含铁矿物的微波热处理技术现状(4)

选矿

第８期罗立群，

等：含铁矿物的微波热处理技术现状

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等优点。

［６］

图５　微波加热与常规加热还原铁粉的ＳＥＭ显微照片１

境友好型还原生产，与传统加热方式相比不仅可以

１２］

图４　微波加热不同时间对菱铁矿磁性能的影响［

缩短加热时间，降低了能耗，而且改善了还原条件，可以有效的降低生产成本。微波碳热还原技术对钛冶金行业降低能耗、降低成本、增加利润具有重要意义。该方法虽然理论可行，但缺少大型工业配套设备，目前尚无工业实践。２．５　微波辅助铁矿浸出

该方法与氯化法我国钛工业主要采用硫酸法，

在竞争中求生存，利用微波辅助钛铁矿浸出技术应

１７］

探索了微波辐射－盐酸浸出钛运而生。周晓东等［

２．４　微波在钛铁矿热还原中的研究

目前，国内外钛铁矿的综合利用主要方法有两大类：一类是高温熔炼还原法；另一类是化学浸出法。具体的方法与种类虽然有很多，但就国内外实际生产情况而言，碳热还原法仍是主导的、唯一在工业上取得实际应用的技术。

我国的钛资源主要分布在四川攀枝花地区，主要以钛铁矿的形式存在，国内学者大都以此地的钛在开发研制新技术时对微波加铁矿作为研究对象，

热应用于钛铁矿的处理做了大量的研究，认为钛铁矿的微波碳热还原技术在理论上是可行的，且比其

］１３１６－

表明微波碳热还它方法有许多优点。大量研究［

研究表明钛铁矿在一定温度下能将其铁矿的方法，

中的亚铁氧化成高价铁，形成假板钛矿结构，这种氧化使原矿中的铁活化，低温氧化有利于盐酸浸出时选择性的除去铁，生成大颗粒人造金红石，高温氧化产生高铁板钛矿结构，对酸十分稳定，不利于钛铁矿的浸出。表明微波辐射下对钛铁矿进行酸浸出代替高温高压酸浸工艺制备人造金红石在理论上和实践上都是可行的。

［８］

采用微波加热技术对某种电弧炉ＤＫＸｉａ等１　　

渣进行碱浸出处理，能够较好的回收炉渣里的铁、

原钛铁矿的机理主要是：微波的选择性加热可以使碳产生局部高温，这能够显著提高碳的还原能力，从而提高钛铁矿的还原速率；钛铁矿选择性优先吸收微波发生局域耦合共振，产生热点，这些热点比其它成为反应的中心。研究证实还原区域的温度要高，

反应从一开始施加微波辐射就开始进行；由于对微波的吸收不同，使钛铁矿球团内部产生热应力，从而产生大量孔隙和裂纹，促进了还原气氛的扩散，并且快速还原产生的大量晶核也加速了还原反应的进行。

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雷鹰等［在研究微波碳热还原攀枝花低品位

锌、铅等金属。炉渣的主要成分为红锌矿和铁酸锌，试验表明传统条件下锌的回收率在１８０ｍｉｎ达到最大，约为７在微波辅助浸出条件下，锌的回收率２％，在５约８表明锌在微波辐射下ｍｉｎ内达到最大，０％，这可能是因为溶液过热、沸腾剧能够快速的溶解，

烈、溶液中电炉渣颗粒与微波的相互作用。试验显固体颗粒和界面的温度比常规浸出示在微波试验中，

要高许多，从而导致金属溶解速率和回收率的增加。２．６　微波用于赤铁矿的脱磷

近年来我国大量进口国外铁矿石，但是在湖北、湖南、江西、云南等地广泛的分布着总资源储量达宁乡式”高磷鲕状赤铁矿，因这类铁矿含７０亿ｔ的“

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磷高、嵌布复杂而难以分选利用。张辉等［对利用微波加热处理高磷鲕状赤铁矿。经微波作用碳热还原、细磨和磁选，其脱磷率达到８铁回收率７．８％，效果较好。基于Ｆ９０％，ｅＦｅ２Ｏ３、３Ｏ４和无烟煤粉具

钛精矿时发现：钛铁矿在常规加热８００℃预氧化后添加相关添加剂制成球团，在微波辐射温度，还原产物中铁１０００℃～１１００℃下保温还原６０ｍｉｎ

［６］

类似的研究指的金属化率可超过９０％。李雨等１出，钛精矿的球磨活化可以进一步降低微波还原温

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度，提高反应速率。汪云华等［发现微波辐射还原

得到的铁粉比常规加热还原得到的铁粉表面有更加）（，如图５（深色部分为海绵体铁）发达的海绵体，ａ这种海绵体铁具有更大的比表面积，表面活性强，有利用制造中低密度、

中高强度的粉末冶金制品。

微波加热技术可以实现钛铁矿的高效、节能、环