钒钛磁铁精矿的预氧化研究

研究了钒钛磁铁精矿在等温预氧化条件下的物相组成及其转变情况,并将钒钛磁铁精矿原矿和预氧化后的样品以煤粉为还原剂进行直接还原,利用XRD和ICP-AES对产物进行物相和成份分析.研究结果表明:预氧化能够加速还原过程,提高金属化率,较为适宜的预氧化条件为:预氧化温度为900℃,预氧化时间为30 min;预氧化矿在1 200℃下还原60 min,比钒钛磁铁精矿原矿金属化率提高了14.0%.其强化还原的机理是:在预氧化过程中Fe3O4被氧化成Fe2O3,FeTiO3被氧化成Fe2O3.FeTiO3固溶体、Fe2O3和TiO2,破坏了钒钛磁铁精矿的结构,矿粉内部形成了大量孔隙,改善了还原反应的动力学条件,加速了还原过程.     

钒钛磁铁精矿直接还原反应行为及其强化还原研究

通过在钒钛磁铁精矿中添加还原煤粉和少量添加剂,研究了还原温度、还原时间和添加剂等因素对钒钛磁铁精矿金属化率的影响,并对添加剂强化还原机理进行了探讨.结果表明:还原温度、还原时间、碳铁摩尔比及添加剂对金属化率的影响较大.在还原温度1200℃、还原时间120 min的条件下,未添加添加剂时金属化率最高可达84.5%;添加质量分数3.0%Na2CO3或CaF2的条件下,钒钛磁铁精矿的金属化率可以分别达到96.5%和93.3%.     

钒钛磁铁精矿冷固球团催化还原机理

对添加剂催化钒钛磁铁精矿冷固球团直接还原行为进行了详细的研究 ,包括添加剂种类和用量及催化剂催化还原机理 .研究结果表明 :在 1 0 50～ 1 1 0 0℃ ,m(C)∶m(Fe)为 0 .5～ 0 .6 ,还原时间 3h的条件下 ,添加DA 2催化剂与常规的Na2 SO4或Na2 CO3相比 ,钒钛磁铁精矿冷固球团煤基直接还原所得产品的金属化率提高 3 .1 %～ 4 .6 % ;该金属化球团经磨矿磁选进行铁和钒钛分离时 ,所得磁性产品 (直接还原铁粉 )中铁的品位提高 5 .30 %～ 5 .43 % ,非磁性物中TiO2 ,V2 O5 的品位分别提高 2 .76 %～ 3 .87%和 0 .2 7%～ 0 .45 % ,TiO2 ,V2 O5 的回收率分别提高 1 4 .68%～1 3 .0 8%和 4.1 3 %～ 6 .97% .SEM及XPS等微观测试结果表明 :添加剂DA 2的作用机理为加速铁氧化物还原 ,促进铁晶粒的长大 ,降低还原球团中MFe与TiO2 晶粒嵌布的紧密程度 ,从而强化了铁与钒钛的磁选分离     

磁铁精矿的无碳烧结

为了实现磁铁精矿的无碳烧结,从质量、保护气氛（N2）和Fe3O4添加量对磁铁精矿微波烧结的影响3个方面进行了研究．结果表明2采用相同试样碱度（CaO／SiO2=2．5）和微波加热条件（1000W、2．45GHz、20min）,试样中心温度会随着试样质量增加而逐渐降低;在相同的微波加热条件下,采用保护气氛,同无保护气氛相比,同一试样的温度没有提高;相同微波加热条件下加热同碱度（CaO／SiO2=2．5）的磁铁精矿试样100g,试样中Fe3O4添加量越多,微波烧结过程中液相出现得越少,越不利于磁铁精矿的烧结．     

MgO对以细磁铁精矿为主的低硅烧结的影响

研究了MgO对以细磁铁精矿为主的低硅烧结的影响. 烧结试验结果表明: 当烧结矿中MgO含量从1.4%增加到2.3%时, 烧结速度从22.61 mm/min减慢到19.48 mm/min, 利用系数从2.031 t/(m2·h)降低到1.629 t/(m2·h). 显微结构分析结果表明: 当烧结矿中MgO含量为1.4%时, 细粒磁铁矿氧化形成的隐晶质-微晶质和圆粒状赤铁矿较多, 熔蚀状的铁酸钙多, 而条状、针状的铁酸钙较少, 铁酸钙和铁酸镁结晶粒度细小;当MgO含量为2.3%时, 形成较多的条状铁酸钙和较少的熔蚀状铁酸钙, 烧结矿中的铁酸镁、镁铁橄榄石等矿物增加, 且块状晶粒粗大. 在烧结过程中MgO矿化速度较慢, 需要较高烧结温度和较长高温保持时间.     

铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响

研究了铝粉对钒钛磁铁精矿碳热还原及熔分过程的影响。结果表明：添加铝粉能提高钒钛磁铁精矿碳热还原反应速率。铝粉添加量越大,还原反应越快。在还原反应过程中,铝热还原反应的发生放出了大量热量,并在其反应界面周围形成局部高温,从而强化碳热还原反应过程,同时促进新生金属铁聚集长大。添加1%铝粉可稍微改善渣金分离;当铝粉添加量大于2%时,由于TiC的生成,渣的流动性变差,渣铁分离效果恶化。     

高镁型钒钛磁铁矿的烧结实验研究

以MgO含量为3.73%高镁型钒钛矿为主,通过配加普通钒钛矿、澳矿进行了二元碱度R2对MgO含量为3.3%混合矿烧结过程和烧结矿性能影响实验研究。结果表明,在烧结过程方面,二元碱度R2对烧结过程的垂直烧结速度、利用系数有一定的影响,而对烧结过程中的成品率、转鼓指数影响较大;在烧结矿性能方面,二元碱度R2对烧结矿冶金性能都有一定影响,特别是对烧结矿的中温还原性以及RDI-3.15指标影响较大。     

钒钛磁铁精矿分流制粒烧结中碱度的影响

分流制粒烧结是一种新的烧结工艺,即将铁精矿分别制成高碱度物料和酸性球,再混入燃料和返矿进行烧结的方法.针对碱度进行了实验室研究,以确定新的工艺参数.结果表明:碱度较低时,烧结矿黏结相以硅酸二钙和玻璃质为主,烧结矿质量较好;随着碱度升高,钙钛矿含量增加,对烧结矿冶金性能破坏性很大.TiO2完全生成钙钛矿后,碱度达到2.02时,铁酸钙含量增加很多,烧结矿液相遮盖了球团矿,烧结矿产量提高,冶金性能得到改善.     

南非PMC钒钛精矿基础性能及对烧结过程的影响

本研究的目的是在查明南非PMC钒钛磁铁精矿物化性能基础上,研究配加PMC精矿对烧结产质量指标的影响。通过化学分析、X射线衍射分析、激光粒度分析、扫描电镜能谱分析等,分别研究了PMC精矿的化学成分、物相组成、粒度分布和颗粒形貌;进而采用烧结杯试验,考查了配加PMC精矿后利用系数、固体燃耗、转鼓指数等主要技术经济指标的变化规律,并结合烧结矿微观结构,揭示了PMC精矿对烧结过程的影响机制。研究表明,PMC钒钛磁铁矿铁含量高达63.46%,脉石含量较低,具有较高的利用价值;其物相主要为磁铁矿,粒度较细;配加10% PMC精矿后恶化了烧结过程,利用系数、转鼓指数均明显降低,固体燃耗上升。其原因主要是PMC精矿烧结性能较差,烧结过程液相生成不足,影响了烧结矿强度,且钙钛矿的生成破坏了液相的粘结作用和烧结矿良好的微观结构。     

高铬型钒钛磁铁矿烧结试验

在高铬型钒钛磁铁矿基础特性研究的基础上,进行了配矿优化和烧结杯试验,并对烧结产物进行显微分析.结果表明,该矿烧结基本特性差,随着配比的提高,垂直烧结速度和产品转鼓指数下降,成品率和利用系数先升后降.另外,显微结构分析表明,高铬型钒钛烧结矿矿物组成主要有磁铁矿、赤铁矿、钙钛矿、铁酸钙、硅酸二钙和玻璃质.随着该矿配比的提高,烧结矿中铁酸钙、硅酸二钙含量降低,钙钛矿及玻璃相含量增加,液相量不足.因此,在实际生产中,该矿配比宜控制在10%~20%之间.     

DMF铁矿粉在含铬型钒钛混合料烧结中的应用

对一种低品位廉价赤铁粉(DMF粉)配加在含铬型钒钛混合料中烧结的可行性进行了研究.通过微型烧结装置和熔点测定仪对DMF粉的液相流动性和溶化特性进行了分析.结果表明,DMF粉液相流动性好,液相开始生成温度ts及有效液相终止温度tf较低,溶化区间t较宽,溶化时间τm充分,安全液相量的生成速度较小(0.125 mm/min),可弥补含铬型钒钛烧结矿液相量的不足,实现优化配矿.烧结杯实验结果表明,配加10%DMF粉的含铬型钒钛烧结矿各项指标均较好,且有利于高炉的稳定顺行.     

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.