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惠民高磷褐铁矿焙烧-酸浸除磷机理研究; Dephosphorization mechanism of the raw and as-roasted Huiming high phosphorus limonite through sulfuric acid leaching
杨敏
学位类型博士
导师朱庆山
2015-06
学位授予单位中国科学院研究生院
学位专业化学工程
关键词高磷褐铁矿 磷化物 焙烧 酸浸 除磷机理
摘要充分利用现有技术难以有效利用的大量高磷铁矿石资源对于提高铁矿石自给率、保障我国铁矿石供应安全具有重要意义。在高磷铁矿众多的除磷方法中,酸浸除磷法以其工艺简单、设备要求不高和除磷率高等优点而备受青睐。高磷铁矿的酸浸除磷效果与磷的赋存状态密切相关,目前对磷化物为磷灰石、胶磷矿和菱磷铝锶矾的高磷铁矿酸浸除磷机理研究的较为清楚。但对与褐铁矿共生的磷化物的脱除研究很不充分,同时对于这类磷化物的赋存状态和酸浸除磷机理也没有研究清楚。针对此问题,本文以惠民褐铁矿为研究对象,对其中磷的赋存状态、酸浸除磷机理、焙烧对磷化物物相结构及其对酸浸过程影响规律进行了详细的研究,取得了以下创新性结果: (1)研究了硫酸浓度、浸出温度、酸浸时间、搅拌速度等条件对惠民铁矿直接浸出过程影响,发现无论怎样改变浸出条件,直接酸浸法仅能去除惠民铁矿中约9%的磷,结合物相分析研究,发现惠民铁矿中的磷主要以无定型的Fe3PO7存在。采用化学合成法制备了纯Fe3PO7,并对Fe3PO7在硫酸中浸出行为进行了研究,发现在相同的浸出条件下,Fe3PO7的溶解率小于1%,第一次证实Fe3PO7在硫酸中浸出速度确实非常慢,且是褐铁型高磷铁矿磷浸出慢的原因。 (2)考察了焙烧对惠民铁矿中磷化合物赋存状态的影响规律,发现焙烧温度低于600 °C时,惠民铁矿中的磷以无定型Fe3PO7形式存在,当焙烧温度在600-800°C之间时,磷由无定型转化为晶体Fe3PO7,当焙烧温度高于800 °C时,Fe3PO7会与铁矿中的脉石物相反应,形成易溶于硫酸的Mg3(PO4)2、Ca3(PO4)2和AlPO4,这些研究澄清了以往研究关于褐铁型高磷铁矿磷存在形式的争论,进一步的研究表明,对于惠民铁矿,只有当焙烧温度高于1000 °C时,才可取得较好的酸浸除磷效果。 (3)研究了褐铁矿中常见脉石SiO2、CaO、MgO和Al2O3与Fe3PO7间相互反应规律,发现各脉石与Fe3PO7间反应活性顺序为:SiO2
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20339
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
杨敏. 惠民高磷褐铁矿焙烧-酸浸除磷机理研究, Dephosphorization mechanism of the raw and as-roasted Huiming high phosphorus limonite through sulfuric acid leaching[D]. 中国科学院研究生院,2015.
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