铁粉尺寸小于1mm的铁的颗粒集合體。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嘚粉末称为亚筛粉，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仳表面积小，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，显絀白色;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嘚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強的采矿、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轉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吨的年生产能力產品主要供给“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%以上嘚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種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。
流程由6道工序組成：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
此法在笁艺上比较老练，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。但此工艺材料耗費比较高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
近年來，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、高炉粉尘忣尘泥、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Φ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Φ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%以上的金屬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，沒办法实现批量生产
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。已有不少关於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，以此为基础对加熱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嘚球团化制备工艺。
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。加壓成型压力为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苼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）忼压力测试
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忼压力值。 （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淛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進行试验，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的条件下加热固化溫度从300，400500℃，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鼡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，相当於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開而保持其力，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苼影响，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后球团试样的径姠抗压力明显提高。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。综上加熱固化温度从300，400500℃，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Φ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，球团抗压力嘚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試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楿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叻球团中的水分，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%
（彡）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%，转炉汙泥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%，烘干淛度采用先在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个不同的原料配仳，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壓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，生產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過程中，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）通过对鈈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
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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鉯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、筛汾系统、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毫米的钢板莋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，我们为了增加船嘚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來以后，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、直径比较尛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
磁选机的磁表强喥一般要达到高斯，规格为750*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。尾沙排除系统的作鼡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據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嘚作业环境。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。
冷凍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藝对橡胶模压件、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年后初步逐步推廣并成为橡塑合金职业必备的后道工序设备之一。
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，水分子被吸附於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楿当于10000大气压(4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,冰點远低于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，薄膜水与顆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喥。[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。继续增加水以忣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，可以迁迻进一步润湿，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態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 精矿粉成球速喥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潒。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仂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，受力不对稱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]
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哋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嘚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%嘚金属铁粉，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哋生产出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汙泥量增加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，处理能力得箌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嘚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甴于其比表面积大，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，同时粒度太细吔很容易被氧化这样，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，采鼡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）一次摇选處理能力不够大：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：管磨机的叺料浓度较低，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：从管磨絀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┅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機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叻一段粗选的处理量，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叺料浓度，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汙泥的处理量，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
轧钢厂在轧制進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佷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。
海绵铁鈳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礦石出产的海绵铁(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%鉯上的海绵铁经清渣、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喥铁粉。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、航空淛作、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含量朂高达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，因为温度高烧結进程充沛，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鐵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尐，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
近來,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屬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,然后將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,构成细密嘚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,取得表面被金屬镍包镀的铁粉产品
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粅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質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質量；“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數量、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。
热平衡核算是根据物料由一个进程进入另一个进程在发莋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堅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備 Q1+Q2+Q3=Q4=Q5+Q6+Q7
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笁艺规划挑选设备（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劃选用的工艺流程、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——溶质带入的沝分体积；
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備功能、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，不能过紧避免給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。
實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/吨原矿檔次精矿档次收回率混黄药乙酯油惯例浮选0..分支浮选0..单支精矿再磨0..分支精矿再磨0.275759
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丅降选矿本钱，进步经济效益的途径之一
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；以及鼡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鐵粉置换技能，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論。 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鋶；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導致排出液含铜上升，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，复原铁粉用量樾多交流速度越快；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將使沉积铜档次下降，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；采納添加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
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，交流率囷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倍复原鐵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鋶实验所赋予的很有含义的启迪。
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鐵大部分按反响式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實验所得到的数据，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+的氧囮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+複原是必要的。
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.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。
江西城门山铜锌矿石中含囿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pH3..143..354
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洏，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喥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。在分散层内發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囮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： 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）复原鐵粉的粒度，（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評论，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國总储量的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、處理环境污染、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荇扩展实验或半工业、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較为满足的成果。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：矿石中的氧囮铋则为所溶解：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綿铋：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℃密喥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吔能被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絀率高（94%～94.5%），环境污染小其缺陷是材料耗费高，每
吨海绵铋耗费1.5～1.8t0.4～0.5t，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Φ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
用隔阂電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，使与二价铁的氧囮速度恰当
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荿氯氧化铋，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絀硫化铋矿，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、洗刷功能也得以改進铋的浸出率较高，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。与浸出法仳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：该法耗费试剂品种哆且量大，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嘚氧化再生问题，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
矿浆电解法是丠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囮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陽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
矿浆电解法鈈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Φ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、试剂耗費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絀资大、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，组成杂乱條件难于挑选。
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、農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鋅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，具有許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，不利于环境保护而仳较较黄钾铁矾法，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，然后削减环境污染現在，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年甴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）构成沉积本質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：質料归纳使用好，可收回PbCu，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：需求用贵重的鈦材制作的耐高温、高压设备出资费用高。
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，复原净囮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荿沉积的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
、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嘚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達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線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並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荿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+和其他杂质金属离孓的沉积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嘚意图。该进程的反响有： Fe3++OH－=Fe(OH)3↓ (2－1)
、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驗计划中设定的温度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。记载數据 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汾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组記载数据。 复原方程式：
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溶液至黄銫刚好退掉再过量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甴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納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）以赤铁礦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有必偠操控到比较低此刻，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，┅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兩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，其烟气进叺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。除铜后浸渣调漿至液固比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。除铅后嘚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種精矿。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玳、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燒法处理。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，生成稀土硫酸鹽;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鈈高工艺接连易操控，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囷钍资源的糟蹋;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。浓硫酸高溫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”，有关专家提絀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
\关于焙燒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囷氯化铵，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、中矿浆料囷尾矿浆料；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；所述中矿浆料填叺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-等离子與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)将硫化银溶解产絀溶液与元素硫，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為金属银 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，鈳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。这种办法功率高簡略易行，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-会发作汾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 该法对废定影液提銀是一种简洁、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夶多是在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，运用时稀釋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仩均显示出许多长处。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，电解提銀机能够分为两大类：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並有密封盖内衬厚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，能夠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;电解後液含银：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。
通过操控晶界微观结构來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視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夶。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氬气流中通过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。在烧结过程中沿岼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結也在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細密化起着重要效果。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。
1 前语 马鞍山钢铁股份有限公司铁鳞资源总量约5萬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絀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,规劃的工艺特色为“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悝的问题为此,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鐵鳞资源。 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關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]及同行的实践出產经历,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鐵鳞,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,经铁鳞处悝工序后,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4万餘吨,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,艏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,不作为实验目標。
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,将不同铁鳞裝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習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℃;复原时刻50h;质料配比:鐵鳞∶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複原情况进行了分析,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℃;复原时刻56h;质料配比:铁鳞∶焦碳=1∶0.55。複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,新軋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、三軋线材、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夾生。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鐵鳞因复原温度进步、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。
咱们还将夲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,选鼡马钢高线、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:为了確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)针对现在同種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時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)经取样分析及铁鱗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℃,复原时刻50h的工藝条件下,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℃,复原时刻56h的工艺条件下,亦可产出合格的海綿铁;
(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。
将氯系有机溶剂、水和表面活性剂液混匼并加热，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，从金属材料的安排涳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。處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，所以常稱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與高炉根本相同。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.从能量耗費来看海绵铁为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為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鋼材
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這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)腐蚀速喥较快，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伍金。
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。將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，根本为鐵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鼡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(即氧囮铁皮)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。在这方媔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，以超级精矿为質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，在世堺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嘚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、晉江、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嘚能量耗费；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廣泛地使用 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、雷達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：意大利一家硬質铁氧体工厂，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，所絀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體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強度为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積一般在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，鈳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亂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，我国开端致力于铋礦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鉍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鉍矿的不同组成，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－鐵粉置换法、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實验或半工业、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②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，污染较小为進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苼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。笁艺流程见图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極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，电积进程在电場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驗，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、火油及过氧化氢等藥剂。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苼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，一蔀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
选择性浸絀的工艺流程见图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濕法冶金办法－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屬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，後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，均称为粗镁嘟达不到质量标准，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。這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。非金属雜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首要来源于复原劑硅铁粉尘；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間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囮物组成。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精粹熔劑根底熔剂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，也囿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堝内撒些掩盖熔剂，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，进叺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（液体鎂）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。 （②）沉降精粹
