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1、内蒙古科技大学毕业论文通过磁化焙烧-磁选-酸浸从粗铌精矿中富集铌的试验研究摘要铌是一种重要的战略资源，在诸多工业领域均有其重要应用。我国铌资源总量十分丰富，白云鄂博矿中铌储量占我国铌储量的95%，但是铌的嵌布粒度细、品位低、含铌矿物种类多等原因造成了白云鄂博矿中铌资源综合利用至今尚未实现工业化。本文在前人工作的基础上，进行了“还原焙烧磁选酸浸”工艺从粗铌精矿中富集铌的试验研究。以活性炭为还原剂进行了还原焙烧，用磁选管进行磁选，考察了还原温度、还原时间和磁选激磁电流对铁精矿指标的影响。结果表明，在750还原45min，粗铌精矿中绝大部分赤铁矿被还原为磁铁矿，还原度接近理论值。还原矿在1.2A激磁
2、电流下进行磁选，得到最佳精矿指标：铁品位为60.80%，收率为98.81%。经磁选，79.36%的铌留在尾矿中,Nb2O5品位达到10.45%。尾矿用盐酸进行酸浸，绝大部分铌矿物留在浸渣中，浸渣Nb2O5品位达到19.67%，较原矿的富集比为6.43，收率为73.29%。关键词：还原焙烧 磁选 酸浸 粗铌精矿The experimental research of the extraction of Nb from coarse niobium concentrates by Magnetized roasting - Magnetic separation - acid leachingAb
3、stractNiobium is an important strategic resources and it has important application in many industry fields. Niobium reserve in Baiyunebo mine is over 95% of the total amount of China. But the fine disseminated extent ,low grade ,a variety of niobium mineral cause Baiyunebo ore resources comprehensiv
4、e utilization has yet to realize indust- realization. Based on the basis of previous work ,the experimental research of the extraction of Nb from coarse niobium concentrates by magnetized roasting - magnetic separation - acid leaching is done .At first ,the ore are magnetized roasting with C ,then s
5、eparated by magnetic tube. The effects of reduction temperature, time and excitation current is inspected. The results showed that the reductive degree to the theoretical value as most hematite was reduced to magnetite for 45min at 750. When the excitation current is1.2A , the maximum extraction of
6、iron (=60.80%，=98.81%) was achieved. After separate, 79.36% of niobium stay tailings and contains 10.45% Nb2O5. With hydrochloric acid leaching tailings on most of niobium minerals stay leaching residue which contains19.67% Nb2O5. The Nb2O5 content in the residue is 6.43 times of that in the origina
7、l iron ore, =73.29%.Key words: reduction roasting , magnetic separation , acid leaching , thick niobium concentrate目录摘要IAbstractII第一章 绪论- 1 -1.1本课题的研究背景- 1 -1.2本课题研究的前景- 1 -1.3本课题研究的意义- 2 -第二章 文献综述- 3 -2.1铌的特性及应用- 3 -2.2白云鄂博铌资源的基本特征- 4 -2.3白云鄂博铌资源综合利用现状- 6 -2.4本课题的提出及研究内容- 9 -第三章 实验- 11 -3.1实验设备与原料-
8、 11 -3.1.1实验主要设备- 11 -3.1.2实验原料- 11 -3.2实验原理- 11 -3.2.1 磁化焙烧- 11 -3.2.2 磁选- 12 -3.2.3 浸出- 12 -3.3实验方法- 12 -3.4 实验结果及讨论- 14 -3.4.1温度和时间对还原度的影响- 14 -3.4.2激磁电流对精矿指标的影响- 16 -3.4.3还原温度和时间对精矿指标的影响- 16 -3.4.4铌在磁选过程中的走向- 18 -3.4.5酸浸对磁选尾矿铌品位的影响- 19 -3.5 结论- 19 -参考文献- 21 -附录- 23 -致谢- 33 - 34 -第一章 绪论1.1本课题的研究背
9、景铌是一种十分重要的金属, 广泛应用于冶金、航空航天、电子、光学、原子能以及超导材料等高技术领域, 并在许多尖端科技领域中发挥着重要作用。随着工业的不断发展和完善，铌必将越来越受到人们的普遍关注和重视。世界铌氧化物资源储量为2500万吨，这些铌资源主要分布在巴西、中国、加拿大等国家。我国铌资源储量居世界第二位，其中白云鄂博铌资源储量占我国铌资源储量的95%，其远景储量达660万吨，工业储量为157万吨1。白云鄂博矿床的铌资源具有储量大、分布广、含铌品位低、嵌布粒度细、铌的分散程度高、含铌矿物种类多等特点。自从20世纪60年代以来，国内许多高等院校和科研院所都对白云鄂博矿床铌资源的开发利用做了大
10、量的研究工作，取得了一定的进展。60年代后期, 对都拉哈拉东部接触带磁铁矿化白云岩和都拉哈拉白云岩型稀土、铌矿石进行小型试验研究工作, 主要工艺为“重选浮选”和“浮选磁选”等。20世纪70年代，对主、东矿中贫氧化矿石在回收铁、稀土的同时，也开展回收铌的工作，使铌矿物率先富集到铁精矿中，然后经过冶炼工艺后铌进入平炉炉渣中， 炉渣作为铌铁生产的原料。20世纪80年代初，根据含铌铁精矿中铌品位的高低，采用不同的回收利用铌资源的方法；20世纪80年代末，长沙矿冶研究院设计了“弱磁强磁浮选”方案3，使得从强磁中矿浮选稀土的尾矿中综合回收铌的研究工作成为可能。1994年，包钢与长沙矿冶研究院共同合作在包钢
11、矿山研究所试验厂做了以浮选稀土尾矿为原料的选铌工业分流试验。但是该工艺并没有实现工业化，白云鄂博铌资源没有得到工业应用，因此找到一种合理的选矿工艺使得白云鄂博铌资源工业化，缓解我国铌资源利用的短缺势在必行。1.2本课题研究的前景铌是一种稀有金属，不可再生，而且世界上的铌资源分布很是不均匀，其中巴西、加拿大和中国占百分之九十多。巴西和加拿大的含铌资源的矿物粒度粗，易于富集，而我国的铌资源品位低，嵌布粒度细，矿物成分复杂，富集成本高。然而随着经济的发展，我国所需的铌资源越来越多，铌资源的进口价格越来越高，再加上铌资源已被各国作为战略资源而开采，所以积极开发我国白云鄂博的铌资源，使其尽快工业化对我国
12、的经济、国防等方面有很多的益处。1.3本课题研究的意义铌是一种具有广泛用途和战略价值的稀有金属，它在国民经济诸多重要部门发挥着重要作用。我国白云鄂博矿为多金属富含稀土、铌、铁和萤石矿，是世界第二大铌矿石资源基地。铁和稀土已回收利用，铌矿由于其贫、细、杂的特点，综合回收难度非常大，经过近半个世纪的研究，与铁、稀土的开发利用相比，铌资源综合利用水平严重落后。现在每年随铁矿石开采出的五氧化二铌达1.3万吨未进行回收，白白地流入尾矿，造成铌资源的浪费。目前，生产上利用的铌只有经冶炼工艺冶炼的低级铌铁，且只占铌资源综合利用的1.32%。因此，为扭转我国铌资源大部分需要进口的局面，充分开发利用白云鄂博矿的
13、铌资源具有重大的现实意义5。包钢选矿厂一、三系列是采用长沙矿冶研究院研究开发的弱磁强磁浮选工艺改造而成的，是包钢选矿厂处理中贫氧化矿的主要生产系列，产品为铁精矿和稀土精矿。铌在其中的强磁中矿选稀土尾矿中得到一定富集。因此，国家将从包钢选矿厂一、三系列弱磁强磁浮选稀土尾矿中选铌作为“八五”科技攻关项目，组织十余家科研院所和高校进行研究攻关，取得了突破性的进展，首次在工业生产条件下，从白云鄂博原矿的生产流程中选出了含铌（Nb2O5）3%左右的粗铌精矿。然而，粗铌精矿在工业上不能直接应用。因此，对粗铌精矿进行了工业分流试验，生产了不同品级的铌精矿17t，首次在工业生产条件下得到具有实用价值的铌精矿。
14、但是，由于经济成本的原因，该成果未能实现工业化。鉴于上述事实，本课题提出通过磁化焙烧磁选酸洗从粗铌精矿中回收铁、富集铌的新工艺。以期实现白云矿中铌资源的工业化，缓解我国进口铌资源的困难局面。因此，如果本课题能够实验成功，具有很大的现实意义。第二章 文献综述2.1铌的特性及应用铌是一种金属元素，化学符号Nb，原子序数41，原子量92.90638，属周期系B族。铌是灰白色金属，熔点2468，沸点4742，密度8.57克立方厘米。室温下铌在空气中稳定，在氧气中红热时也不被完全氧化，高温下与硫、氮 、碳直接化合 ，能与钛、锆、铪、钨形成合金。不与无机酸作用，也不溶于王水，但可溶于氢氟酸。铌的氧化态为1
15、、2、3、4和5，其中以5价化合物最稳定。铌在地壳中的含量为0.002，主要含铌矿物有铌铁矿（Fe，Mn）（Nb，Ta）2O6、烧绿石（Ca，Na）2（Nb，Ta，Ti）2O6（OH，F）和黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿、钛铌钙铈矿等。铌具有高熔点、耐腐蚀性强、吸气性好、超导性等独特性能。因此，铌产品的应用已涉及到诸多工业领域。下面简要介绍一下铌在不同工业领域中的应用。（1） 钢铁工业中的应用9铌在钢铁工业中，可以作为钢铁的添加剂，其消耗量占全部铌消耗量的80%90%。目前，含铌的合金钢有高强度低合金钢（HSLA）,不锈钢和耐热钢等，其中以高强度低合金钢的用铌量占得比重为最大。此种钢广泛用于汽车工业、石油和天然气工业等。（2） 光学和电子学方面的应用含Nb2O510%30%的光学玻璃具有很高的折射率，而且保持着和普通光学玻璃相同的密度。这种玻璃用于制作高质量的透镜，如照相机、影印装置和眼科用的透镜，还可用来作眼镜。据估计，光学玻璃每年消耗Nb2O5约50吨，最大的市场是日本。“晶体”级Nb2O5是制作铌酸锂单晶的原料。铌酸锂具有一些非常有用的压电和电子光学性能。如可作各种滤波器、延时线路和其他装置，在军事上被用来作激光探测器和通信系统。（3） 作为超导体的应用近些年来，铌的超导性引起了人们的重视，
