【摘 要】
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锡铁矿是一种典型的复杂铁矿资源,在我国的储量超过0.5亿吨,其中含有的锡杂质降低了此类铁矿石的质量,因此不能直接用于高炉炼铁（要求原料中的锡含量小于0.08wt%）.还原硫化挥发法可以实现有效的锡、铁分离,但目前研究对于硫化氢（H2S（g））、二氧化硫（SO2（g））以及羰基硫（COS（g））等单一含硫气体与矿物中锡物相的热力学反应路径以及物相转变的关注较少。本研究以某锡冶炼企业的含锡铁精矿（Fe
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锡铁矿是一种典型的复杂铁矿资源,在我国的储量超过0.5亿吨,其中含有的锡杂质降低了此类铁矿石的质量,因此不能直接用于高炉炼铁（要求原料中的锡含量小于0.08wt%）.还原硫化挥发法可以实现有效的锡、铁分离,但目前研究对于硫化氢（H2S（g））、二氧化硫（SO2（g））以及羰基硫（COS（g））等单一含硫气体与矿物中锡物相的热力学反应路径以及物相转变的关注较少。本研究以某锡冶炼企业的含锡铁精矿（Fe 66.22 wt%、Sn 0.36 wt%）为研究对象,通过使用热力学计算软件Fact Sage 7.2系统建立热力学反应平衡体系,分别研究以硫化氢（H2S（g））为硫化剂和以一氧化碳（CO（g））为还原剂、二氧化硫（SO2（g））为硫化剂的硫化焙烧脱锡过程中H2S（g）或SO2（g）与原料中锡物相的热力学反应路径,同时系统研究了实验中焙烧温度,焙烧时间,气体流量、原料粒度以及混合气体组分等参数对含锡铁精矿中锡脱除率的影响规律。得出以下结论:在以H2S（g）为硫化剂的硫化焙烧脱锡实验中:H2S（g）通过自身的热分解产生氢气（H2（g））和气态硫（S2（g））后,S2（g）更容易与物料中的四氧化三铁（Fe3O4）发生还原硫化反应生成铁的硫化物（Fe7S8）,H2（g）则与物料中的二氧化锡（SnO2）优先发生还原反应生成单质锡（Sn（l））,然后经S2（g）将其硫化形成易挥发的硫化亚锡（Sn S）。当焙烧体系中引入CO（g）后,会促进二氧化锡（SnO2）的还原和硫化,提高了H2S（g）的利用率。在最优的实验参数下,锡的挥发脱除率可达95.34%,且焙烧底物中铁以其硫化物（Fe7S8）的形态存在、锡以氧化亚锡（SnO）的形态存在且被铁的硫化物（Fe7S8）所包裹。在以CO（g）为还原剂、SO2（g）为硫化剂的硫化焙烧脱锡实验中:物料中锡物相（SnO2）经CO（g）还原为Sn和SnO后,由CO（g）与SO2（g）的反应产物S2（g）硫化形成易挥发的硫化亚锡（Sn S）。在最优的实验参数下,原料中锡的挥发脱除率可达93.18%,且焙烧底物中铁的物相主要是氧化亚铁（FeO）或铁（Fe）,锡的物相主要是SnO或Fe-Sn合金,且SnO被FeO包裹而Fe-Sn合金或镶嵌分布于FeO边沿或被夹杂于其中,在CO（g）气体浓度较高或焙烧温度较高时,会促进锡铁合金（Fe-Sn）的形成。以上研究结果可以为还原硫化法脱除锡铁精矿中的杂质锡提供理论基础指导,也为工业产生的硫化氢气体和二氧化硫气体的处理提供了新的思路。
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