绿色还原技术从尾矿中可持续回收铁：变废为宝的资源化策略

本研究创新性地提出低温流化氢还原（Low-Temperature Fluidized Hydrogen Reduction）技术，实现高硅铁尾矿的高效资源化利用。该工艺在540?°C、20% H2条件下将赤铁矿转化为磁铁矿，磁选精矿TFe品位达65.20%，回收率89.27%。通过XRD、VSM、SEM-EDS、XPS等多维度表征验证了相变机制与界面反应过程，为铁尾矿低碳处理提供新范式。

　　

材料（Materials）

实验样品为山西金源矿业有限公司提供的铁尾矿，其矿物学特性见第3.1节。

实验流程（Experimental procedure）

低温流化床还原实验在定制装置（图1）中进行。还原前对山西铁尾矿进行预富集以去除部分脉石，提高给料全铁（TFe）品位并提升还原效率。每次实验称取15g样品，加热至目标温度后通入设定浓度的H₂/N₂混合气进行还原反应。

铁尾矿的工艺矿物学分析（Process mineralogical analysis of the iron tailings）

样品（山西金源矿业有限公司铁尾矿）的化学组成与铁物相分析见图2，矿物组成见图3。图2(a)显示铁是可回收的主要元素，含量为17.39wt%，其中FeO占12.68wt%。主要脉石矿物为SiO₂（59.28wt%）。有害元素磷（P）和硫（S）含量较低，分别为0.074wt%和0.169wt%。

结论（Conclusion）

本研究开发了一种清洁的低温流化氢还原技术，从高硅铁尾矿中生产高品位铁精矿，同时避免直接CO₂排放。预富集将给料TFe从17.39%提升至25.07wt%并去除大量脉石，从而提升还原效率。最佳条件为540°C、20% H₂、还原时间15分钟，磨矿后-38μm粒度占比95.78wt%。后续低强度磁选获得磁性精矿TFe品位65.20%，回收率89.27%。