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 含钛高炉渣的产生
• 1.2 攀钢含钛高炉渣
• 1.2.1 攀枝花钒钛磁铁矿概述
• 1.2.2 钒钛磁铁矿的加工处理
• 1.2.3 含钛高炉渣的组成及工艺矿物学
• 1.3 国内外含钛高炉渣利用研究进展
• 1.3.1 国外含钛高炉渣的利用
• 1.3.2 国内含钛高炉渣的利用
• 1.4 攀钢含钛高炉渣中钛氧化物的碳热还原分析
• 1.5 本论文工作的提出
• 第二章 碳氮化处理含钛高炉渣后磁选分离研究
• 2.1 碳氮化处理含钛高炉渣
• 2.2 碳热还原和水解机理
• 2.2.1 碳热还原机理
• 2.2.2 碳氮化钛水解机理
• 2.3 添加剂对改性渣的影响
• 2.4 磁选
• 2.4.1 试样准备
• 2.4.2 磨矿曲线
• 2.4.3 添加剂对磁选指标的影响
• 2.4.4 细度对磁选指标的影响
• 2.4.5 磁场强度对磁选指标的影响
• 2.4.6 强磁选回收碳氮化钛
• 2.4.7 选矿工艺的数质量流程图
• 2.5 小结
• 第三章 以合成纯矿物探讨浮选实验条件的研究
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 纯矿物浮选
• 3.1.2 表面电性测定
• 3.1.3 pH 值测定
• 3.2 实验药剂
• 3.3 以十二胺为捕收剂对纯矿物的可浮性研究
• 3.4 使用石油磺酸钠作捕收剂对纯矿物的可浮性研究
• 3.4.1 黄长石粗选条件试验
• 3.4.2 碳氮化钛粗选条件试验
• 3.4.3 组合用药剂对矿物浮选效果的影响
• 3.5 以磺酸盐为捕收剂对纯矿物的可浮性研究
• 3.5.1 介质pH 值对矿物可浮性的影响
• 3.5.2 捕收剂用量对矿物可浮性的影响
• 3.5.3 碱处理对矿物可浮性的影响
• 3.5.4 苛性淀粉对碳氮化钛矿物浮选的影响
• 3.5.5 多价金属盐类对矿物可浮性的影响
• 3.6 MYR1 对纯矿物的可浮性研究
• 3.6.1 水玻璃对矿物可浮性的影响
• 3.6.2 六偏磷酸钠对矿物可浮性的影响
• 3.7 人工混合矿浮选研究
• 3.8 红外光谱测定
• 3.8.1 黄长石表面捕收剂吸附机理分析
• 3.8.2 十二胺对黄长石表面的吸附作用
• 3.8.3 石油磺酸钠对黄长石表面的吸附作用
• 3.8.4 磺酸盐对黄长石表面的吸附作用
• 3.8.5 MYR1 对碳氮化钛表面的吸附作用
• 3.9 小结
• 第四章 碳氮化处理含钛高炉渣后浮选分离研究
• 4.1 以十二胺为捕收剂对改性渣的反浮选
• 4.2 使用石油磺酸钠作捕收剂对改性渣的可浮性研究
• 4.3 以磺酸盐为捕收剂对改性渣的可浮性研究
• 4.4 MYR1 对改性渣的可浮性研究
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢