基本介紹
簡介,成分,鈮鐵的用途,總結,
簡介
我國包頭有大量的鈮資源,但由於鈮礦床中鈮礦和鐵礦共生,緊密鑲嵌,且含磷高,鈮的品位很低,提取難度很大。目前,包頭含鈮鐵礦採用高爐還原含鈮鐵礦,使鈮進入鐵水,然後通過轉爐吹煉含鈮鐵水使鈮氧化進入渣中,含鈮渣再在電弧爐中脫鐵脫磷,達到提取鈮的目的。最近的研究表明,在高爐還原過程中,鈮礦物將被還原為碳化鈮( NbC) ,在渣鐵界面形成NbC滯留帶,限制了鈮在鐵水中的溶解, 使高爐中鈮的回收率僅為40% ～ 70%。且Nb C在鐵水中的溶解度較低,鈮的溶解度隨溫度的降低而降低。
由於鐵水不能吸收更多的鈮,高爐過程無法處理含鈮品位較高的鐵礦。除此之外,由於上述高爐過程未能實現鐵、鈮、磷的選擇性還原,在後面的工序中必須進行鐵、鈮分離,鈮、磷分離。因此,包頭現有提鈮工藝流程長、成本高、鈮收得率低且得到的含鈮氧化物只能冶煉含13%～ 15% Nb的低級鈮鐵。近來提出的一些提鈮過程如鐵水分段處理連續吹煉鈮渣工藝和包頭鈮渣氯化脫錳工藝,都沿用了高爐提鈮過程,因此都存在流程長、成本高、鈮收得率低的缺點,在工業中未得到實施。
成分
鐵、錳、鈮的氧化物礦物。成分為（Fe，Mn）Nb2O6。含Nb2O5 78.88%，提取鈮的主要礦物原料。常與鉭鐵礦（鈮常被鉭所置換）呈類質同象系列。正交晶系（斜方晶系），晶體呈板狀或短柱狀。集合體呈塊狀。褐黑至黑色，半金屬光澤。具清晰的板狀解理，莫氏硬度6，比重5。隨鉭含量增高，硬度和比重增大。產於花崗岩和花崗偉晶岩中，常與綠柱石、電氣石等共生，也見於有關風化礦床和砂礦中。主要產地有挪威的阿納羅德，德國的巴伐利亞，格陵蘭，美國的黑山、斯坦迪什，巴西的米納斯吉拉斯。中國廣西栗木錫礦也是大型鈮鐵礦床。新疆阿爾泰有數千克重的鈮鐵礦晶體產出。
鈮鐵礦
鈮鐵礦鈮鐵的用途
用於合金鋼冶煉、合金元素添加劑和不鏽鋼電焊條塗料等。
鈮鐵有一定的放射性，對身體有害，在冶煉過程中要加強個人防護，遵守防塵操作規程。對生產環境定期監測空氣中粉塵濃度，並加強宣傳教育。做好就業前體格檢查，包括X線胸片。
總結
( 1) 用CO /CO2 混合氣體選擇性熱還原含鈮鐵礦時,當還原氣體成分為90% CO+ 10% CO2、氣體流量為200 mL /min、還原溫度為950～ 1 150℃時,鐵礦物的金屬化率即可達到90% 以上。當反應趨於平衡時,還原溫度高,鐵礦物金屬化率程度也高。最佳溫度範圍約為950～ 1000℃。
( 2) 化學分析及掃描電子顯微鏡能譜分析的結果表明,在鐵礦物被還原為金屬鐵時,鈮礦物不被還原,從而可達到鐵、鈮的分離。
( 3) 試樣破碎後在介質為無水乙醇中磁選除鐵,得到鈮被富集的氧化物,此含鈮氧化物中Nb2O5達到6. 91% ,鈮品位較除鐵前的原礦富集了近4倍。
( 4) 鹽酸浸洗上述含鈮氧化物,得到含Nb2O529. 6% , Nb /Fe= 6, Nb /P≥ 12的浸渣,此浸渣可用於冶煉符合工業標準( Nb≥ 60% )的鈮鐵。
