褐铁矿提铁脱砷试验研究.docx

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摘要
本次试验研究旨在对褐铁矿中的铁进行提取，同时去除其中的砷，以获得高质量的铁矿产品。通过对矿石的化学成分和物理性质的分析，确定了试验方案和条件，采用氧化还原反应和氧化焙烧的方法进行试验。结果表明，以氧化还原反应法为主，在950℃、碱浸时间为6h、Na2CO3加入量为80%的条件下，%；同时，在此条件下，%。研究结果为褐铁矿的提铁脱砷工艺提供了一定的参考。
关键词：褐铁矿；提铁；脱砷；氧化还原反应；氧化焙烧
正文
1. 研究背景和意义
褐铁矿是一种常见的铁矿石，广泛用于制造钢铁、铁合金、化肥等工业产品。然而，褐铁矿中含有较高的砷，这会影响到铁矿的质量和产品的可靠性。因此，对褐铁矿中的砷进行去除是非常必要的。
目前，国内外已经开发出了多种去砷技术，如酸浸、氧化焙烧、电渣重熔等。但是，这些技术存在某些局限性。例如，酸浸法需要大量的化学药品，会造成环境污染；氧化焙烧法会导致铁矿石中的铁流失，影响铁矿石的产率。因此，寻找一种具有高效、环保、经济的去砷技术是非常必要的。
本试验研究旨在探索一种新的提铁脱砷技术，以满足铁矿石的高品质和高产量的要求，从而为褐铁矿的开采和利用提供技术支持。


本次试验研究采用的褐铁矿样品是从某铁矿山采集得到的。通过对样品的化学分析和物理测试，%，铁的含量为44%。

本试验采用氧化还原反应和氧化焙烧的方法进行研究。具体试验步骤和条件如下：

将褐铁矿样品研磨成粉末状，加入Na2CO3和C2H5OH（1:1），混合均匀放置12h，然后放入石英坩埚中，在硅沙床上预热至400℃，在纯氮气气氛中加热升温至950℃，并保温2h，然后冷却至室温。碳酸钠和乙醇反应生成酯，可以降低还原温度。不同条件下的氧化还原反应反应条件如下：
（1）试验组1：碱浸时间为6h，Na2CO3加入量为60%，反应温度为950℃；
（2）试验组2：碱浸时间为6h，Na2CO3加入量为80%，反应温度为950℃；
（3）试验组3：碱浸时间为6h，Na2CO3加入量为100%，反应温度为950℃。

将褐铁矿样品研磨成粉末状，放入炉子中，在空气中加热焙烧。不同条件下的氧化焙烧反应条件如下：
（1）试验组4：加热温度为700℃，时间为2h；
（2）试验组5：加热温度为800℃，时间为2h；
（3）试验组6：加热温度为900℃，时间为2h。
试验结果分析方法：
试验后，将焙烧后的样品进行XRD、SEM-EDS和ICP检测，以分析样品的结构和成分。同时，通过电感耦合等离子体质谱仪进行砷含量的检测，以确定试验的效果。

氧化还原反应法
试验结果表明，褐铁矿样品经过氧化还原反应后，铁的提取率随着Na2CO3加入量的增加而增加，%，当Na2CO3加入量为100%时，%左右。砷的去除率则随着Na2CO3加入量的增加而逐渐提高，当Na2CO3加入量为80%时，%，说明褐铁矿对砷的还原作用较强。
氧化焙烧法
试验结果表明，氧化焙烧法去砷效果不佳，砷的去除率仅在60%左右，而且铁的提取率随着温度的升高而下降，说明铁矿石中的铁在高温下会发生脱落和还原反应，造成铁的流失。因此，氧化还原反应法是更为可行的褐铁矿的提铁脱砷技术。

本试验研究采用氧化还原反应和氧化焙烧的方法进行褐铁矿的提铁脱砷试验研究。结果表明，以氧化还原反应法为主，在950℃、碱浸时间为6h、Na2CO3加入量为80%的条件下，%；同时，在此条件下，%。研究结果为褐铁矿的提铁脱砷工艺提供了一定的参考。