第8期 赵志龙等：高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁 ·967。 原前类似，仍具有鲕粒状结构.在利用C0还原时， 表2还原后的矿样元素（质量分数） 还原产物具有相似的显微形貌.由此可以推测，还 Table 2 Chemical composition of the gasbased reduced one sampes 原时气固反应基本没有破坏原有的矿相形貌 % 矿样 TFe MFe M C0还原样 60.18 37.94 1.31 63.04 H,还原样 65.37 43.39 1.27 66.53 4.2还原后矿样中P的存在形态 通过SEM和EDS分析，可以得到还原后粉矿 中P的存在形式.由SEM和EDS分析结果（图5） 可知：1点所在夹层，还原后P、Ca的相对含量较高 并夹杂微量e、0元素：而2点所在层，还原后主要 800nm 成分为Fe和微量Mg、Al、Si、O元素.由此可以推 测还原后矿样中P主要以C(PO4)2形态存在，Fe 图4H2还原后矿样在体视显微镜下形貌 主要以金属态存在，这与还原模拟的热力学计算结 Fig.4 Microscope observation of the Hyreduced ore sampe 果是相符合的.可见，使用C0或H2还原高磷赤铁 对气基还原后的高磷铁矿进行化学成分分析， 矿前后，在Fe、P与其他元素的相态重构和生成新 如表2所示.从表中可以看出，在实验条件下，由于 相间的相际迁移中，P没有被还原，仍以Ca3(P04)2 H2的还原能力比CO强因此使用H2还原后的矿 形态存在，而Fe主要以金属态析出，部分生成FeO. 样的金属化率有所提高：另外，无论H2或是C0还 因此，这就证明了用气基还原高磷赤铁矿的可行性， 这也是熔分分离出低磷铁的前提， 原，高磷铁矿还原前后的P总量基本守恒，可以说 明P几乎没有被还原进入气相.还原后矿样的金属 4.3高磷铁矿熔分实验结果 化率偏低，主要原因是实验使用固定床，还原气体与 上文通过热力学和实验分别证实了用C0或 矿粉接触面积不充分和还原时间较短. H2还原铁矿石时，原矿中的Ca3(PO4)2没有被还 原，也不会有化合物FerP生成.这不仅说明了气基 600 Ca 700 500 位置2 Fe 位置1 G00 500 400 300 200 e Fe 100 A 10 0μm E/keV E/keV 800 700 600 600 Ca 位置1 5 位置2 Fe 400 400l 300 200 200 FeMg Si 100 Ca Fe Fe 4 6 E/keV (b) 图5还原后矿样的扫描电镜照片及能谱.()C0还原后的矿样：(b)H2还原后矿样 Fig 5 SEM images and EDS the reduoed ore sam ples:(a)CO-reduced ore sample (b)Hrreduced ore sample原前类似, 仍具有鲕粒状结构.在利用 CO 还原时, 还原产物具有相似的显微形貌.由此可以推测, 还 原时气固反应基本没有破坏原有的矿相形貌 . 图 4 H2 还原后矿样在体视显微镜下形貌 Fig.4 Microscope observation of the H2-reduced ore sample 图 5 还原后矿样的扫描电镜照片及能谱.( a) CO 还原后的矿样;(b) H2 还原后矿样 Fig.5 SEM images and EDS spectra of the reduced ore sam ples:( a) CO-reduced ore sample;(b) H2-reduced ore sample 对气基还原后的高磷铁矿进行化学成分分析, 如表 2 所示.从表中可以看出, 在实验条件下, 由于 H2 的还原能力比 CO 强, 因此使用 H2 还原后的矿 样的金属化率有所提高;另外, 无论 H2 或是 CO 还 原, 高磷铁矿还原前后的 P 总量基本守恒, 可以说 明 P 几乎没有被还原进入气相 .还原后矿样的金属 化率偏低, 主要原因是实验使用固定床, 还原气体与 矿粉接触面积不充分和还原时间较短. 表 2 还原后的矿样元素( 质量分数) Table 2 Chemical composition of the gas-based reduced ore samples % 矿样 TFe MFe P M CO 还原样 60.18 37.94 1.31 63.04 H2 还原样 65.37 43.39 1.27 66.53 4.2 还原后矿样中 P 的存在形态 通过 SEM 和 EDS 分析, 可以得到还原后粉矿 中 P 的存在形式 .由 SEM 和 EDS 分析结果( 图 5) 可知 :1 点所在夹层, 还原后 P 、Ca 的相对含量较高, 并夹杂微量 Fe 、O 元素;而 2 点所在层, 还原后主要 成分为 Fe 和微量 M g 、Al 、Si 、O 元素 .由此可以推 测还原后矿样中 P 主要以 Ca3 ( PO4) 2 形态存在, Fe 主要以金属态存在, 这与还原模拟的热力学计算结 果是相符合的.可见, 使用 CO 或 H2 还原高磷赤铁 矿前后, 在 Fe 、P 与其他元素的相态重构和生成新 相间的相际迁移中, P 没有被还原, 仍以 Ca3( PO4 ) 2 形态存在, 而 Fe 主要以金属态析出, 部分生成 FeO . 因此, 这就证明了用气基还原高磷赤铁矿的可行性, 这也是熔分分离出低磷铁的前提 . 4.3 高磷铁矿熔分实验结果 上文通过热力学和实验分别证实了用 CO 或 H2 还原铁矿石时, 原矿中的 Ca3( PO4) 2 没有被还 原, 也不会有化合物 Fe xP 生成 .这不仅说明了气基 第 8 期 赵志龙等:高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁 · 967 ·