高磷鲕状赤铁矿酸浸脱磷动力学

中国铁矿石资源较为丰富，但总体呈贫、细、杂的特征，作为世界上最大的钢铁生产和消费大国，优质铁矿的对外依存度非常高。因此，对国内难选铁矿的开发和综合利用尤为重要。高磷铁矿作为中国的非传统铁矿石资源，储量丰富，国内外学者对高磷铁矿的脱磷工艺已有许多研究，酸浸法作为一种简单有效的除磷提铁工艺，对矿石粒度没有严格要求，浸出介质可重复使用，同时浸出后萃取回收酸浸液中的磷还可用于高纯磷酸的制备，能有效减少酸耗，保护环境。 武汉科技大学的学者在HSC6.0计算软件热力学分析的基础上，采用正交实验确定了高磷鲕状赤铁矿酸浸脱磷保铁的最佳工艺，并以最佳工艺为基础进行了酸浸过程中脱磷和铁损反应的动力学研究。热力学分析表明H2SO4为最佳酸浸用酸。正交实验得出最佳酸浸条件为：H+浓度为0.5mol/L的H2SO4溶液、酸浸时间40min、温度298K、液固比200mL∶14g、搅拌速度100r/min。在该条件下，脱磷率可达98.89%，铁损率仅为0.51%。通过SEM-EDS对酸浸前后高磷鮞状赤铁块矿试样分析表征得出：经H2SO4浸出后，磷灰石基本完全溶解，含铁矿相未发生明显反应。动力学分析显示：优化条件下，酸浸脱磷反应在298328K内符合收缩未反应核模型，浸出过程主要受内扩散控制，表观活化能为11.24kJ/mol；铁损反应在298328K内遵循收缩未反应核模型，浸出过程主要受化学反应控制，表观活化能为42.24kJ/mol。