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·990 北京科技大学学报 第35卷 molL-1的条件下，不同振荡频率对脱磷效果的影 量分数为53.9%，而原矿中Fe的质量分数为51.7%， 响如图7所示.由图7可知，随着振荡频率的增加， 原刊矿质量8g,浸出刊矿的质量为7.66g,则按下式计 脱磷率逐渐升高。这是因为振荡有利于反应物和产 算得到铁损约为0.18%，可以忽略. 物的扩散，从而促进脱磷反应的进行.考虑实际脱 磷效果，150Hz被确定为最佳的振荡频率 铁损=1m1-22×100%. w1mi 0.10 90 其中，1和2为酸浸前后Fe的质量分数，m1和 88 0.09 m2为酸浸前后矿石的质量. 86 84 0.095 0.090 圆磷的质量分数 0.07 82糕 密脱磷率 86 0.085 78 0.080 84 76 0.05L 0.075 0.00 0.05 0.100.150.200.25 0.070 酸度/(moL) 80 0.065 图6酸度对脱磷的影响 0.060 Fig.6 Effect of acid concentration on dephosphorization mL:4 g nL:8 1 :12g mL:16 g 10 00 1 100mL:20g 0.35 90 液固比 0.30 80 图8液固比对脱磷的影响 0.25 70 Fig.8 Effect of liquid-solid ratio on dephosphorization 0.20 608 0.15 0.10 唐 下面进行简单的热力学分析：铁损反应为 Fe203+6H+-一2Fe3++3H20,其反应的△G9-T 0.05 30 数据引自于HSC热力学软件14，如图9所示 120 0.00 100150200 250 振荡频率/Hz 30 25 图7振荡颊率对脱磷的影响 15 Fig.7 Effect of oscillation frequency on dephosphorization .10 3.5液固比对脱磷的影响 0 通过以上实验，确定最佳条件分别为酸浸时间 1h,酸度0.1molL-1,振荡频率150Hz.因为配 10 286297308319330341352363374 制100mL的0.1molL-1硫酸溶液需要0.54mL的 T/K 98%浓硫酸，考虑到上述条件的确定都是在液固比 图9铁损反应的△G日-T图 100mL:4g的条件下进行，为了确定液固比对实验 Fig.9 AGe-T graph of the iron loss reaction 的影响，固定酸固比为0.54mL:4g,实验中的液固 比都是按照这个基准.图8是液固比对酸浸脱磷的 酸浸实验在298K下进行，假设反应平衡时 影响.可知当液固比达到100mL:12g甚至更高时， 氢离子浓度=0.1molL-1,通过等温方程△G9= 脱磷率有一定降低.为了获得较低的磷含量，确定 -T1m至e±(B为气体常数，T为温度)和以上热力 合适的液固比为100mL:8g,而此时的酸度为0.2 学数据，得出平衡时铁离子浓度ce3+≈2.5×10-3 mol.L-1. molL-1,铁损约为1%.这是在理想情况下平衡状 3.6酸浸过程中的铁损和浸出矿石中的S含量 态计算所得.考虑到反应的动力学条件及实际反应 在浸出时间1h,液固比100mL:8g,酸度0.2 并未达到平衡，在酸浸时间内的铁损应该更低，这 molL-1,振荡频率150Hz的条件下，研究酸浸过 样较低的铁损和实验数据大致吻合 程中的铁损.通过ICP-OES分析浸出矿中Fe的质 由于实验室利用硫酸浸出，为了确定S是否富· 990 · 35 mol·L−1 7 . 7 . . 150 Hz . 6 Fig.6 Effect of acid concentration on dephosphorization 7 Fig.7 Effect of oscillation frequency on dephosphorization 3.5 1 h 0.1 mol·L−1 150 Hz. 100 mL 0.1 mol·L−1 0.54 mL 98% 100 mL:4 g 0.54 mL:4 g . 8 . 100 mL:12 g . 100 mL:8 g, 0.2 mol·L−1. 3.6 S 1 h 100 mL:8 g 0.2 mol·L−1 150 Hz . ICP-OES Fe 53.9% Fe 51.7% 8 g 7.66 g, 0.18% . = w1m1 − w2m2 w1m1 × 100%. w1 w2 Fe m1 m2 . 8 Fig.8 Effect of liquid-solid ratio on dephosphorization Fe2O3 + 6H+ −→ 2Fe3+ + 3H2O ΔGΘ-T HSC [14] 9 . 9 ΔGΘ − T Fig.9 ΔGΘ − T graph of the iron loss reaction 298 K = 0.1 mol·L−1 ΔGΘ = −RT ln c2 Fe3+ c6 H+ (R T ) cFe3+ ≈ 2.5 × 10−3 mol·L−1 1%. . . S