钙化焙烧-磁化焙烧-磁选联用技术从提钒尾矿中高效回收铁的研究

针对我国每年产生的百万吨级提钒尾矿（VET）资源浪费与环境污染问题，研究人员创新性提出钙化焙烧（calcification roasting）-磁化焙烧（magnetizing roasting）-磁选（magnetic separation）联用工艺。通过900℃预处理实现Fe/Ti分离，在600-700℃低温区间完成Fe2O3→Fe3O4转化，结合退磁-循环磁选技术最终获得铁品位59.2%、回收率92.86%的磁铁矿精矿，为复杂含钛铁矿资源化提供新思路。

　　

每年超百万吨的提钒尾矿堆积如山，这些富含铁、钒、钛的战略资源却因技术瓶颈沦为环境负担——高硅铬含量限制高炉利用，传统还原磁选法需1200℃高温且依赖钠硼添加剂，既耗能又影响产品纯度。面对这一困局，国内研究人员独辟蹊径，将冶金与矿物加工技术跨界融合，开发出"三步走"绿色回收方案。

研究团队首先通过钙化焙烧破解铁钛"纠缠"难题：900℃热处理4小时促使伪板钛矿（Fe₂TiO₅）解离，铁氧化物晶粒尺寸增长24.3%。随后在磁化焙烧阶段，借助Fe-O-C相图精准调控CO/CO₂比例，于600-700℃低温区间10-60分钟内将赤铁矿转化为磁铁矿（Fe₃O₄），避免生成难处理的钛磁铁矿（Fe_3-xTi_xO₄）。最终创新的"退磁-球磨-循环磁选"工艺攻克微细粒级（<10μm）磁铁矿流失难题，使铁回收率突破92%。

关键技术包括：1）热力学调控的梯度焙烧技术；2）基于晶粒生长动力学的钙化预处理；3）针对微细粒矿的循环磁选富集工艺。研究样本来自朝阳钒钛磁铁矿提钒尾矿，其TFe含量49.62%、TiO₂达14.98%。

【Material property】分析显示原料主要物相为赤铁矿和伪板钛矿，粒径分布呈现双峰特征。【Thermodynamic investigation】通过构建Fe-O-C平衡图，证实控制CO分压可抑制FeO生成，实现Fe₂O₃→Fe₃O₄的定向转化。【Conclusion】表明该工艺相较传统方法能耗降低40%，且避免添加剂污染，所得精矿可直接用于炼铁原料。

这项发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》的研究，不仅为提钒尾矿资源化提供工业化解决方案，更开创了复杂共生矿"低温解离-选择性转化"的新范式。其揭示的钙化改性机制（pseudobrookite分解动力学）和微细粒磁铁矿回收策略，对同类难选铁矿开发具有普适指导意义。随着"双碳"战略推进，这种将工业固废转化为高纯原料的绿色冶金技术，正展现出巨大的生态与经济价值。