《高磷鮞狀赤鐵礦深度還原高效利用基礎研究》是依託東北大學，由韓躍新擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：高磷鮞狀赤鐵礦深度還原高效利用基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：韓躍新
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
我國高磷鮞狀赤鐵礦資源豐富，探明儲量達37.2億噸，由於礦物結晶粒度微細、組成複雜、磷含量高等原因，採用傳統選礦工藝無法實現有效分離，但採用深度還原的方法可以獲得好的效果，因此研究該過程中的基礎性科學問題具有重要的理論和實際意義。.本項目將礦物加工、冶金和冶金物理化學等多學科有機結合，突破選礦-球團（燒結）-高爐的傳統理念，採用深度還原選冶一體化技術將高磷鮞狀赤鐵礦中的鐵礦物還原為金屬鐵，並控制金屬鐵生長為一定粒度的鐵顆粒，再進行分選，從而解決高磷鮞狀赤鐵礦的加工與利用難題。通過研究深度還原不同階段物料的工藝礦物學特性，探究深度還原過程的反應熱力學和動力學規律，研究還原後物料的分選特徵，揭示深度還原過程中各種礦物反應機制、元素遷移及鐵顆粒的生長規律、物料與耐火材料粘連特徵，解決深度還原過程中的關鍵科學問題和共性技術基礎問題，為高磷鮞狀赤鐵礦的深度還原高效利用提供理論基礎。
結題摘要
高磷鮞狀赤鐵礦資源豐富，但因礦物組成複雜、礦物結晶粒度細、有害元素磷含量高、加之鮞狀結構獨特，傳統選礦工藝難以加工利用，被公認為是世界上最難選的鐵礦石。本項目以高磷鮞狀赤鐵礦為對象，突破選礦-球團-高爐傳統理念，提出了深度還原新技術，圍繞深度還原過程中礦物反應熱力學和動力學機制、物相及微觀結構演化、金屬相形成及聚集生長、磷元素相際遷移等關鍵科學問題開展了系統的基礎研究工作。 針對高磷鮞狀赤鐵礦開展了深度還原熱力學和動力學研究。根據礦石的物質組成及反應特性，完成了系統的熱力學模擬；基於等溫和非等溫動力學分析，建立了深度還原動力學模型，獲得了活化能、指前因子等動力學參數。研究了深度還原過程中礦石物相和微觀結構的轉化機制。揭示了鐵礦物及SiO2、Al2O3、CaO等雜質組分的反應規律及歷程；探明了礦石微觀鮞狀結構的破壞過程；提出了高磷鮞狀赤鐵礦石深度還原過程的簡化模型。深入分析了還原過程中金屬鐵顆粒的形成及生長特性。進行了鐵顆粒粒度的定量測量和表征，得到了鐵顆粒粒度分布函式；揭示了鐵顆粒的形成及生長機理；建立了鐵顆粒生長的動力學模型，確定了鐵顆粒生長的限制性環節。從巨觀和微觀尺度探討了磷礦物的反應特性及磷的相際遷移。查明了磷在金屬相和渣相中的賦存狀態；探明了磷元素微觀遷移的路徑；獲得了適宜的脫磷劑，並揭示了其作用機理；建立了磷遷移調控機制。基於理論研究，開發出高磷鮞狀赤鐵礦深度還原富磷和深度還原脫磷高效利用新技術，獲得了鐵品位和回收率均大於90%的優異指標。 項目建立了高磷鮞狀赤鐵礦深度還原理論體系，形成了深度還原選冶一體化新技術，為高磷鮞狀赤鐵礦的高效開發利用提供了重要的理論與技術支撐。發表學術論文66篇，其中SCI收錄29篇、EI收錄18篇，出版專著2部，申請國家發明專利8項、授權2項，培養博士研究生6人、碩士研究生9人，參加國際學術會議4次、國內學術會議16次，舉辦國際學術會議1次、國內學術會議1次。
