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铬主要应用于三个领域:冶金、耐火材料和化学工业,用途广泛,是一种具有重要意义的金属。中国铬铁矿资源贫乏,保有储量仅占世界储量的0.15%,而且分布零散,矿床规模小,近一半是贫矿(Cr203<35%)。且每年所开采的铬铁矿中,块矿不断减少,价格急剧攀升,而粉矿的比例日益增加,粉矿与块矿之间的差价也越来越大。因此中国的铬精矿主要依靠进口,所以,在加强国内铬铁矿资源探寻的同时,针对现有铬铁矿资源开展预处理工艺研究,发展铬铁矿选矿技术与铬铁粉矿造块技术,提高铬资源利用率已日益引起关注。铬铁精矿不仅要求铬品位高,铬铁比也是重要因素,铬铁比低的铬铁矿石(Cr2O3/FeO<2.5),即使其Cr203含量较高,也难以冶炼出高标号铬铁合金。如何采用经济有效的方法提高铬铁矿的铬铁比,是铬冶炼领域备受关注的课题。铬铁粉矿的常用造块法有烧结法、球团法和压块法等。常规烧结配合电炉冶炼是几种造块法配合电炉冶炼碳素铬铁工艺中能耗最低的工艺,但常规烧结工艺能耗仍偏高,远高于普通铁矿石烧结工艺。本文综合分析了国内外常规铬铁矿选矿工艺与造块工艺的应用研究现状,并结合微波加热的基本原理及特点,对微波技术应用于铬铁矿预处理中的国内外研究现状进行了阐述,基于微波加热预处理铬铁矿的可行性与优越性提出了微波加热预还原联合法选别铬铁矿工艺与微波加热烧结铬铁粉矿工艺。(1)论文以四川某特种铁合金公司所提供的南非铬铁粉矿与兰炭为原料,采用微波加热的方式对铬铁矿的预处理工艺进行了研究。(2)微波加热预还原联合法选别铬铁矿工艺的探索实验证明,利用微波加热直接还原对铬铁粉矿进行预处理,可获得良好的预还原效果,为选矿提供良好的条件。铬铁粉矿通过微波碳热预还原+化学浸出的流程,可较为经济有效的提高铬铁矿的铬铁比;而微波碳热预还原+磁选则不能作为有效方法。稀硫酸在常温下对预还原产品短时间浸出即可获得较好效果,而FeCl3溶液则需要较长的浸出时间,但可以实现循环浸出,有效减少了废液处理问题。(3)微波加热烧结铬铁粉矿工艺的探索实验证明,在烧结温度1100℃,粘结剂加入量为2%的条件下可得到抗压强度11000N,落下强度93.91%的烧结产品。在单因素实验的基础上运用响应曲面法对波加热烧结铬铁粉矿工艺进行了优化,在此优化工艺参数条件下可得到抗压强度11155.8N,落下强度95.6849%的烧结产品,进一步表明了模型预测的精确性及优化最佳工艺参数的稳定性和可信性。相对于传统烧结,微波加热烧结铬铁粉矿的优点有:烧结温度降低、烧结时间短;不需制粒与点火抽风,简化了工艺和设备;清洁环保,安全无污染等。(4)通过论文的实验探索,可知微波加热是铬铁矿预处理的有效手段。将微波加热应用于铬铁矿的预处理工艺中,将为铬工业领域提供一条新的思路。