真空碳热还原过程中二氧化硅的挥发行为
2012-07-31罗启刘大春曲涛田阳杨斌戴永年
中南大学学报(自然科学版) 2012年8期
关键词:二氧化硅
罗启,刘大春,曲涛,田阳,杨斌,戴永年
(1. 昆明理工大学 真空冶金国家工程实验室,云南 昆明,650093;2. 昆明理工大学 云南省复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,云南 昆明,650093;3. 昆明理工大学 云南省有色金属真空冶金重点实验室,云南 昆明,650093)
国内外处理红土镍矿的方法主要包括[1-6]:回转窑干燥预还原—电炉熔炼法(RKEF)、烧结—鼓风炉硫化熔炼法、烧结—高炉还原熔炼法、还原焙烧—氨浸法和高压酸浸法。但这些方法都仅着眼于回收含量较低的镍、铁、钴,而含量极高的硅和镁都成为废渣,将其填埋弃置会对环境造成严重的二次污染[7-8],进行固化处理又导致金属资源流失[9]。云南元江镍矿镍储量43万t,平均含量(质量分数)为Ni 0.83%,Fe 11%,MgO 28%,SiO237%[10],极具综合利用价值。徐宝强等[10]利用真空碳热还原原理[11-16],提出真空碳热还原综合回收有价金属新工艺处理元江红土镍矿,在冷凝系统回收金属镁,镍、铁在渣中通过磁选得到富集。前期研究结果表明,镁被还原挥发的同时硅也发生类似反应,即在高温下SiO2气化生成低价SiO,继而SiO在冷凝区发生凝聚反应(歧化分解为SiO2和Si),不利于硅的回收,且污染炉体和冷凝系统,影响金属镁的纯度。雷斯等[17-18]在铁合金的冶炼过程中对 Fe-Si-C系进行了研究,指出在硅铁的冶炼过程中不可避免会有 SiO气体生成,从而造成硅的损失。何允平等[19]对工业硅生产的原理和工艺进行了阐述;李秋霞等[20]对低价氧化硅的歧化行为进行了热力学研究。但是在真空条件下,二氧化硅和三氧化二铁共热时硅的挥发行为未见报道。……
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