高铁铝土矿低温气基还原除铁结果与讨论

煅烧温度对除铁率及铝土矿回收率的影响 煅烧温度对除铁率及铝土矿回收率的影响。从图 5a 可看出，两条曲线趋势基本一致，除铁率迅速增加后缓慢降低。煅烧温度为 200 ℃时，除铁率在 5% 左右，除铁率很低，随着温度升高除铁率迅速增加，煅烧温度在 300~550 ℃时，两种保温时间的样品除铁率均在 40% 以上。保温 1 h 的样品在 400 ℃时达到最大，除铁率为 60.6%，除铁后铝土矿含 Fe 2 O 33.07%；保温 2 h 的样品在 350 ℃达到最大，除铁率为57.7%，除铁后的铝土矿含 Fe 2 O 3 3.30%，之后随温度升高除铁率逐渐减小，但减小幅度不大。从图 5b 可看出，煅烧温度为 200 ℃时铝土矿回收率最高，300 ℃以后铝土矿回收率起伏较大，但均在 75% 以上，其中400 ℃保温 1 h 的样品铝土矿回收率为 78.72%。煅烧温度对铝土矿回收率的影响较明显。

2.2 保温时间对除铁率及铝土矿回收率的影响 保温时间对除铁率及铝土矿回收率的影响。从图 6a 可看出，煅烧温度为 200 ℃的样品在不同保温时间的除铁率变化不大，均在 8% 以下；煅烧温度为 550 ℃的样品随着保温时间的增加，除铁率呈起伏变化，保温 3 h 时除铁率最高，达到 60.52%，保温1h 时保温率为 56.65%，与保温 3 h 相差不大。保温时间的增加并不能保证除铁率的增大。从图 6b 可看出，随着保温时间变化，两条曲线变化较平缓，煅烧温度为 200 ℃时，铝土矿回收率在96% 左右；煅烧温度为 550 ℃时，铝土矿回收率在86% 左右。保温时间对铝土矿回收率的影响不大。

2.3 H 2 流量对除铁率及铝土矿回收率的影响 H 2 流量对除铁率及铝土矿回收率的影响，见图 7。从图 7a 可看出，H 2 流量为 21 mL/min 时除铁率最大，为 55.39%，随着 H 2 流量增加，除铁率逐渐降低，到73.5 mL/min 时达到最低 47.69%，之后流量增加除铁率有所上升。H 2 流量小时，Fe 2 O 3 还原顺序为 Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →Fe，煅烧产物中的铁均为磁性铁，除铁率最高，随着 H 2 流量增加，H 2 量逐渐满足Fe 3 O 4 +H 2 =3FeO+H 2 O，Fe 2 O 3 还原顺序包括两种，分别为 Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →Fe 和 Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →FeO→Fe，煅烧产物中存在 FeO，磁选无法除去，除铁率降低；H 2 流量再增加，煅烧产物中 FeO 还原为 Fe，除铁率又增加。因此除铁率随着 H 2 流量的增加先降低后升高。从图 7b 可看出，随着 H 2 流量的增加，铝土矿回收率先下降之后又缓慢上升，但总体变化不大，均在85% 左右。

2 流量对铝土矿回收率的影响不大。

3 结论
1. 300~550 ℃氢气气氛煅烧的高铁铝土矿除铁率均达到 40% 以上，最佳条件为 400 ℃保温 1 h，除铁率可到60.6%，除铁后的铝土矿含 Fe 2 O 3 3.07%。实验证明此方法可在低温下有效分离铝土矿中的铁杂质，达到除铁目的。
2. 铝土矿回收率受煅烧温度的影响较大，保温时间和 H 2 流量基本无影响。
3.煅烧温度为200 ℃时，除铁率很低在8%以下，因此此温度不适宜煅烧还原氧化铁。