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电炉粉尘是电炉炼钢的副产品,2020年中国约产生100-200万吨电炉粉尘。由于电炉炼钢使用大量镀锌废钢和锌铁共生矿物,电炉粉尘中含有大量锌、铁、铅、铬等有价成分,若处理不当,不仅造成资源浪费,还会污染环境。因此,寻求绿色、高附加值利用含锌电炉粉尘的途径具有重要意义。基于此,本文以含锌电炉粉尘为研究对象,提出以电炉粉尘制备高碱度炉料进行钙化碳热还原焙烧的工艺,同时开展含锌粉尘中有价金属元素综合利用制备绿色高附加值材料的研究。（1）为探寻电炉粉尘中锌铁的变化规律,同时为含锌电炉粉尘中有价金属元素综合利用奠定基础,首先对电炉粉尘中的主要物相ZnFe2O4钙化碳热还原进行热力学分析。结果表明:CaO易与难分解的铁酸锌反应生成Ca2Fe2O5和ZnO,从热力学平衡上可实现铁锌氧化物的钙化碳热还原,促进锌和铁的还原与有效分离。锌、铁氧化物的还原反应均能在300～1500 K的温度范围内发生。当钙锌摩尔比n Ca/n Zn=1.0时,添加CaO对ZnFe2O4进行钙化碳热还原,随着温度的增加,能有效降低碳氧摩尔比nc/no。为实现ZnFe2O4中锌铁分离的目的,反应温度应超过1225 K。当温度为1300 K,nc/no为0.8时,铁酸锌可全部分解,约70%的锌氧化物和95.5%的铁氧化物被还原。（2）将含锌电炉粉尘、CaO和碳质还原剂混合,以非等温动力学对电炉粉尘钙化碳热还原进行分析。其结果表明:配碳量增加和添加CaO均能促进电炉粉尘钙化碳热还原反应;升温速率增大,反应会出现传热滞后现象。根据转化率的不同,钙化碳热还原过程可以分为3个阶段:α=0～0.3、α=0.3～0.45和α=0.45～1.0。用Coats-Redfern法确定各个阶段的机理函数,G（a）（28）a~2适合于反应初始阶段（α=0～0.3）,反应机理为一维扩散;反应中间阶段（α=0.3～0.45）的反应机理为化学反应,积分形式为G（a）（28）1-（1-a）~4;反应最后阶段（α=0.45～1.0）的反应机理为化学反应,积分形式为G（a）（28）（1-a）-2。基于KAS法计算,FWO法验证,各阶段的平均活化能分别为305.01KJ/mol,315.67 KJ/mol和288.22 KJ/mol。电炉粉尘中添加CaO能降低各阶段反应所需的活化能,并能缩短中期反应。（3）对含锌电炉粉尘、CaO和碳质还原剂混合物进行焙烧实验,明晰电炉粉尘钙化碳热还原的原理。其结果表明:温度和配碳量是影响电炉粉尘物相变化、脱锌率和微观形貌的主要因素。当碳氧比nc/no＜0.6、温度低于1000℃和焙烧时间低于30min时,均易生成锌铁固溶体(Fe0.85-xZnxO),抑制锌的还原与挥发。通过添加CaO可实现钙化碳热还原焙烧,能促进CaO与ZnFe2O4和Fe0.85-xZnxO反应生成Ca2Fe2O5和ZnO,从而促进Fe O和ZnO的进一步还原及铁和锌的有效分离。钙化碳热还原反应路径为:ZnFe2O4+CaO→Ca2Fe2O5+ZnO→Ca2Fe2O5+Zn（g）;Fe0.85-xZnxO+CaO→Fe O+Ca2Fe2O5+ZnO→Ca2Fe2O5+Fe+Zn（g）。在焙烧温度为1000℃、焙烧时间45 min和n Ca/n Zn=1.1时,采用钙化碳热还原焙烧法处理含锌电炉粉尘,碳氧比为1.0时的脱锌率与碳热还原焙烧碳氧比1.2时的脱锌率接近,均在90%左右。因此,添加CaO既能提高脱锌率,也能降低碳质还原剂的消耗。（4）为充分利用电炉粉尘中的Fe、Zn、Ca、Mn、Mg等元素合成尖晶石型铁氧体,以电炉粉尘为原料,采用水热法,通过添加含锰物质成功制备出共掺杂尖晶石型Mn-Zn铁氧体。阐明了电炉粉尘制备共掺杂铁氧体的合成机理;探讨了电炉粉尘预处理、温度、电炉粉尘与Mn SO4·H2O质量比(RZ/M)对锰锌铁氧体的合成及磁性能影响规律。结果表明:利用含锌电炉粉尘可以合成尖晶石型锰锌铁氧体;RZ/M从1:0.7变化到1:1,饱和磁感应强度和矫顽力均增加;当温度提高时,饱和磁感应强度增加,矫顽力和晶粒尺寸减小。最优条件下:以2 mol/L Na OH溶液预处理含锌电炉粉尘为原料,在水热温度220℃,质量比RZ/M=1:1,水热反应时间6 h,合成的锰锌铁氧体颗粒表面光滑,分布均匀,且具有较高的饱和磁感应强度（64.35 emu/g）和较低的矫顽力（88.61Oe）。