铁粉，尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。铁粉 纯的金属铁是银白色的，铁粉是黑色的，这是个光学问题，因为铁粉的比表面积小，没有固定的几何形状，而铁块的晶体结构呈几何形状，因而铁块吸收一部分可见光，将另一部分可见光镜面反射了出来，显出白色;铁粉没吸收完的光却被漫反射，能够进入人眼的可见光少，所以是黑色的。 铁粉的应用 粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右。铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80%。

日前，记者从辽宁北票盛隆粉末有限公司了解到，该公司用高科技把普通铁精粉加工成还原铁精粉，使普通铁精粉成为身价倍增的高附加值产品。目前，还原铁粉的国内市场价格为每吨4800元-18000元。（据2006年6月26日报道，国内部分地区铁精粉采购价格分别为承德580-590（含税）元/t、霍邱660-670（含税）元/t 、本溪510-520 (含税)元/t ）         北票盛隆粉末冶金有限公司前身是生产普通铁精粉的北票铁矿。2000年，该公司依托当地丰富的铁矿资源和自己较强的采矿、选矿生产能力，引进和采用乌克兰先进技术，并积极与国内科研院所开展技术合作，实现了初级资源型企业向高新技术企业的转型，开发出了还原铁粉、铝镍合金粉等一系列附加值较高的冶金新产品。2002年，该公司开始生产还原铁粉，目前已达到9000吨的年生产能力，产品主要供给“珠三角”和“长三角”地区的零部件制造企业，同时出口日本等国家和地区。    据了解，还原铁粉是用高科技把含铁量66%以上的普通铁精粉，经过加工成海绵铁、粉碎、磁选、两次还原、筛分等工序提纯，使其变成含铁量达到99%以上的纯铁粉，粒度可达到100-500网目。还原铁粉可用于汽车零部件制造、家电零部件制造、金刚石工具、钢结硬质合金以及高端电子产品软磁性材料等领域；用还原铁粉制成的各种零部件，能够做到无机械切削加工或极小量机械切削加工的特点，使下游各类制造业节约能源和原材料，降低生产成本。 来源:世纪金山网

流程由6道工序组成：铋矿的浸出与复原；铁粉置换沉积海绵铋；氧化再生；海绵铋熔铸粗铋；粗铋火法精练；铋浸出渣中有价金属的选矿收回。浸出进程的首要反响如下：浸出液经加铋矿复原，使溶液中残存的三价铁复原为二价。加铁粉，沉积出海绵铋，经过氧化，再生三价铁。 此法在工艺上比较老练，铋的浸出率高（渣计98%～98.5%），综合利用好，污染较小，为进步铋资源的综合利用供给了一种有用的途径。但此工艺材料耗费比较高，1t海绵铋耗用工业1.5～1.8t，氧气0.4～0.5t，铁粉0.5～0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能，铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视，废液排放量大，浸出液中因为离子浓度相对较高，黏度较大，渣的过滤和洗刷较为困难。工艺流程见图1。图1  铋锡中矿浸出－铁粉置换提铋工艺流程图

近年来，随着钢铁工业的迅速发展和生产规模的不断扩大，在钢铁冶金生产中产生的含铁粉矿也随之迅速增长。主要包括烧结粉尘、高炉粉尘及尘泥、转炉粉尘、电炉粉尘、轧钢皮及尘泥等，这些粉矿的含铁量比较高，是一种可循环再利用的宝贵资源。此外，金属矿在开采过程中也会产生粉矿，对这些含铁粉矿资源的再次利用，具有重要意义，因此有很多球团厂和钢铁企业均对如何利用含铁粉矿进行了深入的研究[1-2]。 在含铁粉矿利用过程中，还存在以下主要问题：①生产出来的球团抗压力太低，满足不了球团进入高炉冶炼的要求。②制备工艺过程中的粘结剂对原材料要求高，含铁矿粉本身来源复杂，严格要求是不可能的，甚至有的粘结剂还要求原料中要加入一定量的含铁90%以上的金属粉才能固化，这就失去了利用矿粉的意义。③球团的固化时间太长，有的需要几十个小时固化时间、或几十天的养护才能产生抗压力，没办法实现批量生产。 本研究拟开发一种简单可靠、适应性广的球团生产工艺，并具有设备简单、投资少、生产成本低、便于操作等优点；要实现这一目标，首先粘结剂的烘干温度要低，加热时间要短，能源消耗要少，不污染环境，所以首先研制了新型粘结剂。已有不少关于球团用粘结剂的研究[3-6]，在前人研究的基础上，对粘结剂进行了进一步深入研究，获得了新的无机、有机复合粘结剂，以此为基础，对加热固化制度工艺也进行了研究，并探索了粘结剂的合适加入量及粘结剂对不同矿粉原料的适应性，以获得能用于实际工业生产的含铁粉矿的球团化制备工艺。 一、试验条件与方法 （一）原材料 1、粘结剂，采用自制无机有机复合粘结剂(简称粘结剂)。 2、含铁粉矿，来自攀枝花某企业，其化学组成见表1。（二）试验过程 每次称取含铁粉矿原料500g，试验采用人工配料混合，试样加压成型是在万能压力试验机上进行。加压成型压力为30000N/个，每个球团用料30g，直径为25mm。粉矿加压成型后放在加热炉中进行烘干固结，最后测其径向抗压力。其径向抗压力与实际工业生产中对辊压块法生产的椭圆球团两端点间的力更接近，所以在试验中，都是采用的测试试样的径向抗压力。试验过程如图1所示。 （三）抗压力测试 试样为直径25mm，高20mm的圆柱体，每种条件下制作5个试样进行抗压力测试，去掉最高、最低值，取其余3个值的平均值作为该条件下的抗压力值。 （四）所用仪器与设备 加压设备为YE-30型液压式压力试验机，烘干设备为TMF-4-3型陶瓷纤维高温炉，抗压力检测设备为CMT5105型微机控制电子万能试验机。二、试验结果与分析 （一）加热固化制度对球团抗压力的影响 所用粘结剂要在加热条件下才能固化，因此加热固化制度是球团制备重要的工艺参数之一。通过查阅文献，采用自制的无机有机复合粘结剂，首先在固定12%粘结剂用量的条件下，通过改变加热固化温度，进行试验，其固化温度对球团抗压力影响的试验结果见表2。从表2可见，将试样从室温直接加热到加热固化温度并保温1h的条件下，加热固化温度从300，400，500℃，变化到800℃的过程中，试样的径向抗压力是依次增大的，在500℃时达到最大值。当温度800℃时，径向抗压力反而降低了。所以采用500℃为此工艺较合适的加热温度。通过查阅文献，当球团试样加热到500℃左右时，球团试样中的粘土失去结构水，粘土变成了死粘土，相当于常见的泥通过烧制变成了砖瓦，从而表现出球团抗压力的提高。不仅如此，粘土向死粘土的转化，可使球团在雨水作用的条件下不会散开，而保持其力，有利于球团生产后的储存和运输，这对大批量生产球团的企业非常重要。 试验过程中，发现水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以设计了在加热固化过程中的一个除水的过程，在105℃时保温0.5h，以除去试样中的水分(表3)。 从表3可见，在105℃保温0.5h后，球团试样的径向抗压力明显提高。在105℃保温0.5h，可以除去球团试样中的水分，防止了水分对粘结剂的固化作用产生影响，所以抗压力就提高了。综上，加热固化温度从300，400，500℃，变化到800℃的过程中，试样的径向抗压力在500℃时均达到最大值。所以选定的最佳加热固化制度是球团在加热固化过程中先从室温升至105℃，让其在此保温0.5h后，再连续升温到500℃并保温1h。 （二）粘结剂加入量对抗压力的影响 在球团化的制备工艺中，球团抗压力的产生主要来源于粘结剂的固化作用，所以粘结剂的加入量的多少，直接影响到球团整体性能，也是进行工业化生产过程中，生产成本的主要部分。用相同的加热固化工艺，采用不同的粘结剂加入量，进行了试验，试验结果见表4。从表4可见，随着粘结剂加入量的增加，球团试样的径向抗压力会相应提高。当粘结剂用量为12%时径向抗压力过到最大值。继续增加粘结剂的用量，当增加到14%时径向抗压力反而有所降低。在球团中，径向抗压力的产生主来源于粘结剂在加热固化过程中形成的粘结膜。所以当粘结剂用量增加，形成的粘结膜球团的数量也会相应增加，球团的抗压力会提高。但当粘结剂用量达到14%时，粘结剂的量早已达到饱和状态，多的粘结剂无法再继续形成粘结膜，反而增加了球团中的水分，影响了粘结剂的加热固化效果，导致其抗压力下降。在粘结剂的加入量为12%，先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的条件下，在攀枝花某企业进行了球团中试生产试验，并用所生产的球团进行了转鼓指数测定，发现大部分转鼓指数在67%左右，最高的可达90%。 （三）不同粉矿条件下的抗压力 为了验证此球团化制备工艺的普适性，选用了3种不同的粉矿原料进行试验。①原料1。高铁粉36%，中加粉40%，转炉污泥24%，含铁量50.81%。②原料2。泥矿20%，中加粉30%，高铁粉30%，铁精矿20%，含铁量52.31%。③原料3。泥矿10%，中加粉50%，高铁粉40%，含铁量50.89%。 按粘结剂加入量为12%，烘干制度采用先在105℃时保温0.5h，再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案，对以上3种不同的粉矿原料进行试验，结果见表5。从表4可见，3个不同的原料配比，按此工艺，其球团试样的径向抗压力最低为1.4153 kN，达到了使用的要求。该工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性，有很广的应用前景。 通过对加热固化制度、粘结剂的加入量对含铁粉矿球团化力的影响试验，找到了一套合适的制备工艺。此制备工艺生产的球团径向抗压力较高，能满足进入高炉冶炼的要求；此制备工艺对含铁粉矿的原料没有严格的要求，具有普适性；在此工艺中，固化时间为2h左右，生产周期短，适合企业实现批量生产；为解决目前球团生产中存在的主要问题奠定了基础。 三、结论 （一）试验研究表明，球团在加热固化过程中，先在105℃时保温0.5h，除去球团中的水分，再连续升温到500℃并保温1h的工艺方案，所生产的成品球团径向抗压力可从1.5731 kN提高到1.9122kN，成品球团还能抗水，便于工厂保存和运输。 （二）当粘结剂的用量在12%时，所制备的球团径向抗压力最大达到1.9122 kN，能满足高炉冶炼的要求。 （三）通过对不同含铁粉矿的试验研究表明，此工艺对粉矿原料没有特别的要求，具有普适性。 参考文献 [1] 甘勤．攀钢含铁尘泥的利用现状及发展方向[J]．金属矿山，2003(2)：62-64． [2] 田昊，马晓春．烧结除尘灰混合炼钢污泥喷浆的工艺设计与应用[J]．烧结球团，2005(4)：34-36． [3] Eisele T C，Kawatra S K.A review of binders in iron orepelletization[J]．Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review，2003，24(1)：90-98． [4] 刘新兵，杜烨．含有机粘结剂人工钠化膨润土在球团生产中的应用[J]．烧结球团，2003，28(6)：47-50． [5] 李宏煦，姜涛，邱冠周，等．铁矿球团有机粘结剂的分子构型及选择判据[J]．中南工业大学学报，2000，31(1)：17-20． [6] 杨永斌．有机粘结剂替代膨润土制备氧化球团[J]．中南大学学报：自然科学版，2007，38(5)：851-857．

由于近几年我国钢铁原料----铁精粉价格的攀升，河沙选铁的利润大幅度提高，专用机械----河沙选铁船、磁选机等系列选矿设备得以在全国范围内大面积推广。 中科公司生产的河沙铁粉提取磁选机有实际的应用效果。 这些选矿设备大致的工作原理为：通过磁选机将河沙中的磁性铁选出来。下面就具有代表性的设备--挖沙选铁船的构造、原理以及操作规程简介如下： 挖沙选铁船由浮体、链斗挖沙系统、筛分系统、磁选系统、尾沙排除系统、动力系统组成。 首先，河道里有水，我们的选矿设备必须要浮在水面上工作，因此我们用3.5-4毫米的钢板做成了浮体，根据挖沙深度的不同，浮体的宽度和长度都有相应的尺寸要求，一般宽度在1.5-2米之间，长度在16-32米之间。 另外，我们为了增加船的稳定性，两个浮体之间间隔了一定的距离，一般为1.5米左右。顾名思义，这套选矿设备的上料系统是链斗式的挖沙系统，河沙由链斗提上来以后，因为有大小不一的石子，为了保护磁选机的安全，必须经过筛分系统。根据河道的环境不同，一般来说，石子比较少、直径比较小的河道用自震式比较好，维修方便，节省动力(约3KW)。而石子很多，直径又比较大的河道就要用滚筒式的筛子了。经过筛分后的石子一般直接流入河道，如果有经济价值也可由传送带输送到岸上出售;河沙转入磁选系统。磁选系统主要是磁选机和水洗精选系统。 磁选机的磁表强度一般要达到3800-4500高斯，规格为750*2200-2400，这样配套才能达到90%的净选率。水洗的作用是提高毛铁粉的品位，一般可在30-45之间自由调节。尾沙排除系统的作用是将选去铁粉的尾沙排到远离本机械的地方，以保证本机械能正常的工作。一般有自流式、传送带式、抽沙泵式三种形式当然这也是根据河道的具体环境来定的。

液体喷砂机相关于干式喷砂机来说，最大的特性就是很好地操控了喷砂加工过程中粉尘污染，改善了喷砂操作的作业环境。下面将对液体喷砂机的结构组成和作业原理中止详尽地引见。 　　1.普通组成 　　一个无缺的液体喷砂机普通由五个体系组成，即结构体系、介质动力体系、管路体系、操控体系和辅佐体系。 　　2.作业原理 　　液体喷砂机是以磨液泵作为磨液的供料动力，通过磨液泵将拌和均匀的磨液(磨料和水的混合液)保送到喷内。紧缩空气作为磨液的加快动力，通过输气管进入喷，在喷内，紧缩空气对进入喷的磨液加快，并经喷嘴射出，放射到被加工表面抵达预期的加工意图。在液体喷砂机中，磨液泵为供料动力，紧缩空气为加快动力。 　　冷冻喷砂机，全称为主动放射式冷冻修边机，冷冻喷砂理论来源于上世纪70年代欧美，后被日本炭酸株式会社发明改善该设备首要用于代替手艺对橡胶模压件、精密注塑及压铸件产品中止去毛边处置，此类设备从70年代末初步曾经在兴隆国度被遍及运用，国内也在2000年后初步逐步推广并成为橡塑合金职业必备的后道工序设备之一。

（三）水在矿粉中的形态及作用    干燥的矿粉颗粒一般都具有亲水性。在颗粒表面分子力和电场的作用下，水分子被吸附于其表面，由于水分子具有偶极性，所以它的排列有一定秩序，见图5吸附水层的厚度极小，一般只有几个水分子的厚度。它与颗粒的亲水性和周围介质中水蒸汽的分压有关，虽然电分子力的作用半径很小，但作用力极大，例如吸附在固体颗粒表面的第一层水分子，其作用力相当于10000大气压(98066.5×104帕)。因此被吸附的多层水分子，牢固地附着在颗粒表面，吸附水的性质已与一般水不同，例如它不能自由流动，密度大于1.0,冰点远低于0℃等。当相对湿度达到100%时，吸附水量达到最大值，称为最大吸附水。一般颗粒只含吸附水时，仍然为散砂状，不能结合成团，除非粒度极细(1微米左右)的物料。    颗粒表面达到最大吸附水后，还有未被平衡的分子引力，于是在吸附水外，又形成了一层薄膜水，薄膜水与颗粒表面的结合力比吸附水弱，其内层靠近吸附水的一层受颗粒的作用力较强，称之强结合水。强结合水虽然不及吸附水与颗粒结合之紧密，但是也相当牢固，例如在大干重力加速度70000倍的离心力作用下也不能将它排除。它可以从一个颗粒的表面，向另一个的表面迁移，见图6，不受重力的影响。强结合水的冰点也在0℃以下。    矿石颗粒所持有的吸附水与强结合水之和叫做最大分子水。最大分子水可以使粉料成型，但仍不具有塑性。    薄膜水的外层叫做弱结合水。它更接近于自由水，矿粉具有弱结合水后，可以在外力作用下发生塑性变形。    吸附水和薄膜水可视为矿粉颗粒的外壳，在外力作用下，它随颗粒一同移动，并使颗粒彼此结合起来。因此矿粉开始滚动成球，并且具有一定的强度。[next]    当矿粉被水润湿超过薄膜水时，在颗粒之间出现了毛细水，开始出现的叫做触点态毛细水，见图7(a),它使颗粒连系起来。继续增加水，以及毛细水表面张力或外力作用，使颗粒靠拢，于是在它们之间形成了蜂窝状毛细水，见图7(b)。    这时毛细水在颗粒之间开始连接起来，可以迁移。进一步润湿，则出现了饱和毛细水，见图7(c)，这时达到了最大毛细水含量。      精矿粉成球，毛细水起主导作用，最适宜的含水量介于触点态和蜂窝状毛细水之间。如果把矿粉颗粒设为两个直径相同的球体，毛细水在它们之间的连接力可以用下列公式表示(图8)    式中  a———水表面张力系数；          r———球体半径；          θ———毛细水对应角。    精矿粉成球速度决定于毛细水的迁移速度。亲水性强的物料，可使毛细水迁移速度加快。

（一）潮湿现象    当液体和固体触摸时，有潮湿和不潮湿两种现象。如水能够潮湿玻璃，在玻璃上呈圆球，不会将玻璃潮湿。若将水滴在石腊表面，则水呈圆珠状，石腊不被潮湿。这些现象能够用附着力和内聚力的联系做解说。    如图1所示，在液体和器壁触摸处，有一附着层，其厚度相当于分子效果半径，附着层中的液体分子，受力不对称，假如液体分子与器壁分子的彼此效果力——附着力大于液体分子之间彼此效果力——内聚力，则发生器壁被液体潮湿现象，如图1(a)所示。反之，液体分子的内聚力大于对器壁的附着力，则呈现图1(b)所示的不潮湿现象。    将水滴在固体表面，在液-固相触摸处，沿液体表面做切线，和固体表面构成的夹角，叫做触摸角θ。    若θ=0时，液体能彻底潮湿固体，叫做抱负潮湿。若θ=π,液体彻底不潮湿固体，叫做抱负不潮湿。    铁矿石与水的触摸角小于π/2,能够被水潮湿，因此精矿粉能够靠水的效果滚成球型。[next]   （二）毛细现象    直径很细的管子叫做毛细管，假如把毛细玻璃管刺进水盆里，就会发现管内液面上升，如图3所示。管内液面上升的高度能够用下列公式求得。    式中  a———表面张力系数；           θ———触摸角；          d———毛细管直径；          ρ———液体密度；          g———重力加速度。    由(1)式可见，毛细管的直径d愈小，管内液面上升愈高。毛细管的直径一守时，液体的表面张力系数愈大、密度愈小，触摸角愈小，管内液面上升愈高。    假如将两个纸片平行地水中，当两纸片接近到必定间隔，便在二者之间构成毛细管，曲折水面的表面张力会将两纸片拉在一起。根据相同的原理，两个矿粉颗粒之间，假如有一滴水存在，而矿粉颗粒是亲水性的。当两个颗粒接近到必定间隔，二者之间便构成毛细管，呈现两个曲折的液面，液体的表面张力便将两个颗粒拉在一起。这便是毛细管现象在铁精矿成球过程中的效果(图4)。

一、前言 炼钢厂生产过程产生的含铁粉尘中含有15%～25%的金属铁粉，攀研院在“九五”攻关时，独立开发了一种新的生产工艺，采用球磨后重选将含铁粉尘中的金属铁粉与其它杂质分开，成功地生产出MFe达90%以上的还原用铁粉（后简称铁粉），主要用于钛白还原剂，成果于2001年就在冶炼厂很好的运行。 由于炼钢厂扩能和工艺优化，年污泥量增加1万多吨且污泥的品位大大降低，若按原生产工艺，达不到生产要求，因而根据现状对原工艺进行了技改。技改后，处理能力得到大大提高，各项指标均能达到产品质量要求。 二、原因分析 （一）原料分析 铁粉的生产原料是在转炉炼钢过程中用湿式除尘器收集而来的粉尘，是一种理化性质极不稳定的人造矿物，并且在冶炼过程中还被焦油等杂质污染，以上这些原因对产品的稳定性产生了一定的影响。 炉尘原料的物理性质随冶炼条件的变化而波动，其整体粒度细，其中-38um的粒级含量约占30%～35%，且粒度越细，金属铁品位越低。细粒级的存在由于其比表面积大，表面能高而容易吸湿结块。对-38um粒级的物料，由于其粒度太细，普通的选别设备无法对其进行有效选别，同时粒度太细也很容易被氧化。这样，大量的低品位细泥占用了选别设备的处理空间，使其处理能力降低，同时也会影响分选精度，降低选别指标。 另外，由于炼钢的吹氧工艺优化和造渣剂的增加都影响了污泥的粒度和品位，污泥的品位越来越低且越来越细， 对选别设备要求就更高，采用原工艺生产就达不到生产要求。 （二）原工艺流程及存在的缺陷 1、原工艺流程  原工艺流程如图1所示。2、原工艺存在的缺陷 （1）一次摇选处理能力不够大：摇床为粗选设备，对现一年增加1万吨的污泥要进行粗选，处理能力是不够的。 （2）管磨机对矿浆研磨不充分：管磨机的入料浓度较低，且管磨机中的钢球装球率不高，钢球种类少只有一种小钢球，对矿浆的磨剥力度不够，使氧化物与金属铁不能有效的分离。 （3）管磨机电耗高：管磨机电机功率为37KW，每天4台管磨机就工作20小时那么4台管磨机光电耗一项就要2960度。 （4）二次摇选入料品位低：从管磨出来的料浆浓度较稀，也没经过选别直接进入摇床进行二次精选，粗精矿品位不高，导致二段选别效果不好，使最终的成品质量不稳。 三、解决措施 针对现有生产工艺存在的问题，对现有工艺进行了优化。 （一）新工艺流程 经改造后的新工艺流程（略） （二）改造措施 1、将一段摇床改为螺旋溜槽。 2、在一段摇床后增加了分级机，对一段粗精矿进行了浓缩。 3、将4台管磨机并联改为2台节能型球磨机串联，对球磨机钢球按要求进行配比。 4、在新增球磨机后增加一台磁选机。 四、改进效果 经过以上措施的改造，将一段摇床改为螺旋溜后，有效的增加了一段粗选的处理量，能将现有原料处理完，提高了铁粉的产量；在一段摇床后增加了分级机，对一段粗精矿进行浓缩，保证了二段球磨入料浓度，使二段磨矿更充分；将4台管磨机并联改为2台节能型球磨机串联，节约了电，同时增加了钢球配比，保证了矿浆得到有效的研磨，使氧化物与金属铁能有效的分离；在二段增加一台磁选机，对二段摇床的入料品位进一步提高，有效控制摇床的入料浓度和品位，使二段精矿品位较稳定且都符合要求；通过改造后，产品质量稳定，从而取得了很好的经济效益。 五、结论 （一）通过技改后，有效的提高了污泥的处理量，进一步的降低了能耗。 （二）通过技改后，提高了铁粉的产量，进一步增加了市场份额，达到了预想要求。

轧钢厂在轧制进程中轧件表面所发生的氧化铁皮，含铁量很高。我国钢铁职业每年要抛弃很多的氧化铁皮，完成对这些氧化铁皮的综合使用无疑是一个很有含义的节能降耗作业。依据现在的研讨，可以在以下几个方面展开对氧化铁皮的综合使用。 (1)用于出产海绵铁或制取复原铁粉。 海绵铁可用作炼钢用废钢缺少的一种弥补，跟着电炉产钢量的不断上升，海绵铁越来越显得重要。用矿粉出产海绵铁因为设备出资大及工艺杂乱，现在在我国仍难以取得迅速发展。选用恰当的工艺流程，可以用煤粉复原氧化铁皮，出产出w(Fe高，含杂质量低且成分安稳的海绵铁，比用矿石出产的海绵铁(常含脉石杂质)更适合作优质废钢运用。 氧化铁皮也可用来制取复原铁粉。氧化铁皮制作复原铁粉的出产进程大体上分为粗复原与精复原。经粗复原进程将氧化铁皮在约1100℃下复原到w(Fe>95%，w(C 氧化铁皮可用来出产作为粉末冶金质料用的复原铁粉。氧化铁皮被复原成含w(Fe98%以上的海绵铁，经清渣、破碎、筛分磁选后，进行精复原，出产出合格的复原铁粉。然后进入球磨机细磨，经分级筛得到不同粒度的高纯度铁粉。粒度较细的铁粉用于制作设备的要害部件，只需压模，即可一次成型，取得强度高、耐磨、耐腐的部件，可用于国防工业、航空制作、交通运输、石油勘探等重要职业。粒度较粗的铁粉可用于出产电焊条。 (2)用作烧结辅佐含铁质料或炼钢助熔化渣剂。 氧化铁皮中FeO含量最高达50%以上，是较好的烧结出产辅佐含铁质料，理论核算结果标明，1kgFeO氧化成Fe2O3可放热1973焦耳。烧结混合猜中配加氧化铁皮后，因为温度高，烧结进程充沛，因而烧结出产率进步，固体燃料耗费下降。出产实践标明，8%的氧化铁皮即可增产2%左右。宝钢使用氧化铁皮作为辅佐材料，在混匀矿中配加氧化铁皮，一方面，因为氧化铁皮相对粒度较大然后改进了烧结料层的透气性;另一方面，氧化铁皮在烧结进程中放热然后下降了固体燃料耗费。 别的。使用氧化铁皮可作为助熔剂，用于矿石助熔，应用于转炉炼钢。氧化铁皮用作助熔化渣剂是一种高功率的冶炼助熔材料，可以进步炼钢功率，下降焦、煤的耗费，延伸转炉炉体的运用寿命。 (3)代替钢屑冶炼硅铁合金或代替废钢用于电炉炼钢。 钢屑是冶炼硅铁合金的重要原材料，我国每年用于冶炼铁合金的钢屑量在200万吨左右，而钢铁职业每年抛弃的氧化铁皮约1000万吨。现已开宣布用氧化铁皮代替钢屑冶炼硅铁合金的新工艺，并取得了杰出的经济效益。 电炉炼钢需求废钢作质料，对废钢铁料的要求较严，但这种废钢铁数量少，报价高，直销缺乏。以报价低廉且来历广泛的氧化铁皮、渣钢等废料作为主要质料，替代量少价高的废钢，具有明显的经济效益。

近来,由江西理工大学科研人员研制的一种铁粉表面包镀镍办法取得国家专利。       据介绍,这是一种采用水热氢复原技能在铁粉表面上包镀一层金属镍或纳米镍粉的办法,归于有色金属冶金和粉末冶金材料技能领域。本发明生产工艺办法简略,易于操作,包镀镍层可控。       这种新办法是将硫酸镍或硫酸镍水溶液、、硫酸铵按必定份额参加水中,配成混合溶液,参加少数蒽醌、添加剂,再将需要被镍包镀的铁粉参加到混合溶液中,然后将含有铁粉的混合溶液转入高压釜内,密封高压釜。在高压釜内经高温高压水溶液氢复原处理,溶液中的镍离子复原沉积在铁粉表面,构成细密的金属镍层或纳米镍粉包镀层。包镀反响完成后,将高压釜内的物料冷却,排出表面包镀了金属镍的铁粉和水溶液,经过滤、枯燥,取得表面被金属镍包镀的铁粉产品。

金属衡算、热平衡核算和设备挑选核算是工艺规划的根底，是决议工艺设备规格、数量的根据。工艺规划一般是以物料衡算和金属衡算为先导，接着进行热平衡核算，在此根底上再做设备挑选核算。     1.金属衡算     金属衡算是根据进入某一进程物猜中的金属质量有必要与改变后产品的金属质量持平，即根据物质不灭原理进行核算。经过核算能够清晰出产流程中主副产品以及中间产品的数量和质量；“三废”产出的数量和成分以及原材料耗费和进程中的损耗，清晰流程中各单元系统的物料流量。根据核算结果，能够断定设备的数量、规格和首要尺度，并可进一步对工艺进程进行分析，挑选最优的工艺流程。     金属衡算通式：                                   ∑W1=∑W2+W3     式中    ∑W1——工艺进程中参加各物料总的某些金属量；             ∑W2——工艺进程中产出各物料总的某些金属量；             W3——工艺进程丢失的某些金属量。     最终将核算结果用平衡表列出。     2.热平衡核算     热平衡核算是根据物料由一个进程进入另一个进程在发作质量传递的一起也伴随着能量的转化。能量转化的方式许多，在冶炼中常常遇到并直接影响出产进程的是热量的转化改变。为使出产能坚持适合的操作技能条件，规划有必要把握物料进出各工序的热量改变，以便了解进程所需的热量和冷量。然后断定升温降温的办法和设备。 Q1+Q2+Q3=Q4=Q5+Q6+Q7     式中  Q1——物料带入的热量；           Q2——加热源（如电热、蒸汽等）带入的热量；           Q3——进程的热效应（包含化学反应热及状况热，如汽化热、溶解热、稀释热、结晶热等）；           Q4——物料带出的热量；           Q5——冷却剂（如空气、水等）带出热；           Q6——溶液蒸腾和设备带出的热；           Q7——其他热丢失。     最终依此列出热平衡核算结果表。     3.溶液体积平衡核算     溶液体积平衡是湿法冶金出产各工序重要的操控目标，关系到出产能否正常进行的重要因素。     溶液体积平衡核算是工艺规划挑选设备（包含化学反应设备、贮槽、输送泵、过滤设备等）和核算管道、溜槽断面的基本参数。     溶液体积平衡核算有必要按规划选用的工艺流程、溶液流向的各个工序进行别离核算，然后进行整体平衡。     溶液体积平衡核算一般可用下式表明： V1+V2+V3+V4+V5=V6+V7+V8+V9     式中  Q1——溶质带入的水分体积；           Q2——参加溶剂的体积；           Q3——加热剂（如蒸汽直接加热）带人的冷凝水体积；           Q4——添加剂带入的液体体积；             Q5——工艺进程补加和洗渣参加的水体积；           Q6——本工艺进程产出（包含化学反应发生的）的溶液体积；           Q7——产品和中间产品、结晶物、各种渣带走的水分体积；           Q8——溶液表面蒸腾的水分体积；           Q9——跑、冒、滴、漏及其他丢失的溶液体积。     最终将各项核算结果列于平衡表。     4.溶剂平衡核算     湿法冶金的溶剂种类许多，如硫酸、硝酸、、碱类和等。其平衡按工艺各个工序的酸碱度要求进行核算，以获得合理的溶剂耗费目标。     5.设备挑选核算     设备挑选核算是以物料衡算（或金属衡算）、热量衡算和溶液体积衡算为根底，结合各个工序的操作技能条件及规划选用的设备功能、规格、类型进行设备挑选核算。     湿法冶金的设备挑选，在设备出产能力上和备用系数上都要有必定的殷实地步，不能过紧，避免给出产操作带来被动局面。

（三）分支浮选在氧化铜矿浮选中的使用    据有关材料介绍，分支浮选对低档次矿石效果明显。铜矿峪矿石档次偏低，精矿产率小，契合选用分支浮选的条件，为了验证分支浮选工艺对这类矿石的适应性，实验采集了一批氧化率43.19%，原矿档次0.33%的矿石。    实验流程，加药地址与硫化矿相同，见下图。实验成果见下表。氧化矿低档次矿石分支再磨实验成果浮选工艺浮选目标%药剂用量  克/吨原矿档次精矿档次收回率混黄药乙酯油惯例浮选0.34721.49484.125009012分支浮选0.34123.49884.03275759单支精矿再磨0.34926.64884.13009012分支精矿再磨0.3326.0983.44275759     实验成果证明：分支浮选对氧化矿低档次矿石是有用的。精矿再磨进步精矿档次5%与硫化矿共同，阐明粗精矿再磨工艺对铜矿峪矿石是适用的。[next]    分支浮选工艺适合于铜矿峪低档次、精矿产率小的矿石，也适应于氧化矿。分支浮选工艺与粗精矿再磨工艺相结合，可以节约各种药剂10~15%，又能进步精矿档次4~5%。总的经济效果十分明显，是当时下降选矿本钱，进步经济效益的途径之一。                        （四）用铁粉从胆矾溶液中置换铜的机理研讨    在使铜从溶液里直接沉积的许多办法中（例如电解，用铁、铝或锌置换；用CO、H2、H2S或SO2沉积；以及用Ca（OH）2或CaCO3沉积），实践证明，只有用铁置换的办法对低浓度、多杂质的溶液才是经济上可行的。    我国江西铜业公司用萃取—电积法或石灰沉积法收回铜的矿山，现已改用铁粉置换法收回铜。铁粉置换法的经济效益已逐渐被知道，因而，经过理论分析和科学实验来进一步论述铁粉置换技能，仍具现实含义。北京矿冶研讨总院有人著文就铁粉置换技能，工艺要求，下降铁耗和取得高纯铜粉的办法进行了实验和评论。    1.铜离子被铁置换的行为    pH值与置换速度的联系   跟着溶液的pH值下降（游离酸添加），交流速度加速，溶液中无游离酸存在，则难以进行交流；跟着溶液中Cu2+含量下降，交流速度也随之减慢，最终到达溶解与沉积的平衡，交流率不再上升，这种平衡一向坚持到铁粉耗尽；胆矾和金属铁交流的适合pH值为2~2.5。    置换时刻与交流率的联系   跟着置换时刻添加，交流率上升，但速度减慢（因Cu2+浓度下降和pH值上升），当正反响和逆反响平衡时，交流率到达最高值，该值一向坚持到金属铁耗尽；金属铁被悉数溶解之后，溶液里过剩的游离酸使沉积铜被从头缓慢溶解，导致排出液含铜上升，交流率下降。因而，正确把握化学平衡极为重要。    铁粉用量与置换速度的联系   在相同的交流时刻里，复原铁粉用量越多，交流速度越快；当溶液的pH值超越4今后，交流率不再上升。溶液中有过量的金属铁存在时，可以避免溶液里Cu2+上升，但过多的铁粉用量将使沉积铜档次下降，酸耗添加。    溶液含铜量对交流的影响   溶液中Cu2+浓度越高，交流率越高，因而，在实践使用时应尽量进步进液浓度；采纳添加Cu2+和Fe°的碰撞频率及进步FeSO4分散速度之办法，以求加速交流速度和取得较高听交流率。    逆流交流实验  选用逆流交流法可以在挨近理论铁耗的状况下，一起取得高档次沉积铜和高听交流率；    实验条件为  进液每立升含铜5克，pH值为2，复原铁粉用量为理论铁耗的110%，交流时刻15分钟，实验成果核算于下表。产品批号排出液含铜克/升沉积铜档次Cu%交流率%10.199696.0720.00379599.9230.01994.799.6140.193.897.9350.8246.783.02[next]     溶液中氢离子浓度下降，交流速度减慢，导致排出液含铜量升高，交流率和沉积铜档次下降，因而，在交流进程中要严厉监控氢离子浓度的改动和当令的补加游离酸于交流液中；第一批交流液理论铁耗的5.5倍复原铁粉相遇，按化学反响原理它的交流率应当最高，但是恰恰相反，它的排出液含铜居然高达0.19克/升，这一“失常”现象极为重要，是逆流交流实验所赋予的很有含义的启迪。    Fe3+对置换的影响    在铜矿石的硫酸浸出液中，或多或少的存在必定数量的三价铁离子。在以铁粉置换铜时，溶液中的三价铁大部分按反响式Fe2（SO4）3+Fe→3FeSO4被复原成二价铁，然后添加了铁耗，所添加的铁耗量以彻底反响核算，是溶液中三价铁离子量的二分之一。依据实验所得到的数据，可以得出这样的定论：在用铁粉置换铜时，溶液傍边的Fe3+简直悉数被复原为Fe2+。因而，在交流进程中要避免Fe2+的氧化，Fe2+的氧化将使铁耗添加和加速Fe3+的水解，给置换作业带来损害。对处理Fe3+浓度很高的溶液，选用铁粉置换法是不适合的，在这种状况下，考虑预先将Fe3+复原是必要的。    2.铁粉置换法收回铜的实例    例1  武山铜矿石酸浸液铜的收回    武山归纳矿石酸浸液每立升含铜14.1克、含铁7.7克、含Fe3+0.25克，在交流时需求往每立升溶液中追加0.125克纯铁，做为将Fe3+复原成Fe2+之用。然后，再按每一克铜需求0.88克纯铁来核算理论铁耗。先用硫酸将溶液的pH值调至2，再在搅动的状况下参加铁粉置换15分钟。实验成果见下表。理论铁耗%沉积铜档次%交流率补白10096.7594.25溶液里尽管有多种离子，但重金属离子的含量很低，因而，在沉积铜中的共沉物很少。10595.499.4311090.45~10011590.5~10012084.6~100     例2  城市山铜锌矿石酸洗液铜的收回    江西城门山铜锌矿石中含有水溶铜和吸附铜，需将这部分铜用稀硫酸洗脱，再加以收回。酸洗液每立升含铜0.97克，因无其它离子的化学分析数据，故在核算铁耗时只能依据铜的含量核算，并以通用的工业铁耗标明。先钭酸洗液的pH值调至2左右，然后在搅动的状况下参加复原铁粉，交流15分钟，马上过滤，清洗。对所得成果列于下表。工业铁耗%沉积铜档次Cu%交流率%排出液pH10092.894.643.511088.798.143.512082.398.354     实验证明：用抱负溶液的参数实验成果，辅导天然含铜溶液的交流实践，是可行的。    3.胆矾溶液铁粉提铜原理    铁粉置换化学   铁粉置换进程发作的三个首要反响为：                             CuSO4+Fe→FeSO4+Cu          （1-1）                           Fe2（SO4）3+Fe→3FeSO4         （1-2）                            H2SO4+Fe→ FeSO4+H2           （1-3）[next]    在pH为2~2.5时，搅动的状况下式（1-1）为首要反响，而在停止的状况下式（1-2）则变得重要，当pH                      Cu+Fe2（SO4）3 → CuSO4+2FeSO4        （1-5）    Fe2+的氧化和Fe3+的水解：在浸出进程中含铁矿藏中铁的溶解以及硫化矿和某些其他矿藏氧化时，Fe3+的复原发作了适当数量的Fe2+，而Fe3+极易被氧化成Fe3+：                     4FeSO4+O2+2H2SO4→2Fe2（SO4）3+2H2O    （1-6）    当Fe2+氧化所构成的Fe3+超越了溶解度，或pH值有所添加时，三价铁就按（1-7）水解而到达新的平衡。                       Fe3++3H2O ←→Fe（OH）3+3H+         （1-7）    操控溶液pH值避免Fe（OH）3沉积分出   三价铁在浸进程是不可避免要发作的，而对沉积置换又是十分有害的，因而，避免Fe（OH）3沉积分出，对胆水提铜作业的胜败联系甚密。Fe（OH）3沉积的pH值与Fe3+离子浓度有关，当溶液pH超越3.7时，溶液傍边尽管Fe3+离子浓度很低（10-5M）也要被水解沉积分出，分出的Fe（OH）3固体进入沉积铜中则下降沉积铜档次，阻止铜离子被铁复原和下降置换速度。因而，当用铁复原铜时，溶液的pH值最佳操控规模开端为±2，停止为±3。    胆水铁粉提铜动力学    铁粉置换的反响发作在固—液界面，化学作用使界面和溶液内部的浓度发作差异，引起分散作用。但这种浓差只存在于紧贴固体表面的一层相对不动的液膜（分散层）内，而溶液内部是均匀的。在分散层内发作着溶液浓度的接连改动，反响物经过分散层向界面分散，产品则经过分散层脱离界面。    这样，在铁粉置换的反响中包含着分散和界面化学反响这两个环节。实验证明，相界面上的化学反响进行得很快，分散速度慢，成了阻止反响的环节，因而，进程的总速度就取决于分散速度。    胆水铁粉提铜整个反响速度V0等于：                                    D•A                             Vo = ———• △C              （1-8）                                   V•δ     式中V为溶液体积，△C标明分散层两头浓度的增量。    式（1-8）标明，固—液反响速度取决于分散系数D，相界面面积A和分散层厚度δ，凡能改动这些要素的办法，都能改动反响速度。    在铁粉置换操作中要注意以下几个问题：（1）复原铁粉的粒度，（2）温度，（3）拌和，（4）溶液酸度，（5）胆水浓度。    经过对抱负溶液和实践用水溶液的实验，以及对胆水铁粉提铜机理的评论，阐明，只需选用合理的工艺和对进程影响要素可以及时地检测和调整，就能以挨近理论值的低铁耗，取得高交流率和高档次沉积铜。

铋是一种“绿色”金属，在地壳中的丰度和银的恰当。首要铋矿藏有辉铋矿（Bi2S3）、铋华（Bi2O3）和泡铋矿（nBi2O3 mH2O）。金属铋－般作为钨、钼、铅、铜、锡冶炼进程中的副产品收回。据美国矿业局1991年的资料，1990年国外铋的探明储量为8. 95万t，其他铋资源11.4万t，算计20. 35万t，首要散布在我国、日本、秘鲁、澳大利亚、墨西哥、美国、加拿大等，在环太平洋沿岸地区构成一个非接连性的大圈。国外铋资源散布状况见表1。 表1  国外铋资源散布    万t我国铋资源丰富，储量总计50～60万t，占国际总储量的70%，会集散布在湖南、广东、江西、云南4省。湖南柿竹园有色金属矿铋的储量占全国总储量的74%，并且档次高、易挖掘，是我国最重要的铋质料基地。近年来，国内许多科研机构依据铋矿的不同组成，环绕下降出产本钱、处理环境污染、FeCl3再生和溶液中有价金属的富集问题，展开了很多作业，开发了多种湿法冶金工艺流程，首要有：1）FeCl3浸出－铁粉置换法，2）FeCl3浸出－隔阂电极法，3）FeCl3－水解沉铋法，4）挑选性浸出法，5）－亚硝酸浸出法，6）新氯化水解法，7）矿浆电解法等。这些工艺流程大都已进行扩展实验或半工业、工业实验，其间矿浆电解法已用于工业出产。 一、国外铋矿的湿法冶金技能及工艺参数 国外用湿法技能处理铋矿石收回金属铋始见于1958年。Fester，等选用10%的HNO3从含铋钨精矿中浸出金属铋，浸出温度为80℃；选用10%H2SO4＋NaNO3和H2SO4＋KClO3作浸出剂，在较低的温度下浸出铋，也得到了较为满足的成果。表2是国外处理低档次铋矿的工艺参数。 表2  国外铋矿湿法处理技能及工艺参数二、国内湿法冶金技能及存在的问题 （一）FeCl3浸出－铁粉置换法 该办法可分为、浸出，铁粉置换，海绵铋熔炼3个首要进程，工艺流程见图1。图1  FeCl3浸出－铁粉置换法收回金属铋的工艺流程 1、＋浸出。用与的混合液浸出硫化铋矿，矿石中的Bi2S3为FeCl3所溶解生成可溶性三氯化铋：一起，矿石中搀杂的少数天然铋也被溶解：矿石中的氧化铋则为所溶解：浸出剂中参加有助于避免BiCl3水解为不溶 性的BiOCl堆积。 2、铁粉置换。矿石中的铋经浸出后都转入到溶液中，加铁粉可置换出海绵铋：3、海绵铋的精粹。置换出的海绵铋需加热熔化铸成铋锭，但直接熔化会发作严峻的氧化反响，因而工业上是在熔融的（熔点318.4℃，密度2.13g／cm3）中进行熔化，这样既可避免铋的氧化，并且熔融的液铋（熔点271 0C，同温液体密度为10.064g∕cm3）也易于集合，一起铋的氧化物及其间某些杂质也能被NaOH吸收。基层集合的液铋经流铸构成必定巨细的铋锭，其间仍含有一些杂质，归于粗铋，须进一步精粹。 此法工艺比较老练，铋的浸出率高（94%～94.5%），环境污染小。其缺陷是材料耗费高，每 吨海绵铋耗费1.5～1.8t，0.4～0.5t，铁粉0.5～0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能，铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视，废液排放量大，浸出液中离子浓度较高，溶液粘度较大，渣的过滤和洗刷较为困难。 （二）FeCl3浸出－隔阂电极法 用隔阂电极法替代铁粉置换法，恰当操控电位，铋在阴极被复原：铁在阳极发作氧化：该办法的关键是电极电位的操控和溶液透过隔阂的速度操控。在阴极区，溶液中的首要阳离子是Bi3＋、Fe2＋和H＋，在阳极区，溶液中的首要阳离子是Bi3＋、Fe3＋和H＋。为使阳极区的三价铁离子不致在阴极放电而下降电流效率，选用恰当的隔阂材料把阴、阳南北极分隔，阴极区液面高于阳极区液面。操控电解液的浸透速度，使与二价铁的氧化速度恰当。 与浸出－铁粉置换法比较，此流程较短，但因为溶液中铁离子浓度高，电堆积进程中三价铁不可避免地透过隔阂在阴极复原，因而电流效率低（42%～50%），二价铁的电氧化率也不高。 （三）FeCl3－水解沉铋法 使用氯化铋易水解的特性，在弱酸性溶液中水解氯化铋，使生成氯氧化铋，制取氯氧铋精矿。 为使水解彻底，溶液pH值一般操控在1～2之间。溶液需稀释数倍，形成水和试剂耗量大、铋收回率低、废水排放量大。柿竹园选厂曾选用此法出产氯氧铋精矿，每吨精矿耗费工业800kg，铋的收回率仅为60%。 （四）挑选性浸出法 操控溶液电位，用挑选性浸出硫化铋矿，一起按捺杂质的浸出：此法消除了很多铁离子在流程中的循环和堆集问题，提高了产品质量，渣的过滤、洗刷功能也得以改进，铋的浸出率较高，但的耗费量大，部分单质硫会进一步氧化为硫酸根，的污染和腐蚀较为严峻，设备原料和密封要求较高。与浸出法比较没有显着的优越性。 （五）－亚硝酸浸出法 该法已进行半工业实验，处理的是难选含铋辉铋矿。根本化学反响为：该法耗费试剂品种多且量大，除和氯化钠外，还需硝酸纳、火油和等。 （六）氯化－水解法 中南大学多年来的研讨成果表明，选用高浓度氯离子溶液，在90～105℃下，二段循环浸出 硫化铋矿，铋浸出率超越94%，工艺流程如图2所示。氯化－水解法浸出硫化铋矿，处理了很多铁在溶液中的循环和浸出剂的氧化再生问题，并且浸出液中有价金属的浓度比较高。但浸出时所需温度较高，元素硫的氧化严峻，杂质元素如As的浸出率也较高，因而氧化剂的耗费量大，一起还存在设备腐蚀、废液排放量大等问题。图2  氯化－水解法提取金属铋的工艺流程 （七）矿浆电解法 矿浆电解法是北京矿冶研讨总院历经20余年的研讨成果，是一种新的湿法冶金工艺。在一个设备中一起完结铋矿石的氧化浸出和铋的电积复原，将传统的浸出、固液别离、溶液净化、电积等进程有机地结合起来，改变了铋矿浸出时耗氧，而电积时阳极氧化空耗能量的不合理状况，简化了湿法冶金流程，金属收回率较高，能耗下降，有利于保护环境。 矿浆电解法处理铋精矿是在中等温度（50～60℃）下和酸性氯盐体系中进行。浆化后的铋精矿参加到矿浆电解槽的阳极区直接电解，铋精矿在被氧化浸出的一起，金属铋在阴极被复原分出，完成了金属铋的一步提取。阳极区发作的铋精矿的浸出反响为：阴极区发作金属离子的复原反响：工艺流程如图3所示。图3  矿浆电解法处理铋精矿工艺流程 矿浆电解法不只保留了传统湿法冶金工艺的长处，并且还具有以下特色： 1、一步产出金属，元素硫、砷、铁及脉石矿藏进入浸出渣，进程简略，溶液中离子浓度低，浸出渣易于过滤和洗刷。 2、在常压和接近于常温下操作，设备可选用廉价的玻璃钢、聚等抗氧化腐蚀的材料。 3、矿粒－电解液－阳极－空气泡体系有十分强的去极化才能，电解时所需槽电压很低，因为充分使用了阴阳极的复原氧化性，电能耗费小。 4、试剂耗费少，整个进程根本上无试剂耗费。 5、作业方法灵敏，既适合于大规模接连作业， 完成机械化和自动化出产，也能以小规模和间歇式出产，乃至可在矿山进行“坑口冶炼”。 6、归纳收回作用好。除用于处理铋精矿外，还特别适合于处理低档次杂乱难选的铜、铅、锌、铋、银混合硫化矿。 三、结束语 虽然金属铋浸出工艺研讨比较深化和完善，但不论是惯例拌和浸出法仍是矿浆电解法，都需求较高温度或电能，出资大、本钱高，且易污染环境。现在，在常温下从低档次铋矿中浸出金属铋的研讨仍是一片空白，首要原因是铋矿档次低，组成杂乱，条件难于挑选。 别的，湿法冶金进程中发生很多废渣和废水，危害性极大，需归纳治理，因而，在往后的研讨中，要不断开发高效、无污染、低本钱、低能耗、归纳使用程度高的新工艺流程。

赤铁矿渣中含有许多有价重金属和有毒金属，如不进行后续处理既浪费资源，又污染环境，因而，收回赤铁矿渣，经酸浸、复原、净化、结晶制成附加值较高的绿矾具有重要意义。 绿矾是一种重要的化工质料，在工业、农业上用处极为广泛，而且现在又有许多新式用处。例如，用作催化剂、吸附剂等。用赤铁矿渣制取绿矾不只处理了赤铁矿渣的堆积、污染问题，而且成功的使用废渣制得用处广泛的绿矾，既节省了本钱，又到达废物再使用的意图。 一、研讨布景在处理高铁锌精矿的湿法炼锌进程中，当浸出工艺流程选用热酸浸出流程时，浸出液中铁的含量可高达30g/L以上，有必要进行沉铁作业。现在，沉铁办法首要有黄钾铁矾法、针铁矿法以及赤铁矿法，其间以黄钾铁矾法居多，有二十多家，其它只在少数工厂选用。尽管黄钾铁矾法与其它两种办法比较，具有许多长处，可是稀贵金属的收回率低，出产本钱高而且渣含铁低，30%左右，不方便使用，渣量大且渣的堆存功能欠好，不利于环境保护。而比较较黄钾铁矾法，后两种办法对稀贵金属的收回较黄钾铁矾好，所产出的渣有更好的潜能被归纳收回而加以使用，然后削减环境污染。现在，关于沉铁渣的归纳使用方面的研讨比较少，首要是经过萃取的办法收回其间的有价金属，如镓和锢，而对渣中含量最大的铁的归纳收回很少考虑，这首要是由于收回本钱高，而产品附加值小，假如研讨出一种工艺，选用湿法炼锌赤铁矿渣出产出一种高附加值产品的话，对炼锌废渣的收回使用将具有非常诱人的远景和重要意义。选用湿法炼锌赤铁矿渣为质料出产有重要工业用处的绿矾将是不错的挑选，假如研讨成功，将发作巨大的社会效益和经济效益。 二、赤铁矿法简介赤铁矿渣是用赤铁矿法处理炼锌废渣得到的产品，赤铁矿法是1968－1970年由日本同和矿业公司创造，1972年投入出产。该法依据在高温（200℃）、高压（18－20kg/cm2）条件下，使硫酸锌溶液中的Fe3+以赤铁矿（γ－Fe2O3）构成沉积。本质是在高压下用电解液来浸出锌浸出渣，一同参加SO2作为高价铁复原剂以促进铁的溶解，此浸出液再进行高压水除铁，生成Fe2O3而别离。特色：质料归纳使用好，可收回Pb，Cu，Cd等几种有色金属，且Fe2O3经焙烧脱硫后可作炼铁质料；清除了复原渣，SO2转为H2SO4，不发作硫渣。缺陷：需求用贵重的钛材制作的耐高温、高压设备，出资费用高。 原理：在Fe2O3－SO2的H∶O系统内，当硫酸铁浓度较高时，在溶液酸度较高的情况下，将温度操控在458－473K，溶液中的Fe3+便水解成黄色的碱式硫酸铁沉积：Fe2(SO4)3(aq)+2H2O(aq)=2Fe(OH)SO4(s)(黄)+H2SO4(aq)；当溶液酸度低时，溶液中的Fe3+便水解生成赤褐色的Fe2O3沉积：Fe2(SO4)3(aq)+3H2O(aq)=Fe2O3(s)+3H2SO4(aq)，故在高温下（458－473K）当溶液酸度不高时，Fe3+水解以Fe2O3为主，并混以Fe(OH)SO4的沉积物，此沉积物称为赤铁矿渣，其首要成分（质量分数/%）Fe：58－60，Zn：0.5－1.0，还含有少数的Cu，Mg等。  图1－1 赤铁矿法沉程图     三、试验进程及工艺本法首要以赤铁矿渣为质料，经过酸浸，复原，净化等进程制取工业用处广泛的绿矾，试验首要经过比照总结断定最佳反响条件，到达低耗费，高产量的意图。 （一）浸出阶段不同金属构成沉积的pH值不同，因而能够调整溶液的pH值来浸出溶液中的Fe3+。溶液的pH值在约5.5以下，锌将会以Zn2+形状存在于溶液。因而浸出进程中由于操控了较低的pH，锌将和铁一同以离子形状进入溶液；二价铅离子会与硫酸根结合生成硫酸铅沉积，而且硫酸铅在酸中的溶解度很低。因而，酸浸阶段铅根本出去，锌离子进入溶液，将在后续操作中出去。 1、试验质料 Fe2O3固体含量99.4%，复原铁粉（Fe含量不低于98.0%），装备好的浓度别离为1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L的硫酸溶液。 2、试验进程 A 称量Fe2O3 按试验设计计划称量质量别离为16.0g 、24.0g 、32.0g 、40.0g的Fe2O3粉末。具体办法是将天平放平稳，在载物盘上放一个枯燥且洁净的100mL的烧杯，留意烧杯边际不要超出载物台圆盘的边际。加砝码使天平平衡，读得烧杯质量为59g。用药匙将Fe2O3粉末渐渐加到烧杯中，直至别离到达设计计划质量后编号1、2、3、4待用。 B 量取硫酸溶液 取洁净且枯燥的500mL量筒一只，将玻璃棒靠到器壁上，沿玻璃棒缓慢倒入所需浓度的硫酸溶液，本次试验所需的浓度有1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5 mol/L的硫酸溶液。当液体高度距刻度线2－3mm处时，中止参加，改用胶头滴管滴入，直至液体的凹液面处与刻度线300mL相平常中止滴加。 C 水浴加热 将水浴加热设备的温度调至试验计划中设定的温度，将硫酸溶液和称量好的Fe2O3粉末顺次参加到500mL烧杯中。再将烧杯放入水浴加热设备中加热坚持恒温80℃。将拌和桨固定在电极上，然后伸入烧杯中，距杯底约1cm。用操控仪操控拌和速度为300r/min，反响时刻为1h、1.5h、2h。记载各组数据。 3、试验进程 溶出的意图是使渣中的Fe2O3与硫酸溶液发作反响，生成Fe2(SO4)3，然后使Fe3+进入溶液。溶出首要进程： ①称取必定量的Fe2O3。 ②用500mL量筒量取必定浓度的硫酸溶液。 ③ 将硫酸溶液倒入烧杯内，上部放拌和桨，滚动拌和桨使Fe2O3粉末与硫酸溶液充沛触摸，然后在恒温水浴并不断拌和的条件下进行溶出。溶出时刻按试验计划断定。 （二）Fe2(SO4)3溶液的净化阶段从赤铁矿渣的成份分析来看，Fe2(SO4)3溶液净化的首要任务是完成Fe和Zn、Mn、Mg、Cu等热酸浸出时和铁一同进入到浸出液的杂质金属离子的别离。 净化操作首要分三步：①加络合剂：先往浸出液中参加络合剂，使Zn2+构成络合离子而留在溶液中；②沉铁：再调pH值进行沉铁；③溶解：然后将Fe(OH)3沉积再用硫酸溶解。 Fe2(SO4)3溶液的净化首要是依据Fe3+和其他杂质金属离子的沉积pH值不同。Fe3+的沉积pH值比其他金属离子要小，因而能够经过调整溶液的pH值，以完成Fe3+和大部分杂质金属离子的别离。然后到达净化除杂的意图。该进程的反响有： Fe3++OH－=Fe(OH)3↓      (2－1) Al3++OH－=Al(OH)3↓      (2－2) （三）铁粉复原与结晶1、试验质料 复原铁粉（Fe含量不低于98.0%），已制得的Fe2(SO4)3溶液。 2、试验进程 A 称量复原铁粉 按试验设计计划称量质量别离为6.4g 、9.6g 、12.8g 、16.0g的复原铁粉。具体办法是将天平放平稳，在载物盘上放一个枯燥且洁净的100mL的烧杯，留意烧杯边际不要超出载物台圆盘的边际。加砝码使天平平衡，读得烧杯质量为59g。用药匙将复原铁粉渐渐加到烧杯中，直至别离到达设计计划的质量后编号1、2、3、4，待用。 B 参加复原铁粉进行复原反响 将编号为1、2、3、4的铁粉别离参加对应编号的硫酸与Fe2O3的反响液中。将水浴加热设备的温度调至试验计划中设定的温度80℃。将拌和桨固定在电极上，然后伸入烧杯中，距杯底约1cm。用操控仪操控拌和速度为300r/min，反响时刻为0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h。记载数据。 3、试验进程 复原的意图是使溶液中的Fe3+与复原铁粉发作反响，生成FeSO4。 溶出首要进程： ①称取复原铁粉。 ②将复原铁粉渐渐加到溶出部分的反响液中，要留意对应编号正确。 ③将拌和桨固定在电极上，然后伸入烧杯中，距杯底约1cm。并操控拌和速度为300r/min，反响时刻为以上6组，记载数据。 复原方程式：    Fe+Fe2(SO4)3→FeSO4        (2－3) 终究，结晶的意图是进一步出去其间的杂质金属离子，这是使用不同物质的过饱和度和溶液中的浓度不同而完成的。 （四）铁的测定办法铁的测定依据化工行业标准HG/T2250－91，需求预备的试剂有： 1、浓(37%)； 2、SnCl2：称取SnCl210g溶于40ml1:1的HCl中，用水稀释至100ml； 3、HgCl2饱和溶液：称16.97gHgCl2溶于250ml水； 4、二磺酸钠0.5%：称0.25g溶于50ml水，加2－3滴浓硫酸摇匀； 5、硫磷混酸：将150ml浓硫酸在拌和下渐渐加到70Oml蒸馏水中，冷却后参加浓H3PO4150ml，混匀； 6、K2Cr2O7标准溶液0.2000N：称9.808gK2Cr2O7：溶于1LH2O，滴定度为：11.16mg(Fe)/ml标液；全铁的测定：取5ml反响浆液于400ml烧杯中，加5ml浓，加热，趁热滴加SnCl2溶液至黄色刚好退掉，再过量l－2滴，冷却，加HgCl2溶液10ml，放置顷刻至有白色沉积(Hg2Cl2)呈现。加水至200ml，加硫磷混酸20ml，二磺酸钠4－5滴，再用K2Cr2O7标准溶液滴定到溶液由绿色变为紫色，记下耗费的体积x ml，则反响浆液中全铁的浓度为：2.232x g/L。 Fe2+的测定：取5ml试液，加水至200ml，参加硫磷混酸20ml，二磺酸钠4－5滴。用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液由绿色变紫色停止。记下耗费的体积x ml，则Fe2+的浓度为：2.232x g/L。 四  总结本课题用湿法炼锌进程中沉铁时发作的赤铁矿渣为质料，先采纳热酸浸出的办法制备出Fe2(SO4)3溶液后，再用复原铁粉将Fe3+复原成Fe2+，终究净化结晶成七水合硫酸亚铁，具有较高的使用价值。试验研讨得到最佳的反响条件为：反响温度为80℃，浸出时刻2h，硫酸过量系数1.20，复原时刻2.5h。 经过上述研讨，得出从赤铁矿渣制备绿矾的关键如下： （一）以赤铁矿渣为质料，热酸浸出的进程首要依据几种金属的电位－pH不同，在酸浸进程中很难将锌和铁别离，由于要确保三价铁离子进入溶液，pH有必要操控到比较低，此刻，锌离子也进入溶液，然后不能将锌别离。而铅由于构成硫酸铅，而且硫酸铅在酸中溶解度很小，因而，在酸浸进程，在热力学上，应该操控pH在较低水平。 （二）净化阶段首要依据Fe和Zn、Mn、Mg、Cu等pH的不同除掉金属化物。 （三）复原是将Fe3+复原为Fe2+，到达终究制取Fe2+离子的意图，结晶使用饱和度的不同完成的，而且进一步去除杂质金属离子。

河南陕西小秦岭一带挖掘含金多金属硫化物石英脉金矿，一般出产混合精矿。其档次金98.89g/t、银150g/t、铜1.45%、铅2.5%、锌1.2%、硫26%、铁31%。针对这种杂乱金精矿原国家黄金局于三门峡市建成华夏冶炼厂，专门冶炼豫陕两地黄金矿山出产的金精矿，处理才能250t/d，归纳收回金、银、铜、铅与硫，1991年建成投产。     金精矿在竖式欢腾炉中进行硫酸化焙烧，其烟气进入制酸体系。焙砂在温度70℃，矿浆浓度40%，含硫酸15g/L条件下浸出1h。经液固别离其液体含铜13.19g/L，用铁置换得含铜75%的海绵铜直接出售。除铜后浸渣调浆至液固比2.9时并参加食盐与，坚持pH=2在50℃浸出5 h，通过固液别离得到的浸出液含铅9.51g/L、银34.2mg/L、铁12.72%。加热至90℃后用铁粉置换而得含银海绵铅。除铅后的浸渣再次调浆至液固比2.9。在浓度0.08%，pH=10.5～11条件下浸出36h，固液别离后用锌粉置换金，金浸出率达98.17%，铜收回率84.15%。铅收回率89.10%。    湖南湘西金矿挖掘含金锑钨多金属石英脉型或石英网脉型矿床。在出产中独自别离出两种精矿即钨精矿与含锑金精矿。该矿自建有一套冶炼车间别离处理该两种精矿。其间含锑金精矿采纳如下三个过程完成锑金别离：一是高温焙烧，二是电解别离，三是二次氧化，别离冶炼出精锑与合质金出售。

一、浓硫酸高温强化焙烧法北京有色金属研讨总院从20世纪70年代开端研制以浓硫酸焙烧法冶炼包头混合型稀土精矿，相继开发了第1代、第2代、第3代硫酸法，其间浓硫酸高温强化焙烧法(“三代”酸法)从20世纪80年代开端投入使用，已成为处理包头稀土精矿均选用浓硫酸高温强化焙烧法处理。先用外热式回转窑烘干精矿;在加转窑内，稀土精矿与浓硫酸混合，在必定温度(500～600℃)下反响，稀土精矿悉数分化，生成稀土硫酸盐;用冷水浸出稀土硫酸盐使稀土进入溶液;用铁粉去除磷酸根，用氧化镁或方解石调整pH值，得到较纯洁的硫酸稀土，或经过萃取转型为氯化稀土，或依据需求进行萃取别离。钍在高温强化焙烧时生成不溶于水的焦磷酸盐(或磷酸盐)留在水浸渣中。 该工艺的长处是对精矿档次要求不高，工艺接连易操控，试剂耗费少，运转本钱较低，易于大规模出产。缺陷是钍以焦磷酸盐开式进入渣中，无法收回，形成放射性污染和钍资源的糟蹋;含氟和硫的废气以及工业废水污染环境。稀土出产进程中出产的“三废”，早在上世纪80年代就引起了广泛重视。浓硫酸高温强化焙烧工艺所发生的废气首要是含有硫酸和的酸雾及少数焙烧尾气;废水首要是稀土精矿处理进程中和萃取分组进程中发生的铵盐废水，其成分首要是硫酸铵和氯化铵;废渣首要含铁、磷、钙化合物及钍，这种渣会发生长时间的放射性污染。针对这些“三废”，有关专家提出了一些管理主张，如包头市和发稀土集团公司的王俊兰提出了依据各首要污染物的特性、以收回利用为方针进行分流分治的办法  \关于焙烧发生的尾气选用三步法处理：选用冷却、喷淋吸收法净化，得到冷凝酸液和喷淋酸液一混合稀酸液经过加热浓缩、别离得到浓硫酸和含氟液体一含氟液体选用合成法处理，得到氟盐，这样可使尾气合格排放，一起也消除了尾气净化废水的污染，还可得到出产稀土所用的浓硫酸和铝冶炼工业需求的冰晶石;关于铵盐废水，首要是对酸法稀土冶炼发生的含杂质较少的硫酸铵、氯化铵废水，选用电渗析、反渗透法增浓至12%～14%，然后选用惯例的三效蒸腾、冷却结晶法取得合格的氯化铵、硫酸铵产品，这样既能够管理铵盐废水，又能够收回很多的硫酸铵和氯化铵，关于含钍废渣，经过低温焙烧，别离水浸渣与中和渣，得到富集钍的中和渣，再选用伯胺萃取别离技能，使钍转化为硝酸钍产品。

氧化铝赤泥选铁工艺，属于赤泥处理工艺，特点是包括下述工艺步骤：赤泥浆料加水预混，通过螺旋流槽分选出精矿浆料、中矿浆料和尾矿浆料；精矿浆料通过摇床分流出铁粉浆料，中矿浆料经球磨机球磨破碎后，也进入摇床随精矿浆料一起进行分流。可回收赤泥中６－８％的三氧化二铁与四氧化三铁铁粉，不仅解决了赤泥的闲置堆放问题，改善周边环境，而且实现了废物资源的循环利用，节约原材料。　　工艺，其特征在于包括下述工艺步骤：赤泥浆料加水预混，进行稀释和降温，再进入螺旋流槽进行分选，分选出精矿浆料、中矿浆料和尾矿浆料；精矿浆料进入摇床，加水分流，摇床侧部分流出矿质浆料，端部分流出铁粉浆料，铁粉浆料进入产品槽；所述中矿浆料填入球磨机进行球磨破碎后，进入所述摇床随精矿浆料一起进行分流。

定影液用于收回银 从定影液中收回银的办法有：沉积法、置换法、次氯酸盐法、法、连二硫酸钠法和电解法等。 废定影液中，银常以Ag(S2O3)23-等合作物方式存在，含银浓度0.5～9g/L。 一、沉积法 向定影液中参加，使Ag(S2O3)23-等离子与S2-反响生成硫化银沉积与溶液别离： 2Ag(S2O3)23-+S2-=Ag2S↓+4S2O32- 从硫化银黑色沉积中收回银的办法有以下几种： 硝酸溶解法 用稀硝酸(酸∶水=1∶2～3)将硫化银溶解，产出溶液与元素硫，过滤，得到溶液。 Ag2S+4HNO3=2AgNO3+S0+2H2O+2NO2↑ 焙烧溶炼法 将硫化银于700～800℃时进行氧化焙烧，使硫氧化成二氧化硫进入气相，银则生成并随后分化为金属银。 Ag2S+1.5O2=Ag2O+SO2↑ 2Ag2O=4Ag+O2↑ 置换法 在溶液中，常温下，用铁屑可将银从硫化银中置换出来： Ag2S+Fe+2HCl=2Ag+FeCl2+H2S↑ 硫化沉积简略易行，银收回彻底，适合于小规模运用，可是沉银后液有过量的，定影液不能再生。 二、置换法 可用粉铁、锌粉、铝粉作复原剂，使定影液中银复原成金属银。这种办法功率高，简略易行，但金属置换法的首要缺陷是置换金属溶解进入溶液中，使定影液不易再生。如铁置换是在酸性定影液中参加铁片或铁屑、铁粉，银即被置换复原沉积： 2Ag(S2O3)23-+Fe=2Ag↓+Fe2++4S2O32- 置换产品含银粉、铁粉和硫化银等，呈黑色。经进一步提纯，可得粗银粉。在酸性介质中，定影液中的S2O32-会发作分化，发作元素硫和二氧化硫。 三、次氯酸盐法 次氯酸盐能将废定影液中的银-硫代硫酸根合作物分化，而银构成氯化银沉积与溶液别离。 8ClO-+Ag(S2O3)23-+4OH-=AgCl↓+4SO42-+2H2O+7Cl- 例如，当处理含银6g/L的定影液时，用含10%～15%NaClO和1～1.5mol/LNaOH混合溶液处理。次法因要氧代很多的硫化硫酸根，药剂耗费较大。 四、法 该法对废定影液提银是一种简洁、有用的办法。先将溶液pH调整到挨近中性，可用冰乙酸和调整，也可用。 然后，将固态或液态的(Na2S2O4)添加到废定影液中，加热到60℃并激烈拌和，银即从溶液中分出。可是，pH值太低，或硫代硫酸钠会分化发作元素硫，当温度超越60℃时，也发作相同现象。此法工艺简略、功率高;定影液还可再生运用。 五、法 (NaBH4)是一种很强的复原剂，前期广泛用于化学分析范畴，后来被应用到贵金属的别离与提取工艺中。国外有些工厂用此法替代了传统的锌粉、铁粉置换法和沉积法，在处理小批量、低浓度的废液时更显示出其长处。用收回废定影液中的银，大多是在pH=6～7的条件下进行，的参加量应依据溶液中的银含量而定。一般为：Ag:NaBH4=1:0.45(质量比)。发作如下反响： 8Ag(S2O3)23-+NaBH4+8OH-=NaBO2+6H2O+16S2O32-+8Ag 可将和先配成含NaBH4 12%，NaOH40%的溶液，运用时稀释10倍，依据定影液中的含银量，缓慢参加废液中，生成银的黑色沉积。 六、电解法 电解法收回含银废液和定影液中的银，在技能上和经济上均显示出许多长处。各国进行过许多研讨、改善，并研制出许多方式的电解槽、电解设备或提银机。 依据设备结构，归纳起来，电解提银机能够分为两大类：开槽式电解提银机和闭槽循环式电解提银机。其间开槽式提银机，因功率低、占地面积大，产出有害气体，污染环境等缺陷已根本筛选，现遍及选用密闭机械拌和电解提银机提银。 我国结合国内实践，研制成一种闭槽高效提银机。它的外壳为塑料圆筒并有密封盖，内衬厚0.5～1mm不锈钢片作阴极，用空心石墨圆柱立于筒中心作阳极，阴阳极距为35～40mm，溶液在机内密闭循环。定影液从圆筒下部沿切线方向高速进入阴、阳极之间，螺旋式快速转上升，从上部沿切线方向流出，进入贮液槽。废定影液如此不断地用泵进行高速循环，能够选用较高的电流密度。 电解技能条件如下：槽电压2～2.2V;液温：20～35℃;电流密度175～193A/m2;循环液体积：510L;电解时刻：含银3～4g/L，需3～4h，含银5～6g/L，需5～6h;电解后液含银：原液含银2.5～9.3g/L，后液含银0.5～0.7g/L(当尾液不再生时，含银可降至0.15g/L);电银档次：90%～93%，通过溶铸可达98%～99%;银收回率95%左右。

1　前语 马鞍山钢铁股份有限公司铁鳞资源总量约5万t/a。为合理运用资源,依据对商场供需情况的分析,公司于1992年立项建造年产万吨级铁粉出产线。 马钢铁粉工程系马钢股份有限公司与我国节能出资公司联合出资的国家重点项目。该项目由原机械工业部天津第五规划院规划。其规划结合了国内外铁粉出产供应商的先进工艺技术,规划的工艺特色为“3次磁选、2次复原”,方针是出产高质量的优质铁粉。 马钢铁粉一期工程主体设备有:隧道窑(长166m)1座;从德国克莱默公司引入出产能力为700kgh的CBR-700-95e铁粉复原炉(包含出产能力为80m3 h的ASP-80型分解器和出产能力为80m3h的DR-80型气体干燥器)1台;以及从德马克公司引入的细粉碎机2台。整个工程现已竣工投产。 马钢铁鳞数量虽不大,但品种多,成分杂乱,且有大量库存铁鳞。怎么从中选出合格铁鳞质料用于复原铁粉出产线,是铁粉工程投产首要处理的问题。为此,咱们对公司轧材厂一切的轧制点的铁鳞进行了取样分析,并进行了海绵铁半工业化出产实验,以找出契合优质铁粉出产工艺的铁鳞资源。 2　优质复原铁粉对质料铁鳞的质量要求 铁粉产品对Mn、Si、C、S、P及酸不溶物等有严厉的约束,因而出产海绵铁时对质料铁鳞应严厉把关。一般铁粉出产供应商对处理后的铁鳞成分有如下要求,见表1。 3　铁鳞取样分析及铁鳞处理工艺 3.1　铁鳞取样分析 依据文献[1]及同行的实践出产经历,海绵铁出产多选用热轧低碳欢腾钢铁鳞作质料,由于低碳欢腾钢中SiO2、Al2O3等含量较低,用它作质料制作的铁粉杂质少,性能好。为了选出优质铁鳞,咱们对本公司一切轧制点的铁鳞作了全面的取样分析。成果如表2所示。 3.2　铁鳞处理工艺及经处理铁鳞的技术目标 马钢铁鳞处理工艺流程:铁鳞搜集—堆积—过筛—水洗—烘干—磁选—球磨—筛分—混料—初复原经铁鳞处理工艺处理后的高线普碳、二轧型材和三轧(带钢、线材)铁鳞,各项技术目标均契合运用要求;中板、初轧(420方坯、连轧)铁鳞,经铁鳞处理工艺处理后,酸不溶物超支;棒材、H型材和初轧开坯铁鳞,经铁鳞处理工序后,Mn及酸不溶物超支。 4　马钢铁鳞用于海绵铁半工业化出产实验及分析 4.1　半工业化出产实验 从马钢铁粉项目建造以来,公司有关部门已搜集到高线普碳,二轧型材及三轧带钢、型材等3种根本可满意海绵铁出产需求的铁鳞及中板、初轧(连轧、420方坯)2种酸不溶物超支的铁鳞共约4万余吨,其中有库存期达2-4年的铁鳞,这部分铁鳞已深度氧化。本次进行的半工业化出产实验,目标为上述2类共10种铁鳞。关于中板、初轧铁鳞的实验,首要视其经复原成海绵铁并经磁选后的技术目标是否合格。至于经处理工艺后仍严峻超支的棒材、H型钢、初轧开坯等3种铁鳞,不作为实验目标。 工业化出产实验所选用的倒焰窑的根本尺度为:直径4.8m,容积20m3。共进行了两窑实验。为了精确反映不同铁鳞对海绵铁质量的影响,将不同铁鳞装罐堆积在不同扇形区域(视为倒焰窑各扇形区的热工准则根本相同),每区域共堆积10组复原罐,每组共堆积4层罐,如图1所示。 实验工艺参数是在学习兄弟供应商比较老练的工艺目标的基础上,结合本公司质料的特色经实验优化后拟定的[2]。 榜首窑工艺参数:复原温度为1050-1150℃;复原时刻50h;质料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。复原后得到的海绵铁的铁含量示于表3。一起还对复原得较好的以高线、三轧、二轧铁鳞为质料出产的海绵铁中的碳含量及复原情况进行了分析,新轧制和库存铁鳞的碳含量及复原成果比较示于表4。 第二窑工艺参数:复原温度为1050-1150℃;复原时刻56h;质料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。复原得到的海绵铁的铁含量示于表5。相同,对复原得较好的高线、三轧、二轧铁鳞为质料出产的海绵铁中的碳含量及复原情况进行了分析,新轧制和库存铁鳞的碳含量及复原作用示于表6。 4.2　实验成果分析 本次实验首要对海绵铁中的铁含量进行分析。从表3、表4成果看,高线普碳、三轧线材、二轧中型材所产铁鳞在对应的工艺条件下能出产出合格的海绵铁;而库存铁鳞因深度氧化在该工艺条件下未能到达复原结尾而呈现夹生。从表5、表6成果看,高线普碳、三轧线材、二轧中型材所产库存铁鳞在改动后的工艺条件下能出产出合格的海绵铁,而相同工艺下新轧制铁鳞因复原温度进步、时刻延伸而过烧渗碳,导致海绵铁出格。此外实验成果还显现,中板、初轧铁鳞不能用作出产海绵铁的质料。 咱们还将本实验两窑次中合格海绵铁经精复原工序(破碎—磁选—精复原—解碎—磁选—分级合批)处理,其精复原铁粉的化学成分示于表7。从表7可知,选用马钢高线、三轧、二轧铁鳞可以出产出化学成分契合出产要求的复原铁粉。 4.3　马钢铁鳞挑选的准则 经过上述实验成果分析,咱们以为:为了确保马钢铁粉项目投产后的质量,对马钢铁鳞的挑选应遵从以下准则: (1)铁粉出产宜选用高线、三轧、二轧等热轧欢腾钢铁鳞为质料; (2)针对现在同种钢材轧制量削减的特色,要严厉留意钢种改变,不契合要求的铁鳞禁止搜集; (3)露天长时刻寄存的铁鳞易受污染,因而用于海绵铁出产的铁鳞应及时从轧制现场搜集至质料堆积棚; (4)关于部分库存铁鳞,应拟定相应的工艺准则独自处理,这样才可出产出合格的海绵铁。 5　定论 (1)经取样分析及铁鳞处理工艺处理后挑选出来的马钢高线普碳、二轧型材和三轧带钢、线材新轧制铁鳞,在质料配比铁鳞∶焦碳=1∶055、复原温度1050-1150℃,复原时刻50h的工艺条件下,可出产出合格的海绵铁; (2)关于铁鳞品种与(1)相同的库存铁鳞,在质料配比与(1)相同,复原温度为1100-1150℃,复原时刻56h的工艺条件下,亦可产出合格的海绵铁; (3)将二种工艺条件下取得的合格海绵铁粉进行精复原处理,所得复原铁粉化学成分契合出产要求。

通过操控晶界微观结构来改进合金功能的技能已日益受到重视，因而广泛研讨了热机械加工技能用来操控晶粒尺度（晶界密度）、晶界特性散布（GBCD）以及晶界衔接性等。别的，也选用了外加势能（例如磁场、电场，超声振荡和温度梯度）的技能。其间，外加磁场的使用愈加引起了材料加工界的重视，由于它可以愈加精确地操控显微结构。至今，现已发现外加磁场关于铁磁材料的再结晶、分出行为和相改变等冶金现象的影响都非常大。因而，日本东北大学的研讨者们在这方面从事了很多的研讨。此次，对铁粉和钴粉在外加磁场条件下研讨了它们的烧结行为，所用原始材料是99.9%纯粉和99.5%的纯羰基钴粉，它们的颗粒均匀粒径分别为2.3μm和0.8μm，铁粉的形状是球形的，钴粉是多面体形。这些金属粉末在研讨前均在氩气流中通过673K×3.6ks的脱氧处理，以铲除其表面所附着之氧化物。选用200MPa压力压成直径10mm×高3mm的压坯，在红外线烧结炉中烧结。在烧结过程中，沿平行于圆柱状试样轴线的方向施加外磁场，随后升温。外加直流磁场逐步增强至1.2MA/m(15kOe)。铁粉压块是在5×10-3Pa真空下于873至973K的铁磁温度规模进行磁场烧结，也在1123K顺磁温度下烧结5、20、50和100h；钴粉压块在1173K铁磁温度下烧结5、20、50h。　　研讨结果证明，磁场烧结能有效地进步铁粉的细密化程度，促进晶粒长大。磁场越强，细密化程度越高，特别是在烧结的中间阶段效果最强。以为磁场有增强晶界搬迁驱动力的效果，所以在烧结时关于细密化起着重要效果。与铁粉压块比较，磁场关于钴粉压块的细密化却起着按捺的效果。

将氯系有机溶剂、水和表面活性剂液混合，并加热，使发生氯系有机溶剂蒸汽、水蒸气和表面活性剂蒸汽，将该混合气体充入已封装有金属材料的处理罐中，从金属材料的安排空地中溶出杂质，将由耐蚀性锈构成的钝化表膜构成在金属材料的表面上。在处理钢材或铁粉时，耐蚀性锈主要由四氧化三铁（Fe3O4）构成。处理铁粉等来制作磁性材料时，是将铁粉等整体变化成四氧化三铁（Fe3O4）或许三氧化二铁（γ-Fe2O3）。氯系有机溶剂是运用。

所谓超级铁精矿(HCM)是指含铁量高、脉石含量低的铁精矿。一般泛指SiO2含量小于2%、TFe含量挨近70%的铁精矿。现在这种高品位精矿没有列为产品矿石的标准之内，所以常称为超级精矿或超纯精矿。    超级铁精矿多用于直接复原出产海绵铁或金属化球团，来替代废钢进行电炉炼钢。跟着选矿工艺的展开，超级精矿的产品质量也在不断进步，现在除了用于直接复原一电炉炼钢外，已展开到海绵铁金属化球团直接轧制钢材；出产粉末冶金用金属铁粉，用于限制杂乱机械零件，如异型齿轮等；替代铁红出产磁性材料，用于无线电通讯、电话、扬声器、雷达、电视、磁选机等方面，还能够用于污水处理等。    一、直接复原-电炉炼钢    直接复原是从出产海绵铁替代废钢而展开起来的。直接复原用的铁矿都是超级铁精矿或富矿，能够用天然气或普通煤、石油等做热源及复原剂。这种技能在冶金焦少而煤、石油资源多的国家和区域得到了迅速展开，如委内瑞拉、墨西哥、伊朗等国。美国第一座运用进口高品位精矿的直接复原-电炉炼钢厂于1969年投产。    从经济上看，在相同产值下，直接复原的建厂出资与高炉根本相同。但海绵铁的出产本钱要比高炉铁水低得多。据英国1973年的报道，海绵铁的出产本钱为28.6美元/t,而高炉铁水(93%Fe)本钱为127美元/t.从能量耗费来看，海绵铁为16.16MJ/t,而高炉铁水为14.49MJ/t.因为焦炭报价比普通煤贵3倍，所以高炉铁水的本钱比海绵铁高。    直接复原-电炉炼钢对精矿质量的要求一般为SiO2含量在2%以下，出产出来的海绵铁金属化球团SiO2含量在3%以下. SiO2含量高不只会下降电炉的出产能力，并且电能耗费高。    二、海绵铁球团直接轧制钢材    用纯度高于99%的超级铁精矿进行直接复原得出海绵铁，然后可轧制钢材，为钢铁出产拓荒了新的途径。    据报道，英国斯旺西大学辛格教授将杂质含量低于1%即氧化铁含量大于99%的超级精矿粉，用有机粘结剂造球，在回转窑或竖炉中经气体复原出产出金属化海绵铁球团，然后用这种球团趁热轧制钢材。工艺流程见下图.    所轧制出的钢材的机械功能挨近低碳钢，可用于建筑及作低应力的结构件。    这种新工艺进程不必高炉、转炉；也不经铸锭作业，出产环节少，复原温度低，可很多节省能源。这种钢材的腐蚀实验标明，开端时(几分钟或几小时内)腐蚀速度较快，但逐步缓慢，最终与惯例产品差不多。焊接实验标明，精矿纯度在99.2～99.4%范围内，焊接功能毫无问题。英国海外展开部对此新工艺很感兴趣，现在正在印度和巴西展开球团轧制的研讨工作。在印度用此种质料轧制镀锌波纹板，纯度低于99%的产品延伸率较低，仅限于民用小五金。    这项新工艺尽管正处于研讨阶段，但据预算，单位出资额仅仅高炉、转炉联合厂商的25～30%.    在我国，东北工学院进行了实验室的研讨。将超级铁精矿复原成海绵铁球团，趁热将两个海绵铁球团放到容器顶用压力机冲压。从相图看，轧制的球团具有显着的金属安排，根本为铁素体，与普通的低碳钢类似，轧制后看不到球团间的缝隙，证明了高湿球粘结性好，能成为一体，满足轧钢的根本要求；其晶粒呈必定程度的板安排结构，这标明具有杰出的可塑性，杂质散布均匀。调理复原剂的成分还可轧出相当于高碳钢的钢材或轧制薄铁皮等。某单位用复原出的金属铁粉试轧出宽250～300mm的带钢，其表面光洁，耐性较好。[next]    三、用超级铁精矿出产铁粉    铁粉在国民经济建设中是不行短少的金属质料，广泛地使用于机械、电子和化工等工业。跟着国民经济的展开，其用量及用处会越来越大。    曩昔国内外出产铁粉首要以轧钢铁鳞(即氧化铁皮)为质料。近几年来，逐步研讨和展开用超级精矿做质料。据统计，现在世界几个首要区域和国家铁粉出产能力约为54.5万t/a,我国铁粉产值估量为1.4万t/a.因为选用高纯铁精矿粉出产的铁粉功能好、质量安稳、产值高、本钱低、能耗少，所以高纯铁精矿逐步替代了轧钢铁鳞。在这方面，世界先进工业国家展开很快，不只在使用上有所突破，并且充分使用了本国的矿产资源，产值也在逐年添加。据报道，以超级精矿为质料出产铁粉的产值为：瑞典16万t/a、美国8万t/a,日本4万t/a.我国以超级精矿为质料来出产铁粉还处在小规模阶段。如向阳的喀左铁矿，选用反浮选办法每年出产超纯铁精矿3000～5000t,供北京矿冶研讨总院制永磁材料。    瑞典的霍根纳斯公司用超级精矿粉出产的复原铁粉NC100.24,具有很好的归纳功能，在世界市场上享有盛誉。该公司是选用超级精矿进行固体碳化复原和雾化法出产铁粉的。美国、日本、苏联和德国在制取铁粉方面都有着成功的经历。并先后建立了从四氧化三铁直接复原成铁粉的粉末冶金厂。    我国铁粉的研发和出产是从本世纪60年代开端的，并先后建立了上海、晋江、成都、天津、武汉和鞍山、青岛粉末冶金厂等许多供应商。这些供应商出产铁粉的工艺都是选用二次复原法，以铁鳞为质料。本溪市有色金属研讨所于1983年5月开端着手用超级铁精矿制取铁粉的研讨工作，经过两年多的尽力，试制出TFe大于99%的铁粉，各项目标均契合国家标准，化学、物理功能安稳，用户满足,1985年12月经过辽宁省冶金厅的判定。用超级铁精矿出产的铁粉总本钱预算为1170元/t,市价格约为1700元/t(判定会时报价).    用超级精矿出产出的铁粉使用于制作粉末冶金机械部件(如异形齿轮，具有塑性的丝、片、带材等),能进步材料的使用率、下降制品加工进程中的能量耗费；使用于电焊条上，能使焊条的熔敷功率大大进步。除此之外，在火焰切开、电子工业，化工催化剂，静电复印机等范畴也有广泛地使用。    四、超级铁精矿用于出产铁氧体磁性材料    铁氧体在电子工业方面的使用很广并占重要的方位。它是电话、无线电、电视、雷达等通讯方面的根底材料，特别对制作电子计算机磁芯存储器更为重要。在其它工业及家电用品方面也占有相当大的比重。    电子工业对铁氧体的技能要求，随铁氧体类型而不同。特别是对硬质铁氧体，其Fe2O3含量有必要大于98%,SiO2含量不得超越0.6～0.8%,当然纯度愈高愈好。如：意大利一家硬质铁氧体工厂，正常情况下选用一种天然铁氧化物(含Fe2O298.6%,SiO20.6～0.8%)和组成氧化物的混合物作为磁性材料，作用很好。据资料证明，当SiO2含量低于0.6%时，所出产的铁氧体均出现均匀的结晶。而具有优异电磁特性的软质铁氧体只能用含SiO2比较低的(0.2%)物料制得。制得电子计算机磁芯存储器的软质铁氧体只能用更紧密性质的物料制得。抱负条件下应不含,SiO2、Na2O、K2O和CaO的铁氧化物。但工业产品容许含有某些杂质如：SiO20.03%,Na2O和(或)K2O0.05%、CaO0.03%,其它杂质痕量，杂质总含量为0.8%.    用这种材料能够制作出磁场强度为96kA/m的铁氧体磁条，以出产167-Cэ型圆筒式磁选机。依据汁算,选用磁能积3.5～3.7的铁氧体，能够处理制作磁场强度为111～119kA/m磁选机的问题。    我国用超级铁精矿粉已试制出铁氧体和铁氧体。鞍山市磁性材料厂用超级精矿为质料，出产出的磁性材料的磁能积一般在3以上，高的可达3.8.其功能相当于用铁红为质料所得到的目标，但报价可廉价50～60%.    五、超级铁精矿在其它方面的使用    纯度高的海绵铁，能够作为冶炼特种钢的质料。例如，本溪钢铁冶金研讨所已使用营口锅底山铁矿供应的超级铁精矿，炼出超低碳不锈钢，它抗腐蚀性强，可用于化工设备，国产报价与进口报价比较约低40%.    哈尔滨建筑工程学院曾用超级铁精矿处理污水，实验作用杰出。超级铁精矿也可用于制怍磁流体、磁介质、催化剂等。

关于档次高、成分单一的铋矿，火法冶炼虽然还存在着SO2的污染问题，但现在仍是铋冶炼的首要办法。但对杂乱难选的低档次铋精矿、铋中矿，选用反射炉火法熔炼，不只收回率低，并且难以精粹产出优质精铋。20世纪60年代后期，我国开端致力于铋矿湿法冶金新工艺的研讨，用作浸出剂，在酸性氯盐系统中浸出铋矿，使矿藏中的铋以铋氯合作物的形状进入溶液，用铁粉置换产出海绵铋，经火法精粹出产精铋，并首先在云锡第三冶炼厂建成了湿法车间，处理锡铋混合精矿。 近年来，国内外的许多科研单位相继依据硫化铋矿的不同组成，环绕下降作业本钱，处理环境污染，的再生和溶液中有价金属浓度的富集问题，研讨了许多新的湿法冶金流程，浸出－铁粉置换法、浸出－隔阂电积法、浸出－水解沉铋法、选择性浸出法、亚硝酸法和中南大学的新氯化法。这些工艺流程大都巳进行丁扩展实验或半工业、工业实验。 一、浸出－铁粉置换法 流程由6道工序组成：铋矿的浸出与复原；铁粉置换沉积海绵铋；氧化再生；海绵铋熔铸粗铋；粗铋火法精练；铋浸出渣中有价金属的选矿收回。浸出进程的首要反响如下：浸出液经加铋矿复原，使溶液中残存的三价铁复原为二价。加铁粉，沉积出海绵铋，经过氧化，再生三价铁。 此法在工艺上比较老练，铋的浸出率高（渣计98%～98.5%），综合使用好，污染较小，为进步铋资源的综合使用供给了一种有用的途径。但此工艺材料耗费比较高，1t海绵铋耗用工业1.5～1.8t，氧气0.4～0.5t，铁粉0.5～0.6t。因为选用铁粉置换和再生技能，铁和氯离子在溶液中的堆集不容忽视，废液排放量大，浸出液中因为离子浓度相对较高，黏度较大，渣的过滤和洗刷较为困难。工艺流程见图1。图1  铋锡中矿浸出－铁粉置换提铋工艺流程图 二、浸出－隔阂电积法 为了简化流程，研讨用隔阂电积来替代图1流程中的铁粉置换和再生工序。其原理是在操控恰当电位的情况下，让铋在隔阂电解槽的阴极复原：阳极则发生铁的氧化反响：该流程的技能关键是电极电位的操控和溶液透过隔阂速度的操控。在阴极区，溶液中首要的阳离子是Bi3＋、Fe2＋和H＋、在阳极区，溶液中首要的阳离子是Bi3＋、Fe3＋和H＋，为使阳极区的三价铁不致在阴极放电而下降电流效率，应选用恰当的隔阂材料把阴、阳极分隔，阴极区液面应高于阳极区，并操控电解液的浸透速度，使流速与二价铁的氧化速度适当。 此工艺与－铁粉置换法比较，流程简略。但因为溶液中铁离子浓度较高，电积进程在电场力的作用下三价铁会不可避免地透过隔阂在阴扳复原，使电流效率下降（电流效率42%～50%），操作进程比较严厉。 三、浸出－水解沉铋法 此法实质上是使用氯氧铋的水解性，在弱酸性溶液中水解铋氧络合物，生成氯氧铋白色沉积物，制取氯氧铋精矿。 为使水解彻底，溶液pH值一般操控在2，这就要求很多的水稀释溶液，形成酸耗高、水耗大、试剂耗量大、铋收回率低、废水排放量大的缺陷。某小型铋冶炼厂曾选用此法出产氯氧铋精矿，但作用不抱负，其技能经济指标为：吨精矿耗工业800kg，铋收回率为60%～70%。 四、亚硝酸法 此法已在原苏联完成了半工业实验，用来处理哈萨克矿的难选含铋硫化矿精矿。根本原理是根据反响：此法耗费试剂品种多，除及氯化钠之外，需求、火油及过氧化氢等药剂。工艺流程见图2。技能经济指标（精矿耗费∕t）：HCl 185kg、NaCl 260kg、NaNO3 3kg火油3kg、H2O2 6kg。图2  亚硝酸法处理铋精矿准则工艺流程图 五、选择性浸出法 此法选用操控电位的办法，用选择性浸出硫化铋矿，一起抵抗杂质的浸出。较之前面的几种办法，避免了很多的铁离子在流程中的循环和三价铁的再生问题，进步了产品质量，渣的过滤、洗刷功能也得以改进。浸出进程根本反响为：选择性浸出，铋的选择性较高，但耗费量比较大，一部分单质硫会被氧化生成硫酸根，的污染和腐蚀问题也比较严重，设备需求密封。从经济上分析，比用浸出没有显着的优越性。 选择性浸出的工艺流程见图3。图3  选择性浸出铋准则工艺流程图 六、新氯化－水解沉铋法 唐谟堂等在多年研讨的基础上提出了一种新的处理铋精矿的湿法冶金办法－新氯化水解沉铋法。在36～378K的温度下，选用两段循环浸出，大大进步了铋的浸出收回率。该流程的特点是选用了一种含有金属氯化物的酸性水溶液（A#CA），它兼有和氯化剂的长处，处理了浸出剂的再生和溶液中铁的循环堆集问题，并使溶液中的铋浓度大大进步，后续工序的出产能力相应得以扩展。准则工艺流程见图4。图4  新氯化水解法准则工艺流程图 因为是在高温下浸出，杂质如As和S的氧化浸出率较高，一起副反响将导致氧气的耗费量增大。

电解法炼镁进程中从电解槽取出的镁和热复原法炼镁进程中从复原炉取出的镁，均称为粗镁，都达不到质量标准，有必要去除镁中杂质，才干到达质量标准。    电解法粗镁含有金属杂质和非金属杂质。金属杂质有Fe、Si、Al、Ni、Mn、Cu、K、Na和Ca。这些金属杂质，有的是电解进程中在阴极上分出的，有的是其氯化物或氧化物被镁复原出的。非金属杂质物质有MgCl2、NaCl、KCI、CaCl2、Mg3N2、MgO、SiO2、Fe2O3,CaO。非金属杂质中氯化物是出镁时从电解槽带出的电解质；Mg3N2是镁在空气中焚烧生成的；MgO是质料和电解质含有的，也有镁焚烧生成的；其他氧化物是从槽衬耐火材料磨损下来的。热复原法粗镁也含有金属杂质和非金属杂质。金属杂质有Si、Al、Fe、Mn、Ni、Zn、K和Na。金属杂质中Si、Fe、A1、Mn首要来源于复原剂硅铁粉尘；其他金属杂质是被复原出来的。非金属杂质有MgO、CaO、Fe2O3、 SiO2、CaF2，来源于球团料粉尘。不管电解法粗镁仍是热复原法粗镁，金属杂质含量较少，小于或等于重熔镁锭标准中较低等第的规定值；非金属杂质含量较多。    镁精粹办法有熔剂精粹、沉降精粹、添加剂精粹、真空蒸馏、区域熔炼和电解精粹。熔剂精粹和沉降精粹是精粹粗镁的办法。各镁厂或选用熔剂精粹办法或选用沉降精粹办法精粹粗镁。通过其间一种办法精粹过的镁称为精镁，镁质量到达了一般用处的重熔镁锭质量标准，铸成镁锭供应。添加剂精粹是去除一种或几种杂质的办法，是前两种精粹办法的弥补。真空蒸馏、区域熔炼和电解精粹是将精镁再精粹，进一步去除杂质，制取特殊用处的简直不含杂质的高纯镁，这儿不介绍了。    熔剂精粹是在熔融状态下用熔剂去除镁中杂质。熔剂精粹首要作用是去除非金属杂质，又能通过化学作用除掉碱金属K和Na。熔剂应具有以下性质：熔剂与镁和坩埚不起化学反响；熔剂熔点低于镁的熔点；熔剂与杂质间界面张力小，与液体镁界面张力大，因此熔剂既可以吸附杂质，又能与液体镁别离；熔剂与液体镁密度不同。按用处区分，有精粹熔剂和掩盖熔剂。精粹熔剂密度大于液体镁密度，用作去除杂质。掩盖熔剂密度小于液体镁密度，用作掩盖于液体镁表面，阻隔空气，避免镁氧化。    熔剂由碱金属和碱土金属氯化物与氟化物组成。各镁厂的熔剂配方不同。我国镁厂精粹粗镁用的熔剂成分见表2。表2   我国镁厂精粹熔剂成分/%熔剂称号MgCl2KClNaClCaCl2BaCl2MgO根底熔剂38±337±38±38±39±3精粹熔剂根底熔剂90~95+CaF26~10掩盖熔剂根底熔剂75~80+硫黄粉20~25[next]     熔剂精粹选用坩埚精粹炉。精粹炉由普通耐火砖砌筑，由电、天然气或煤气加热。坩埚有铸钢的，也有耐热钢板焊接的。首先把熔剂参加精粹炉坩埚，并开端加热，熔剂熔化后参加粗镁。待粗镁熔化、温度到达700℃时，用拌和器拌和液体镁，使液体镁与熔剂充沛触摸、吸附杂质，拌和时刻约20min，再升温至730-750℃，静置5-15min，使杂质和熔剂沉降，与液体镁别离。在以上进程中，经常向坩埚内撒些掩盖熔剂，避免液体镁焚烧。精粹进程中，非金属杂质被熔剂吸附、沉降，与镁别离。一起，碱金属K和Na与熔剂中MgCl2反响生成KCl和NaCl，进入熔剂而被除掉。静置期间，精粹炉中止加热。当液体镁温度降到680-710℃时，用气动泵抽取液体镁注入铸锭机铸成镁锭。精粹1t电解粗镁（液体镁）耗电300kW·h，熔剂30kg。精粹1t皮江法粗镁（结晶镁）耗电600kW·h,熔剂120kg。    热复原法镁厂均选用熔剂精粹法精粹粗镁。小型电解法镁厂也选用此法。    （二）沉降精粹    沉降精粹是大型电解镁厂精粹粗镁的办法。该法是在电加热熔盐炉（为接连精粹炉）中通过沉降去除镁中杂质。精粹炉见图，精粹炉为圆形，钢壳内衬耐火砖；炉顶直径约5.5m，炉底直径约3m，高约4.5m；炉中心部位是集渣井，炉体下部均匀分布6根石墨电极，加热功率300kW;加热介质氯盐温度720-730℃，氯盐成分为MgCl2 8%-12%、KCl 55％-65％、NaCl 18％-22％、CaCl2 0.5％-2％、BaCl2 5％-8％、CaF2 0.3％-1％。其密度大于液体镁的密度，因此坐落液体镁层下面。 [next]     电解槽中抽取出的液体镁，用台包运到精粹车间，从粗镁参加口注入接连精粹炉。因为加料管伸入氯盐熔体基层，液体镁从加料管出来后通过氯盐熔体层上浮到镁液层。这一进程与熔剂精粹进程相同。镁液层储存镁8-10t，温度710-720℃。镁在炉内逗留2h以上，镁中非金属杂质充沛沉降别离。精粹渣聚集于炉底中部集渣井内，定时翻开井盖用抓斗抓取渣。铸锭用的虹吸管从炉盖上刺进镁液层，开端铸锭时用真空泵将虹吸管抽成负压、使液体镁流出。为了避免液体镁焚烧，向炉内充氩气。接连精粹炉每天产精镁50-100t。精粹1t镁耗电50-100 kW·h，氯盐60kg。    （三）添加剂精粹    该办法是通过向液体镁中参加某种单质或化合物除掉镁中某些杂质的办法。添加剂精粹是对熔剂精粹或沉降精粹过的镁进一步精粹。    电解法粗镁和热复原法粗镁，通过熔剂精粹或沉降精粹，除掉了非金属杂质和碱金属K和Na，不能除掉其他金属杂质Fe、Si、Al、Mn、Cu和Ni。因为粗镁中金属杂质含量较少，通过熔剂精粹或沉降精粹，镁的质量一般能到达重熔用镁锭质量标准中我国标准Mg 99.90等第，可以满意普通用处要求。若要求镁含Fe 0.04％-0.003％、Si 0.01％-0.005％，应对熔剂精粹或沉降精粹的镁进行添加剂精粹。添加剂精粹除掉杂质最多的是Fe和Si，其次是Al和Mn,也能除掉一部分Cu和Ni。    用作精粹添加剂的有锰、钛和锆。锰以镁锰合金方式参加，钛和锆可以金属或氯化物方式参加。这几种添加剂可以与Fe、Si等金属杂质构成难溶于镁的金属间化合物，然后沉降别离出来。其间，钛和锆的精粹作用好，锆报价贵，因此常用的是钛。用钛添加剂精粹过的镁的杂质含量为Fe 0.004%、Si 0.005、Al 0.005%、Mn 0.01%、Cu 0.003%、Ni 0.0007%。镁的质量到达了我国标准Mg 99.95等第，行将熔剂精粹或沉降精粹过的镁进步一个等第或更高等第。    用钛添加剂精粹镁，运用的设备是坩埚精粹炉。先制备含钛熔剂，在坩埚精粹中熔化氯盐，氯盐成分为KCl 40％-70％、NaCl 20％-50％、MgCl2 10％，待氯盐熔化后参加粒度为18-60目海绵钛粉，拌和混合均匀。将熔剂精粹或沉降精粹过的镁参加坩埚精粹炉，然后参加含钛熔剂，当温度到达700-720℃时，用拌和器拌和5-15min，使钛与Fe等金属杂质充沛触摸、吸附、构成金属间化合物，静置沉降15-30min，最终进行铸锭。氯盐参加量为镁的20%，钛参加量为镁的0.05％-0.3％。    也可以用作添加剂。与镁反响生成钛，然后由所生成的钛吸附镁中金属杂质。但选用作添加剂精粹设备比较复杂。

干式弱磁磁选机高效除铁有新招 干式磁选机的磁系，选用优质铁氧体材料或与稀土磁钢复合而成，筒表均匀磁感应强度为100～600mT。干式弱磁场磁选机包含磁力滚筒，又称之为磁滑轮和永磁筒式磁选机两个大类。其间，磁力滚筒有电磁和永磁两种。 通过多年来的开展，永磁磁力滚筒开展较快，其处理粒度上限已从75mm开展到350mm以上，磁系的永磁材料也也从铁氧体开展到选用部分稀土铁硼磁材组成的复合磁系，有用的进步的磁选机的功率和使用寿命。 干式弱磁磁选机在铁粉的选别中有着十分可观的技术优势。在铁粉选其他整个流程中，咱们力求将磁选机的结构简单化，使之能够直接安装在皮带输送机的头部。相同，也能够装备成独自的干式磁选机。 磁选时，磁性物料会跟着皮带移动到滚筒顶部被吸附，转到底部后主动掉落，而非磁性物料沿水平抛物线轨道直接落下。增强后磁选机能够操作的给矿粒度在350mm之内，是现在能够到达这种广度的罕见的几种磁选机的一种。 为了取得商场的认可和用户的首肯，咱们在铁粉选别用的磁选机中增加了高磁感强度的特色。使之具有一些明显的便利用户使用的特色。 干式磁选机能够使用在贫铁矿初碎或中随后进行粗选，扫除废石;在铁矿冶炼前对铁粉进行分选;赤铁矿复原闭路焙烧作业中将未充沛复原的生矿进行再选;铸造业中对旧型砂的除铁作业。 用于陶瓷业中瓷泥稠浊铁质的去除;用于燃煤中稠浊铁质的去除。用于其它当地的除铁作业要求。

尽管钛铁精矿能够直接用于出产钛，可是其TiO2档次低，铁和其他杂质多，产品质量无保证，三废量大，对环境污染严峻。跟着环保要求日趋严厉，不管氯化法仍是硫酸法的钛白出产，对钛质料的要求，都趋于高档次化。将钛铁矿进行富集处理制成钛渣，就能更多地将杂质从矿中别离出去，然后取得TiO2档次较高的富钛料，再将其用于钛出产，就能进步产品的质量和削减三废对环境的污染。     用钛铁和还原剂，在一种既不同于矿热炉，也不同于电弧炉的特殊电炉中，加热到1600~1800℃，进行高温溶炼，使钛铁矿中铁的氧化物被还原为金属铁，以铁水流出成为生铁而别离除掉大部分铁；钛铁矿中的钛，即进入熔炼渣中而成为钛渣。钛铁矿还原熔炼电弧暗示和敞口电炉出产高钛渣工艺准则流程别离如图1和图2所示。         电炉熔炼制钛渣的优点如下:①工艺流程短；②副产品铁水经脱硫、脱氧后，其含铁量达98.5%，可供出产可锻铸铁或粉末冶金用铁粉；③不发生固体和液体废料，三废少；④电炉煤气可回收使用；⑤工厂占地面积小，是一种高效的制取富钛料的办法以。     国外一般将TiO2含量＞70%的熔炼称为钛渣。钛渣有高钛渣和低钛渣之分。一般将TiO2含量＜80%的钛渣称为低钛渣，低钛渣易于被硫酸所溶解而称为酸溶性钛渣。酸溶性钛渣的基本要求如下:①具有杰出的酸溶性，一般酸解率≥94%；②要有适量的助溶剂FeO和MgO，以使钛渣具有杰出的酸解反响功能；③贱价钛含量要操控适量；④出产钛的有害杂质(特别是硫、磷、铬、钒)含量不能超支。而将TiO2含量≥90%的钛渣称为高钛渣，简称UGS.     我国高钛渣质量标准见下表。                                                      我国高钛渣质量标准(ZBH31001-87)等第化学组成(质量分数)/%ΣTiO2ΣFeCaO+MgOMnO2一级品 二级品 三级品≥94.0≤3.0≤1.0≤4.5≥92.0≤4.0≤1.5≤4.5≥80≤5.0≤11≤4.5     因为高钛渣杂质少，在氯化时发生的废副产品少，多用于氯化法钛白出产。只需酸溶性好，不管低钛渣和高钛渣，都能够用于硫酸法钛白出产。

矿藏往往是含金矿石中最多的伴生矿藏。不同的铁矿藏在化溶液中所起的效果也是各不相同的。    在化浸出过程中，矿石中的赤铁矿、磁铁矿、针铁矿、菱铁矿等氧化铁矿藏不被氧化物溶液所溶解。而溶液却能与硫铁矿及其氧化物反响。    黄铁矿和白铁矿的氧化产品能与反响，使的耗费量增大。    磁黄铁矿的氧化产品也都能与反响而添加耗费。    磨矿时，衬板与钢球磨损发生很多的铁粉，特别加在磨矿作业时，新鲜的铁粉与反响，增大了耗费。

一、浸出机理 湿法冶金中的浸出与溶解，可分为三种类型：可溶性化合物溶于水的简略溶解；无价变的化学溶解；有价变的电化学溶解，铋中矿在氯盐中的溶解，属电化学溶解反响： Bi2S3＋6FeCl3＝2BiCl3＋6FeCl2＋3S 依据原电池理论，上述氧化－复原反响可分解为两个半电池反响，在铋中矿表面有阳极区与阴极区存在，各区都发作失掉和取得电子的氧化－复原反响，其机理如图1所示。从图1知阳极反响为： Bi2S3→2Bi3＋＋3S＋6e 生成的元素硫，掩盖在铋中矿的颗粒表面，疏松多孔，不影响溶剂由溶液中向矿粒表面搬迁，也不影响生成物由矿粒表面分散至溶液中。图1  FeCl3浸出机理示意图 在阴极反响区，因为三价铁能与氯离子构成络合物，所以有下列四个平行进行的复原反响存在：在浸山进程中，跟着时刻的连续，浸出液中氯离子浓度不断下降，这一方面取决于氯离子向被浸出矿藏表面分散的速度VD。一方面又取决于氯离子与被浸矿藏进行化学反响的速度VK。当V《VD时，反响速度取决于化学反响环节，即反响在动力学区域进行：当VD《VK时，反响速度取决于分散环节，即反响在分散区域进行；而当VK＝VD时，反响建立新的平衡。 影响氯化浸出的首要要素： （一）被浸矿藏粒度的影响：粒度越小，比表面积越大，越有利于进步浸出率。被浸矿藏的磨细程度，由磨矿能耗等经济要素决议。 （二）浸出温度的影响：溶解速度随浸出温度升高而进步，因为各种矿藏结构的差异，温度的影响各不相同。如用FeCl3溶液浸出铋精矿（天然铋搀杂部分Bi2S3和Bi2O3精矿），在常温下拌和浸出4小时（浸出剂含Fe3＋30克／升，HCl 20克／升，液固比4)，铋的浸出率可达80%～90%。 （三）拌和速度的影响：浸出拌和的意图是减小分散层厚度。分散层厚度与拌和速度可用下式近似表达：式中δ－分散层厚度；     K－常数；     W－拌和速度；     n－指数，一般为0.6。 拌和并不能消除矿粒周围包裹的分散层，因为接近晶体的饱和溶液层与晶体之同有结实的附着力，但因拌和发生的高速涡流会带走大部分分散层。当拌和速度达必定程度时，进步拌和速度并不能加快离于分散速度。处理各种料的最佳拌和速度能够依据试验测定。 （四）溶剂浓度的影响：溶剂的浓度对反响速度和溶解效果影响很大，当溶剂浓度增大时，溶解速度与溶解程度随之增大。但溶剂浓度过高时，会使很多杂质进入溶液。最合理的溶剂浓度应该是使欲提取的有价成分敏捷而很多的溶解，而杂质又尽可能少地进入溶液。最佳溶剂浓度必先经试验断定。 是一种氧化剂，在恰当的温度和浓度下，三价铁离子可有效地将被浸矿藏中的有价金属溶出，可将悬浮的硫化物氧化，使硫氧化为元素硫。 运用浸出的优越性为： （一）在水溶液中溶解度大，稳定性高，不易生成黄钾铁矾类的不溶络合物。 （二）有恰当的氧化电位，能使金属硫化物中的硫以元素硫形状分出，消除了SO2气体的污染：（三）能够挑选性浸出金属：依据试验，在必定条件下，用FeCl3浸出的从难到易次第为： 辉钼矿→黄铁矿→黄铜矿→闪锌矿→方铅矿→辉铜矿→磁黄铁矿，这个次第是完成挑选性浸出的根底。可使用各种金属氯化物在物化性质上的不同，完成浸出液中各金属元素的别离，如PbCl2、AgCl构成络离子，在水中溶解度小，而BiCl3是强水解性化合物。 （四）能够在常压下浸出。 （五）用电积法或氧化法可使再生。 用浸出的不足之处是浸出液中铁量很大，给浸出液别离净化带来困难，并且因为是强氧化剂，浸出设备的防腐问题也有必要处理。 铋中矿用－溶液浸出时，中矿中各种形状的铋均以氯化物形状进入溶液，其首要反响为：在浸出进程参加的，除与Bi2O3效果外，首要是使溶液坚持必定的酸度，以防BiCl3水解为BiOCl堆积。 浸出结束时，浸出渣含铋在0.5%以下，浸出液中残留部分三价铁离子，此刻若直接用铁粉置换，则残留的Fe2＋不光未得到充沛的使用，并且将添加铁粉的耗费量。因而需将浸出的上清液转入另一浸出槽中，参加新的铋中矿，使用中矿中的铋将溶液中的Fe3＋复原为Fe2＋，避免鄙人工序加铁粉置换时，因为Fe3＋存在而添加铁粉的耗费：                       二、铁粉置换沉铋机理 铋中矿通过浸出，又通过新铋中矿复原后的溶液成分如表1所示。 表1  铋中矿浸出复原后液成分（克／升）置换堆积是使用贱金属自溶液中替代较正电性的有价金属，贱金属自身进入溶液，而将有价金属从溶液中置换堆积出来。 依据金属的电化次第，在酸性溶液中，生动性大的铁原子简单氧化，而将生动性较小的三价铋离子置换为金属铋堆积，其反响式为： 2BiCl3＋3Fe＝2Bi＋3FeCl2 金属的溶解及从溶液中堆积决议于溶解电压和溶液离子的渗透压这两个相反的效果力。 在铁－三价铁离子溶液、铋－三价铋离子溶液的体系中，铁的溶解及铋的堆积在渗透压及溶解电压两个力的数值差效果下进行，构成电位差（电极邻近的双电层与整个溶液间的电荷差）。铁的溶解电压大于渗透压，差值为负，故铁有负电位；而铋的溶解电压小于渗透压，差值为正，故铋具有正电性。 跟着铁粉置换溶液中铋的反响进行，铁离子在溶液中的浓度增大，而溶液中铋离子的浓度下降。铁的负电位因为离子渗透压的增大将下降；而铋的正电位因为离子渗透压的下降而下降。当两种电位值及符号相一起，反响中止进行。 金属的电极电位及其在实践溶液中的离子活度间的联系，可用能斯脱公式表明：式中φ－与溶液中给定的离子浓度相适应的电极电位；     φ°－标准电擞电位，Fe2＋∕Fe3＋＝0.771伏；     n－金属的原子价；     a－离子活度，克当量／升。 与湿法提铋有关的各种首要金属及阴离子在25℃时标准电位φ°的数值见表2。 表2  标准电位置换反响的速度，电子由一个电极向另一电极搬运的速度，与电极电位有关。金属电位间相差愈大，电位差愈大，置换速度愈快；而金属电位间相差愈小，电位差小，置换速度愈慢。所以，应挑选一对电位差尽可能大的电板进行置换堆积。 进行置换堆积有必要留意以下几方面： （一）用于置换或复原的金属应与被置换金属结合的阴离子组成可溶性化合物。 （二）以固态参加用于复原的金属应该恰当过量，因为置换反响是在复原剂的金属表面进行，表面积愈大反响进行愈敏捷和愈彻底。所以，金属复原剂磨得愈细，参加溶液后复原效果愈好。 （三）有必要进行拌和，以除掉堆积在金属复原剂表面上的被置换金属，确保新鲜表面持续参加反响。 依据标准电位表，能够断定哪种金属能从溶液中替代另一种金属，求出置换反响的电动势，核算反响的平衡常数，断定置换堆积的彻底程度。 以铁粉作置换剂从溶液中堆积铋为例。 用铁置换溶液中铋按下式反响：设溶液中铋与铁离子浓度为1摩尔离子／升，试断定由Fe∕Fe2＋‖Bi3＋／Bi组成的电池反响的趋势，反响的标准电位为：反响的最大功用下式核算：△Z°为负值，阐明反响向右进行，铁能使溶液中的铋置换堆积，反响向生成海绵铋方向进行。 三、再生机理 氯化浸出有必要考虑氯化剂的收回，这对经济效益和环境保护都具有重要意义。的再生一般选用氧化法与隔阂电积法。 （一）氧化法。通过铁粉置换和新铋中矿复原后的溶液中，铁首要以FeCl2形状存在，回来浸出前，有必要先将FeCl2通氧化成，其反响为： 2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3 为了进步吸收功率，通氯设备常选用几只串联的密封钢罐，废气通过水吸收后排空。再生后的溶液回来浸出。 （二）隔阂电积法。此法在出产海绵铋的一起，使再生，并且电积进程中溶液闭路循环，无废液外排。 依据双金属电积的原理，通过浸出和新铋中矿复原后的溶液，用石墨板作阴、阳极进行电积。在阴极的电化反响为：而阳极的电化反响为：氯原子最外层有七个电子，当氯以单质存在时，为了满意典型的非极性共价键结合，构成双原子的气体分子，要求原子外层有八个电子，由两个原子共用一对电子。氯原子的电子结构，使它具有较大的电子亲合能，倾向于从外部取得电子，成为负一价离子，即：而欲使氯原子失掉电子，则比较困难，所以氯不易构成正价离子，特别是高价正离子。 与其它一些双原子气体比较，较易离解。不同气体分子的离解能如表3所示。 表3  双原子气体的离解能（焦耳／摩尔）从的离解能不高可知它具有较大的化学生动性。在化学反响中构成离子时，仍可发生较大的能量。即：因为氯原子倾向于取得电子，而金属又倾向于失掉外层的价电子，所以：但Fe3＋＋e＝Fe2＋的标准电位为0.771伏，而Bi3＋＋3e＝Bi的标准电位为0.215伏，若三价铁离子进入阴极区，则比三价铋离子先得到电子而复原成二价铁离子。为此，有必要在阴、阳极之间选用微孔塑料板为隔阂，避免已生成的Fe3＋进至阴极放电，避免海绵铋进入阳极区与三价铁离子触摸后重溶。 四、海绵铋的熔铸机理 海绵铋熔化实质上是晶体中规矩摆放的铋原子，受热后失掉平衡，转变到彻底不规矩的非晶体状况。 在熔化阶段，当海绵铋受热时，原子的动能增大。当温度到达熔点时，有必要持续吸收热量，以供损坏海绵铋晶体点阵时，抵挡原子之引力做功，只要当海绵铋悉数熔化后，在持续加热的条件下，金属铋液的温度再上升。 从动力学观念考虑，海绵铋熔化汇组成液体，还有必要战胜外层氧化膜的阻力，要求熔化的铋滴敏捷集合，要求液态的铋滴与固态的氧化膜敏捷别离，实践上，海绵铋的熔化是在熔融的中进行的。 NaOH熔点为318.4℃，密度为2.13克／厘米3，海绵铋参加熔融的NaOH中熔化，有以下效果： （一）间隔海绵铋与空气的触摸，避免海绵铋氧化。 （二）熔化的金属铋滴因为密度大而下沉，海绵铋表面的氧化膜被NaOH吸收，构成固态渣上浮，与铋液敏捷别离。 （三）海绵铋中一些杂质金属氧化物进入浮渣，进步了铋液的档次。 （四）脱氯。NaOH与海绵铋中的剩余的氯离子构成钠盐。 熔化后的铋液铸锭堆存，作为火法精粹的质料。 五、三氧化铁浸出时杂质的行为 （一）硫的行为。铋中矿含硫在8%～20%之间，首要以金属硫化物形状存在，在浸出进程中，大部分硫化物中的硫被氧化为元素硫。只要极少量的硫被氧化为硫酸根：所以，硫化物中的硫以元素硫形状入浸出渣，而与浸出液别离。 （二）砷的行为。铋中矿中的砷首要以毒砂（FeAsS）和雌黄（As2S3）状况存在，在浸出中，砷的矿藏不被氯化而存留在浸出渣中。 （三）锡的行为。铋中矿中的锡首要以锡石（SnO2）状况存在，在浸出中，锡石不浸出而存留在浸出渣中。 （四）铅的行为。铅在铋中矿中首要以PbS形状存在，在与浸出中，铅被氯化为PbCl2，其反响为：选用常温浸出，PbCl2在溶液中溶解度仅1%左右，很简单从溶液中堆积别离。

为了简化流程，研讨用隔阂电积来替代图1流程中的铁粉置换和再生工序。其原理是在操控恰当电位的情况下，让铋在隔阂电解槽的阴极复原：阳极则发生铁的氧化反响：图1  铋锡中矿浸出－铁粉置换提铋工艺流程图 该流程的技能关键是电极电位的操控和溶液透过隔阂速度的操控。在阴极区，溶液中首要的阳离子是Bi3＋、Fe2＋和H＋、在阳极区，溶液中首要的阳离子是Bi3＋、Fe3＋和H＋，为使阳极区的三价铁不致在阴极放电而下降电流效率，应选用恰当的隔阂材料把阴、阳极分隔，阴极区液面应高于阳极区，并操控电解液的浸透速度，使流速与二价铁的氧化速度适当。 此工艺与－铁粉置换法比较，流程简略。但由于溶液中铁离子浓度较高，电积进程在电场力的效果下三价铁会不可避免地透过隔阂在阴扳复原，使电流效率下降（电流效率42%～50%），操作进程比较严厉。