Юрий Владимирович Конюхов, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья
Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4, стр. 1
Yurii V. Konyukhov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Chair of Mineral Processing and Industrial Wastes Recycling
4/1 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation
Рита Ханна, PhD, профессор
Австралия, 2052, Новый Южный Уэльс, Сидней
Rita Khanna, PhD, Prof.
Sydney, NSW 2052, Australia
Никита Андреевич Масленников, ассистент кафедры обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья
Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4, стр. 1
Nikita A. Maslennikov, Assistant of the Chair of Mineral Processing and Industrial Wastes Recycling
4/1 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation
Кэцзян Ли, PhD, профессор, Пекинский университет науки и технологии
Китай, 100083, Пекин
Kejiang Li, PhD, Prof.
Beijing 100083, China
Цзэн Лян, аспирант
Китай, 100083, Пекин
Zeng Liang, PhD Student
Beijing 100083, China
Игорь Николаевич Бурмистров, д.т.н., ведущий эксперт кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4, стр. 1
Igor’ N. Burmistrov, Dr. Sci. (Eng.), Leading Expert of the Chair of Functional Nanosystems and High-Temperature Materials
4/1 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation
Дмитрий Юрьевич Карпенков, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник кафедры магнетизма
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
Dmitrii Yu. Karpenkov, Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher of the Chair of Magnetism
1 Leninskie Gory, Moscow 119991, Russian Federation
Сергей Владимирович Кашевский, магистрант кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4, стр. 1
Sergei V. Kashevskii, MA Student of the Chair of Functional Nanosystems and High-Temperature Materials
4/1 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation
Максим Владимирович Кравченко, к.т.н., директор Ташкентского филиала
Россия, 111250, Москва, ул. Красноказарменная, 14, стр. 1
Maksim V. Kravchenko, Cand. Sci. (Eng.), Director of Branch in Tashkent
14 Krasnokazarmennaya Str., Moscow 119049, Russian Federation
В работе исследовали превращения немагнитных или слабомагнитных компонентов железных руд в магнитную фазу «магнетит» в результате частичного восстановления водородом при температурах ниже 400 °C. Исследованные четыре вида промышленных железных руд российских и китайских месторождений существенно различаются по составу и морфологии. Для подготовки образцов руды измельчали с помощью механического истирания в ступке и просеивали через сита с размером ячеек 1,5 мм. Восстановление проходило в изотермических условиях в трубчатой печи при температурах 375 и 400 °C в течение одного часа. Для изучения кинетики процесса восстановления были проведены неизотермические исследования выбранных руд с использованием термогравиметрического анализатора при нагреве до 800 °C со скоростью нагрева 10 °С/мин в токе водорода. Детальная характеризация исходных и частично восстановленных руд осуществлялась с использованием рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии для определения магнитных характеристик. На рентгеновских дифрактограммах исходных образцов присутствуют пики гематита, а в восстановленных как при 400 °C, так и при 375 °C – пики магнетита и металлического железа. Аналогичное поведение наблюдалось для всех четырех рудных образцов. Наиболее важным результатом исследования является подтверждение увеличения намагниченности насыщения на порядок для гематитовых руд, при этом восстановленные образцы руды показали магнитомягкие свойства со средними значениями коэрцитивной силы примерно 20 кА/м. Таким образом показано, что применение метода низкотемпературного восстановления водородом на железных рудах с низким содержанием магнитных фаз является весьма перспективным для получения материалов, которые в дальнейшем могут быть подвергнуты обогащению методами магнитной сепарации.
The conversion of non-magnetic or weakly magnetic constituents of iron ores into the magnetic ‘magnetite’ phase was investigated using partial reduction by hydrogen at temperatures below 400 °C. The examined four commercial iron ores from Russian and Chinese deposits have significant differences in their compositions and morphologies. All ore samples were crushed using mechanical abrasion in a stamp and sieved with a mesh size of 1.5 mm. Reduction was carried out in a tube furnace under isothermal conditions at 375 and 400 °C for one hour. To study the kinetics of the reduction process, non-isothermal studies of selected ores were сonducted using a thermogravimetric analyzer with heating to 800 °C at a heating rate of 10 °C/min in hydrogen flow. The authors made a detailed characterization of the annealed products using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy to determine the magnetic characteristics of initial and partially reduced ores. X-ray diffraction patterns showed hematite peaks in the initial samples; both magnetite and metallic iron peaks were detected in the samples reduced at 375 and 400 °C. Such behavior was observed for all four samples under investigation. The most important result of the study is the confirmation of an order of magnitude increase in saturation magnetization for hematite ores, in addition the reduced ore samples show soft magnetic properties with average coercive force values of approximately 20 kA/m. Application of the low-temperature reduction by hydrogen to iron-containing ores is very promising for production of the materials that could later be subjected to enrichment using magnetic separation methods.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.