摘要
铁是我国用量最大、用途最广的金属。2021年我国进口铁矿砂及其精矿共11.2亿吨，同年我国铁尾矿产量8.41亿吨，铁尾矿利用率仅18.9%，大量铁尾矿未得到有效利用，不仅造成大量土地浪费，而且对周边生态环境造成巨大的浸出毒性风险。因此，亟需经济环保的回收工艺来回收尾矿中的铁资源。磁化焙烧被认为是回收尾矿中铁资源的有效途径。本文以植物生物质为还原剂，提出了生物质磁化焙烧-三阶磁选工艺对铁元素进行有效回收。探究焙烧温度、焙烧时间、生物质添加量等因素对磁化焙烧效果的影响。利用X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及振动样品磁强计等表征对铁尾矿及其焙烧产物和磁铁精矿的化学组成、表面形貌、物相结构和磁性等微观结构及性质进行分析；对生物质进行工业分析和元素分析，进而探究铁尾矿磁化焙烧铁的迁移转化的机理。主要研究结果如下： 广东大宝山铁尾矿中铁的赋存状态主要以赤铁矿（Fe2O3）和少量针铁矿（FeO(OH)）形式存在；铁尾矿颗粒结构较为松散，粒径大小不一，呈碎块状或片状，且表面伴随很多颗粒、片状、块状等物质；铁尾矿的饱和磁化强度（Ms）仅0.05emu/g，无法通过磁选对其进行回收。各植物生物质C、H含量分别在45%和6%以上，表明各生物质的还原性物质可产生足够的还原性气体来磁化焙烧铁尾矿。 以桉木屑为还原剂的正交实验表明，焙烧温度对铁品位和铁回收率的影响最大且远大于焙烧时间和桉木屑添加量；在最佳条件下，桉木屑磁化焙烧铁尾矿可以将铁尾矿的饱和磁化强度（Ms）0.05emu/g提升至焙烧产物的47.4emu/g，再通过强-中-弱三阶湿法磁选可将焙烧产物的饱和磁化强度（Ms）提升至59.99emu/g；经过焙烧和磁选后，铁尾矿出现许多孔隙和片状层状结构，表面光滑。 桉木屑磁化焙烧铁尾矿的最佳条件为：焙烧温度650℃、桉木屑添加量20%、焙烧时间15min，此时得到铁品位61.37%，铁回收率96.78%的磁铁精矿；杉木屑磁化焙烧铁尾矿的最佳条件为：焙烧温度650℃、杉木屑添加量15%、焙烧时间15min，此时得到铁品位61.33%，铁回收率96.74%的磁铁精矿；竹屑磁化焙烧铁尾矿的最佳条件为：焙烧温度650℃、竹屑添加量20%、焙烧时间20min，此时得到铁品位61.32%，铁回收率96.43%的磁铁精矿；松木屑磁化焙烧铁尾矿的最佳条件为：焙烧温度650℃、松木屑添加量25%、焙烧时间15min，此时得到铁品位61.25%，铁回收率96.26%的磁铁精矿。植物生物质磁化焙烧可有效回收铁尾矿中的铁元素，为实现铁尾矿的处理处置并实现资源化利用提供了绿色可行的路径。
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