现有①磁铁矿(主要成分:Fe3O4),②黄铁矿(主要成分:FeS2),③赤铁矿(主要成分:Fe2O3),④菱铁矿(主要成分为FeCO3),请你从多角度分析三种矿石中哪种不适合用来炼铁。一般资料给出的答案是:黄铁矿中铁的含量zui低,会生成SO2等有害气体污染环境。这是一种典型的纸上谈兵解答,其实并不符合冶金工业的实际情况。要知道黄铁矿主要是用来制硫酸的原材料,SO2虽是污染物,黄铁矿,但更是工业制硫酸的中间物,天然黄铁矿,只要制硫酸就不能回避SO2的合理存在。再从含铁量分析,磁铁矿和赤铁矿的含铁量从分子式上计算可高达到70%以上,而菱铁矿、黄铁矿的含铁量分别只占48.3%、46.7%,但实际上菱铁矿也可作为优质的炼铁原料,焙烧后因烧损较大而可大幅度提高铁精矿品位。黄铁矿也可以通过煅烧后大幅度地提高含铁量,难道不能通过焙烧而提高铁矿的品位吗? 不能!在工业制硫酸里,接触室有反应:4FeS2+11O2== ==2Fe2O3+8SO2从而将铁、硫元素分离开,但在渣堆中仍会残余一定含量的硫分,不能用来炼铁,黄铁矿矿石,因为硫在钢铁中是一个非常有害的元素。硫能溶于液态生铁形成无限溶液,它能以硫化物(如FeS)等形态富集在晶粒间界上,形成Fe与FeS的低熔点共晶体。在加热到一定温度时,铁中便会出现液相。从而导致铁和钢的热脆,在轧钢和锻造时,钢材易出现裂纹。硫在钢中还能与氧形成硫氧化物,使热脆在更低的含硫量和温度下发生。铁和钢中还能形成各种硫化物夹杂,它们与其他非金属夹杂物一起对钢材的力学性能产生有害影响。铸造生铁含硫高时,铁水黏度增大,降低铁水填充性,使铸件中产生气泡。为了减少其危害,必须尽量降低硫在钢铁中的含量,从理论上说,脱硫应在高炉炼铁时完成。中国国家标准规定生铁中允许含硫量zui高不得超过0.07%,企业则常以其生铁含硫0.03%作为质量考核指标。高炉脱硫是生产合格生铁的首要问题。中国的铁矿石质量差有两方面因素,一是含铁量低,另一大原因就是含硫量高。而我国进口铁矿石平均含硫量不高于0.04%。国内铁矿山在降低包括硫等有害杂质含量方面不断取得成果,但在经过脱硫工艺后,总体上平均含硫量仍在0.16%~0.18%。当然国内的铁矿石是不包括黄铁矿的,就是用来煅烧的煤也拒绝含硫量高的煤。如果选用黄铁矿制硫酸后的矿渣作为二次资源,脱硫成本过大,从经济角度来看是得不偿失的,使得黄铁矿的铁资源利用成果难以转化为生产力。我国黄麦岭铁矿厂曾是国nei唯yi的一家采用硫酸渣冶炼生铁,但运行了几个月后,也因为技术与成本因素而放弃了。科学是发展的,也许有一天人们在冶金工业中,轻巧地从黄铁矿中先提取硫后,再大量而又经济地锻造高质量的铁。
黄铁矿
从黄铁矿中选择性浮选砷黄铁矿黄铁矿
由于黄药以双黄药的形式吸附在黄铁矿和shen黄铁矿表面上,双黄药对阳离子没有选择性,用黄药浮选分离黄铁矿和shen黄铁矿是很困难的。众多学者采用了多种分离技术来分离shen黄铁矿和黄铁矿。这些技术包括改变矿浆pH值、改变矿物表面的氧化程度和添加促进shen黄铁矿浮选的SO2。对其中一些已进行了工业试验,试验结果不是回收率低,就是选择性难于控制。
2000年Yen和Tajacod在研究从硫shen铜矿(Cu3AsS4)中选择性浮选黄铜矿(CuFeS2)时用镁-铵混合物(MAA)作为yi制剂。作者在改变MAA浓度和pH值时测定了合成硫shen铜矿、天然硫shen铜矿和天然黄铜矿对捕收剂戊基shen黄药(PAX)的吸附密度和矿物回收率。这些结果表明,随着MAA浓度的增加,合成硫shen铜矿与天然硫shen铜矿对捕收剂的吸附密度降低。地,黄铜矿对捕收剂的吸附密度不随MAA浓度改变而变化,仅随pH值变化略有降低。可用硫shen铜矿的氧化性来解释MAA的作用机理。硫shen铜矿表面上的shen离子被溶解在矿浆中的氧所氧化,而形成稳定的络合阴离子AsO43-,并通过共价键合留在硫shen铜矿表面上。1988年Nishimura等人解释说,yi制剂中的镁对shen酸盐有很强的亲合性,能形成亲水化合物AsO4NH4·6H2O。此化合物在硫shen铜矿表面上的形成,能有效地阻止黄药的吸附。
yi制剂对黄铁矿与shen黄铁矿分离的效果还没有研究过。因为shen黄铁矿中含有shen离子,可以推断,该法也可能抑制shen黄铁矿,使黄铁矿保持其可浮性
黄铁矿
黄铁矿是提取硫磺的主要矿物原料。明末宋应星所著《天工开物》中,较具体记述了用黄铁矿作原料烧取硫磺的技术。煅烧硫磺的大致步骤是:
先用煤饼包裹矿石并堆垒起来,外面用泥土夯实并建造熔炉。每炉的石料和煤饼都有千斤左右,炉上用烧liu黄的旧渣掩盖,炉顶中间要隆起,空出一个圆孔。燃烧到一定程度,炉孔内便会有金黄色的气体冒出。预先请陶工烧制一个中部隆起的盂钵,盂钵边缘往内卷成像鱼膘状的凹槽,烧liu黄时,将盂钵覆盖在炉孔上。liu黄的黄色蒸气沿着炉孔上升,山东黄铁矿,被盂钵挡住而不能跑掉,于是便冷凝成液体,沿着盂钵的内壁流入凹槽,又透过小眼沿着冷却管道流进小池子,Zui终凝结而变成固体liu黄。
用含煤黄铁矿烧取皂矾,当黄色的蒸气上升时,也可以用这种方法收取liu黄。得硫一斤,就要减收皂矾三十多斤,因为皂矾的精华都已经转化为硫了,剩下的枯渣便成了废物。
黄铁矿也是一种非常廉价的古宝石。在英国维多利亚女王时代(公元1837—1901年),人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。
黄铁矿
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