基于气基直接还原-熔分的硼铁矿高效利用新工艺

实验室条件下,以含硼铁精矿为原料制备氧化球团,对含硼铁精矿气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺进行了研究.结果表明,含硼铁精矿是良好的造球原料,1 200℃下焙烧20 min后,成品球团抗压强度可达2 500 N以上,满足气基竖炉直接还原工艺要求.在H2与CO体积比大于2/5且温度在850~1 000℃条件下,含硼铁精矿氧化球团还原率达到95%的时间为15~60 min,还原膨胀率不高于15%.在高温下电热熔化DRI后硼和铁可以高效分离,硼、铁收得率均可达到98%以上,富硼渣中B2O3的质量分数在21%以上,活性可达89%左右,是"一步法"生产硼酸的优良原料.含硼铁精矿气基竖炉直接还原电炉熔分新工艺可以实现硼铁高效分离和清洁利用.     

优化配矿强化西澳超细粒磁铁精矿球团焙烧研究

进行了西澳超细粒磁铁精矿分别配加国产磁铁精矿和巴西赤铁精矿制备氧化球团矿的实验研究.结果表明,以100%西澳超细磁铁精矿为原料制备氧化球团矿时,球团预热及焙烧性能较差,在预热温度为1050℃、预热时间20 min及焙烧温度1300℃、焙烧时间40 min的条件下,预热球团和焙烧球团矿抗压强度分别为每个502和2313 N.西澳超细粒磁铁精矿配加40%国产磁铁精矿或20%巴西赤铁精矿时,球团适宜预热温度由1050℃分别降低到950和975℃,适宜的焙烧温度由1300℃分别降低到1250和1280℃;而且焙烧球团矿的抗压强度分别提高到每个2746 N和每个2630 N.焙烧球团矿的微观结构研究表明:配加国产磁铁精矿后,焙烧球团矿中Fe2 O3晶粒发育优良,晶粒间互联程度提高,晶粒粗大,孔隙率低,固结更加紧密.配加20%巴西赤铁精矿时,焙烧球团矿中Fe2 O3晶粒基本连接成片,Fe2 O3晶体发育良好.优化配矿是改善西澳超细粒磁铁精矿球团矿预热及焙烧性能的有效途径.     

以高铬型钒钛磁铁矿制备氧化球团

研究了高铬型钒钛磁铁矿的基础特性,在此基础上考察了该矿对氧化球团制备工艺和冶金性能的影响规律,探索了获得优质氧化球团的高铬型钒钛磁铁矿的最大质量分数.结果表明:高铬型钒钛磁铁矿主要由磁铁矿、镁铁矿、铬铁矿、镁钛矿、钒磁铁矿、钛磁铁矿等组成,其粒度粗,连晶强度较差;随球团原料中高铬型钒钛磁铁矿质量分数的增加,生球性能无显著变化,成品球团抗压强度降低,当其质量分数高于20%时,不能满足高炉生产要求.增大高铬型钒钛磁铁矿的质量分数有助于降低球团矿的还原膨胀率,当其质量分数由0增加到20%时,球团的还原膨胀率由321%降低到211%.     

含硼磁铁矿强化巴西赤铁矿球团的制备

研究含硼磁铁矿配比对巴西赤铁矿球团生球质量、预热焙烧性能和成品球团冶金性能的影响。结果表明:配加30%和50%(质量分数)含硼磁铁矿后,生球的落下强度增加,爆裂温度显著提高;球团预热温度降低50℃左右,焙烧温度降低120℃以上;成品球团矿还原度从72.40%分别提高到87.95%和78.71%,低温还原粉化指数RDI+3.15从87.79%分别提高到97.38%和99.62%,还原膨胀率从36.25%分别降到12.50%和4.00%;焙烧性能得到提高的原因是Fe3O4氧化生成的新生Fe2O3晶体具有较大的活性,B2O3有利于含硼的镁铁橄榄石液相生成,这两者能够促进球团再结晶和晶粒长大;还原度提高的原因是B3+半径很小,易扩散进入Fe2O3晶格中,产生晶格畸变,使得Fe2O3易于还原;铁酸镁和含硼的镁铁橄榄石液相的生成,有利于还原膨胀和低温还原粉化性能的提高。     

MHA黏结剂在钒钛磁铁矿氧化球团制备中的应用

应用已发明的MHA黏结剂替代膨润土制备钒钛磁铁矿氧化球团,获得质量优良的高炉冶炼原料。研究表明:当MHA用量为0.25%,在预热温度950℃,预热时间10 min,焙烧温度1 250℃,焙烧时间10 min的条件下,获得的预热球团抗压强度为522 N/个,焙烧球团抗压强度为3 702 N/个。与2.0%膨润土球团矿比较,MHA成品球团的抗压强度略低,而TFe品位明显提高1.11%。2种黏结剂球团矿的还原性能指标接近。MHA球团黏结剂在氧化球团矿生产中具有良好的应用前景。     

以赤铁矿为主配加磁铁矿制备的氧化球团矿显微结构

在链篦机 回转窑模拟装置中制备氧化球团矿,采用显微镜和扫描电镜研究单一赤铁矿及以赤铁矿为主配加磁铁矿制备的氧化球团矿显微结构.研究结果表明:当单一赤铁矿球团在焙烧温度为1320℃、焙烧时间为20min时,球团矿抗压强度达2439N/个,其显微结构较松散,并存在少量细小裂纹;当赤铁矿球团中添加20%(质量分数,下同)的秘鲁磁铁矿,在焙烧温度为1300℃、焙烧时间为20min时,球团矿抗压强度达3045N/个,其显微结构致密,Fe2O3晶体互连性较好.这表明在制备氧化球团矿时,添加磁铁矿降低了球团焙烧温度,改善了球团矿的显微结构,提高了抗压强度.     

菱铁矿和褐铁矿球团制备技术研究

对菱铁矿和褐铁矿精矿进行了造球、焙烧试验研究,结果表明：在菱铁精矿中配加褐铁矿的同时配加磁铁矿,既可提高生球强度,又可提高爆裂温度;链篦机—回转窑焙烧该球团时,操作难度大,球团矿质量差;采用烧结法焙烧菱铁矿和褐铁矿球团时,因高温保持时间短而导致球团强度低,配入磁铁矿后,既延长了高温保持时间,又提高了成品率、转鼓强度和抗压强度,增加预热段可改善烧结指标;用带式焙烧法焙烧菱铁矿和褐铁矿球团时,获得了成品率为98.26%,利用系数为0.654t/（m^2·h）,转鼓强度为80.65%和抗压强度为1762N/个的球团矿。该研究为我国储量丰富,但难焙烧的菱铁矿和褐铁矿的开发利用提供了新思路。     

含锌电炉粉尘配碳球团的冶金特性

以某钢铁公司含锌电炉粉尘为原料,配入适当的无烟煤制成含碳球团,焙烧球团通过还原煤保护冷却至室温后进行化学分析·研究了1150℃～1300℃的范围内,温度、时间和内配煤量对锌、铁的还原速率以及球团抗压强度的影响·研究结果表明:锌、铁的还原率均随焙烧温度、焙烧时间以及内配煤量的增加而提高;抗压强度随焙烧温度、焙烧时间的增加而增高,但随内配煤量的增加出现极值点·焙烧球团最佳的工艺参数:焙烧时间为15min,内配煤量为13 04%,焙烧温度为1250℃·此时锌的还原率为98 43%,金属化率为94 51%,抗压强度为800 6N/球·     

还原焙烧行为对冶金尘泥含碳球团结构及强度的影响

以高炉瓦斯灰和转炉污泥为原料制备含碳球团,通过还原焙烧实验,考察了焙烧温度、焙烧时间以及球团配碳量对球团微观结构及强度的影响。结果表明,升高还原温度、延长还原时间均使得球团内金属铁相连晶增加、孔隙减少且金属铁相、浮氏体及渣相连结增强,球团抗压强度提高,特别是升高温度对改善球团微观结构并提高球团抗压强度的作用最为显著,而球团配碳量的增加导致还原后的球团内部灰分及残碳增多,将铁相连晶分割成大小不一的片区,破坏了铁相聚集连续性,且球团中孔洞及脆性残碳增多,球团强度降低。因此,在控制较低球团配碳量的条件下,在还原焙烧过程中选择较高的温度及较长的时间,冶金尘泥含碳球团可获得较高的抗压强度。     

纤维化膨润土强化氧化球团制备及其机理

采用膨润土添加有机分散剂在搅拌机的作用下制备纤维化膨润土浆并对强化铁精矿造球进行研究。研究结果表明:添加有机分散剂制备的纤维化膨润土浆形成了良好的纤维化结构;造球混合料预配质量分数为1%的膨润土,利用纤维化膨润土浆进行强化造球,当球团强化层纤维化膨润土用量从0提高到0.18%时,落下强度和抗压强度分别从4.1次/(0.5 m)和14.63 N/个分别提高到5.8次/(0.5 m)和16.20 N/个,生球爆裂温度从530℃提高到610℃;预热球和焙烧球抗压强度从528 N/个和1 587 N/个分别提高到638 N/个和4 160 N/个,焙烧球内部结构由较疏松多孔变为结构致密,晶粒连接显著增强。     

硼铁矿应用于高铬型钒钛矿烧结优化的实验研究

实验室条件下,研究了硼铁矿对高铬型钒钛矿烧结工艺及冶金性能的影响.研究表明:随着硼铁矿质量配比的升高,垂直烧结速度、成品率、转鼓指数、烧结杯利用系数、综合指标及低温还原粉化性能均呈先升高后降低的趋势,在硼铁矿质量配比为5.0%时,以上各指数均达到最高值,分别为28.84 mm·min-1,86.02%,61.2%,1.919 t·(m2·h)-1,363及90.76%,均优于未配加硼铁矿时的烧结矿性能.因此,烧结矿性能得以优化,可以为高炉冶炼提供更为优质的高铬型钒钛烧结矿.     

Reduction-melting behaviors of boron-bearing iron concentrate/carbon composite pellets with addition of CaO

Although the total amount of boron resources in China is high, the grades of these resources are low. The authors have already proposed a new comprehensive utilization process of boron-bearing iron concentrate based on the iron nugget process. The present work de-scribes a further optimization of the conditions used in the previous study. The effects of CaO on the reduction–melting behavior and proper-ties of the boron-rich slag are presented. CaO improved the reduction of boron-bearing iron concentrate/carbon composite pellets when its content was less than 1wt%. Melting separation of the composite pellets became difficult with the CaO content increased. The sulfur content of the iron nugget gradually decreased from 0.16wt%to 0.046wt%as the CaO content of the pellets increased from 1wt%to 5wt%. CaO negatively affected the iron yield and boron extraction efficiency of the boron-rich slag. The mineral phase evolution of the boron-rich slag during the reduction–melting separation of the composite pellets with added CaO was also deduced.     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300益,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响：还原温度≤1100益时,平均活化能为202.6 kJ·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100益时,平均活化能为116.7 kJ·mol-1,为碳气化反应和FeO还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100益),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.     

酸性护炉球团矿焙烧工艺及固结机理

研究了新型炉料酸性含钛护炉球团矿的焙烧工艺及固结机理,结果表明利用钒钛磁铁精矿和普通磁铁精矿的混合矿在预热和焙烧条件分别为950℃,15min和1200℃,15min时制取的酸性含钛护炉氧化球团矿,其品位为TFe58．56％、TiO     

工艺参数对热压铁焦抗压强度的影响

热压铁焦是一种新型含碳复合炉料,高炉使用铁焦有助于降低热空区温度、减少CO_2排放.研究了工艺参数对热压铁焦抗压强度的影响,并分析其作用机理.研究结果表明,在一定范围内,铁焦抗压强度随着铁矿粉配比增加先增加后降低,在矿粉配比15%时取得较大值3 490.89 N;随着烟煤配比的增加而提高;随着热压温度的提高而提高,在热压温度350℃时取得较大值4 305.50 N;随着炭化温度的提高先降低后提高;随着炭化时间的增加先提高后降低,在炭化时间4 h时取得较大值3 518.80 N.从抗压强度角度考虑,热压铁焦合适的制备工艺参数为10%~15%铁矿粉,60%~70%烟煤,热压温度300~350℃,炭化温度1 000~1 100℃,炭化时间2~4 h.     

MgO对铁矿球团矿还原后强度的影响

在实验室条件下,研究了Mg O对铁矿球团还原后强度的影响.结果表明:当Mg O质熔剂质量分数由0增加至2.0%时,铁矿球团矿还原后强度得到提升;经还原后,铁矿球团矿的孔径和孔隙度都相应增大,但相比普通球团矿(Mg O质熔剂质量分数为0),含Mg O球团矿(Mg O质熔剂质量分数为2.0%)还原前、后孔径及孔隙度变化幅度相对较小,孔径分布相对集中;还原膨胀是决定铁矿球团矿还原后强度的主要因素;还原膨胀率越低,铁矿球团还原后的强度相对越大.     

烧结过程铁精矿的合适品位

对超级铁精矿和普通铁精矿烧结矿显微组织研究证明:随着品位的提高,烧结矿中硅酸盐和铁酸盐粘结相大幅度降低,被粘结相整个包裹的磁铁矿和浮士体晶粒减少。为表征这种特性,提出一个具体公式。超级精矿烧结矿显微组织接近球团矿,强度较普通烧结矿和球团矿差。过细的超级精矿粉导致烧结设备生产率降低。精矿适宜选矿上限为65％—66％。     

铬铁矿球团焙烧固结特性

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明：预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050益,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250益提高到1350益,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石( Fe,Mg)( Cr,Fe,Al)2 O4氧化生成富镁的( Fe,Mg)( Cr, Fe,Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)2O3,当温度高于1000益时,(Cr,Fe,Al)2O3新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)2O3向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度.     

一种难选铁矿石磁选精矿直接反浮选的分散特征

介绍了一种处理难选铁矿石磁选精矿的直接反浮选工艺.采用XRD,SEM和EDS等手段对原矿、精矿和尾矿的形貌及矿物组成进行了表征,重点探讨了分离过程中矿物的分散特征,为含碳酸盐难选铁矿石磁选精矿的直接反浮选技术提供理论基础.研究结果表明,采用添加分散剂直接反浮选技术可以获得合格铁精矿;有用铁矿物和脉石矿物细颗粒无选择性粘附在有用铁矿物和脉石粗颗粒表面,是造成铁矿石分离困难的主要原因;分散剂的加入有利于颗粒分散,从而实现了有用铁矿物与脉石矿物的选择性分离.