低品位块矿烧结工艺正交试验优化研究

为了合理利用低品位矿产资源,以褐铁矿、赫章块矿为研究对象,设计四因素三水平正交试验,分别使用褐铁矿、赫章块矿、烧结矿作铺底料,研究了烧结碱度、MgO含量、配碳量对烧结成品率、烧结矿转鼓强度与冶金性能等烧结指标的影响,并获得了优化的烧结工艺参数。验证试验结果表明,选取褐铁矿作烧结铺底料,最佳烧结工艺参数为:烧结碱度2.2、配碳量6.0%、MgO含量1.9%,在此工艺下烧结成品率可以达到72.80%,烧结矿转鼓指数68.01%,低温还原粉化性83.0%,还原性85.08%;在烧结过程中能有效脱除块矿所含结晶水、硫等有害杂质,提高块矿铁品位,冶金性能得到改善,有助于高炉顺行。     

提高烧结矿转鼓强度试验

为了探究原料碱度、水分、配碳量对提高烧结矿转鼓强度的影响以及得到较好烧结指标的烧结矿。在制粒时间6 min,点火温度1050℃,点火时间2 min,点火负压6 kpa,烧结负压10 kpa的试验条件下进行了单因素多水平正交烧结杯试验。研究结果表明:碱度对烧结矿转鼓强度有较大的影响,随着碱度的增加,烧结原料中CaO含量增多,生成的烧结矿中的铁酸钙晶体含量变多,转鼓强度得到提高。配碳量提高过程中转鼓强度呈现先增加后降低趋势,配碳量过高,烧结过程中Fe_2O_3被大量还原,铁酸钙晶体含量降低,鼓强度降低。水分添加过程中,转鼓强度也呈现先增加后降低,水分含量适当时,烧结料层透气性较好,转鼓强度得到提高,水分含量过高,料层透气性变差,烧结阻力增大,转鼓强度降低。综合各试验条件,在碱度配比1.98,配碳量5.5%,水分6.5%时,可得转鼓强度79.5%,成品率86.5%,TFe 56.4%,FeO 8.78%的优质烧结矿。相比原配料制度,在保证TFe品位下,转鼓强度提高5.5%,成品率提高6.0%,FeO含量也得到降低。     

烧结配加PB粉对烧结性能及冶金性能影响的研究

为了提高烧结矿的产量和质量,实验室开展了烧结配加PB粉的试验研究。结果表明：随着PB粉配比的增大,烧结矿的燃耗增加,而转鼓指数与成品率先增加后降低;烧结配加适量的PB粉有助于改善烧结矿的强度,但过量的PB粉配比会使烧结矿强度降低,返矿率升高,最终导致燃耗升高,转鼓指数与成品率降低;随着PB粉配比的增大,烧结矿的高温软熔性能改善,但过量配加导致烧结矿的低温还原粉化率指标变差。因此,烧结矿中PB粉的配加比例宜控制在30%以内。     

高铝烧结矿中MgO的影响研究

通过烧结杯实验, 研究了提高MgO含量对高铝烧结矿生产技术经济指标、烧结矿强度和矿物组成以及冶金性能的影响。结果表明: 高铝烧结矿中MgO含量由2.55%提高到3.21%时, 烧结矿成品率降低了4.77%, 烧结利用系数降低了0.3 t/(m²·h), 转鼓强度降低了4.8%, 气孔率增加, 烧结矿低温还原粉化指数由66.8%提高到72.1%, 还原性未发生明显变化。     

钒钛烧结矿性能及矿物组成和结构的研究

本文通过烧结杯试验、矿相分析等手段研究了钒钛烧结矿和普通烧结矿的冶金性能、矿物组成和结构。研究表明,在碱度和燃料配加相同的条件下,钒钛烧结矿和普通烧结矿的还原性指数基本相同,但钒钛烧结矿冷强度和低温还原粉化指数较低,其转鼓指数比普通烧结矿的转鼓指数低12%～18%;低温还原粉化率(RDI+3.15)仅24.92%,比普通烧结矿低50%。烧结矿矿相分析表明,钒钛烧结矿中含20%～23%钙钛矿,矿物分布不均匀,主要以粒状结构和骸晶结构为主。普通烧结矿基本不含钙钛矿,矿物分布较均匀,以交织熔蚀结构为主。     

几种进口矿粉烧结组配试验研究

通过烧结杯试验研究了3种新进口矿粉的搭配使用对烧结矿的影响,结果表明A混合矿的加入使烧结过程透气性变好,烧结速度增加,成品率及转鼓指数略有降低。由于磁铁矿氧化放热使烧结矿燃耗降低,加入A矿后低温还原粉化指数变好,还原性保持较高水平,综合考虑烧结矿的产量及质量,W混合矿对烧结矿影响不大,适宜配加。     

烧结原料中配加含铁尘泥和石化碱渣实验研究

为了综合利用含铁尘泥和消纳石化碱渣,开展了烧结原料中配加含铁尘泥和石化碱渣烧结杯实验研究。结果表明,配加含铁尘泥和石化碱渣有利于提高垂直烧结速度、利用系数、成品率和转鼓指数,但烧结矿中碱金属、Zn含量增加,TFe含量降低,烧结矿还原性能和低温还原粉化指数有所降低。烧结原料中配加含铁尘泥0.5%、配加石化碱渣0.05%,在满足高炉入炉原料要求的情况下,可实现含铁尘泥的资源综合利用和石化碱渣的消纳。     

MgO对烧结矿质量的影响及MgO与B2O3的交互作用

研究了ＭｇＯ与烧结矿常温强度及冶金性能的关系,以及含硼及含镁物质同时加入烧结混合料时的交互作用。结果表明,ＭｇＯ对烧结矿常温强度的影响承碱度的不同而不同。ＭｇＯ的加入烧结矿软熔性能、抗低温还原粉还原粉化性能改善,还原性变差。在烧结混合料中同时加入含硼及含镁物质时,ＭｇＯ有明显的交互作用规律,ＭｇＯ与Ｂ２Ｏ３相互弥补了各自对烧结矿质量的不利影响。     

新西兰海砂矿烧结性能研究

为探究新西兰海砂矿用于鞍钢烧结生产的可行性, 对比了新西兰海砂矿与鞍钢常用粉矿的烧结基础特性, 同时以鞍钢鲅鱼圈分公司烧结生产条件为基础, 在实验室研究了配加不同比例新西兰海砂矿对烧结指标、烧结矿性能以及高炉渣化学成分的影响。结果表明, 随着新西兰海砂矿配比增加, 烧结矿转鼓强度与成品率均下降, 烧结矿品位与SiO₂含量降低, Al₂O₃与TiO₂含量增加, 还原粉化指标与还原度变差, 分析计算出高炉渣中TiO₂含量会上升。相比于其它常用粉矿, 新西兰海砂矿烧结属性较差, 在鲅鱼圈烧结生产条件下, 综合考虑烧结指标及高炉渣流动性, 建议新西兰海砂矿配比不宜超过10%。     

铺底料改进对烧结性能影响对比试验

通过改变烧结铺底料的粒度组成与铺料厚度,研究其对烧结性能的影响。实验研究表明,在采用20mm厚10~16mm粒度加10mm3mm的高炉返矿作为铺底料时,其综合评价分比基准高4.40分,烧结矿成品率与利用系数略有下降,转鼓指数上升,所以采用该高炉返矿作为铺底料是可行的。     

MgO/Al2O3质量比对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响

为了提高红土镍矿烧结矿的产质量指标,基于热力学分析,查明了MgO/Al₂O₃质量比对高温烧结过程液相量及其黏度的影响;再通过微型烧结试验探讨了镁/铝质量比对烧结矿的物相组成、黏结相强度的影响,阐明其对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响;最后通过烧结杯烧结扩大试验进行了有效性验证。微型烧结试验结果表明,在烧结温度为1 300℃、烧结气氛为5%CO+95%N₂、二元碱度m(CaO)/m(SiO₂)=1.3的条件下,m(MgO)/m(Al₂O₃)=0.5～0.8范围内,黏结相主要由钙镁黄长石和钙镁橄榄石构成,强度超过4 000N/个。烧结杯验证试验表明,镁/铝质量比由0.5提高至0.7时,烧结矿的成品率无明显变化保持在70%左右,但是其转鼓强度由49.73%提高至56.67%,烧结矿的转鼓强度得到有效改善,适宜的镁/铝质量比为0.6～0.7。     

MgO对烧结矿质量的影响及MgO与B_2O_3的交互作用

研究了ＭｇＯ与烧结矿常温强度及冶金性能的关系,以及含硼及含镁物质同时加入烧结混合料时的交互作用。结果表明,ＭｇＯ对烧结矿常温强度的影响随碱度的不同而不同。ＭｇＯ的加入使烧结矿软熔性能、抗低温还原粉化性能改善,还原性变差。在烧结混合料中同时加入含硼及含镁物质时,ＭｇＯ与Ｂ２Ｏ３ 具有明显的交互作用规律,ＭｇＯ与Ｂ２Ｏ３ 相互弥补了各自对烧结矿质量的不利影响。     

含铁粉矿球团化制备工艺研究

金属粉矿球团化后进行冶炼是有效利用宝贵金属矿资源的手段之一。采用自制的新型无机有机复合粘结剂,探索了加热固化制度、粘结剂的加入量对含铁粉矿球团化后抗压力的影响,并进一步探索了该工艺对不同含铁粉矿的适应性。研究结果表明：采用先加热至105 ℃然后保温0.5 h,再连续升温到500 ℃,并保温1 h的加热固化工艺,可使球团试样径向抗压力从1.573 1 kN提高到1.912 2 kN,分析表明这是粉矿中粘土烧结的结果。粘结剂较合适的加入量为12%,此时其抗压力可达1.912 2 kN,球团的转鼓指数可达67%,这能满足实际生产的要求。对不同含铁粉矿的试验研究表明,该工艺对粉矿原料没有特别的要求,具有适应性广的特点。     

烧结气流布料工艺研究

根据流体力学原理并结合烧结现场设计了气流布料装置, 研究了气流速度及物料水分含量等工艺参数对烧结混合料偏析效果的影响。试验结果表明, 对于本研究的物料及气流介质而言, 气流速度为50 m/s时物料的偏析效果最好; 且当物料的水分含量适中时(本研究中为8.5％), 气流更易对物料的偏析效果产生有效影响, 使物料得到较好的偏析效果。烧结杯验证试验结果显示, 气流布料后, 转鼓强度为61.08%, 与普通布料烧结时的转鼓强度61.05%基本一致, 垂直烧结速度及利用系数分别为21.51 mm/min和1.558 t/(m²·h), 较普通布料条件下的20.08 mm/min和1.401t/(m²·h)分别显著提高了7.1%和11.2%; 固体燃耗降低了4.11 kg/t。     

褐铁矿烧结成矿过程工艺矿相学研究

本文针对大宝山褐铁矿原料烧结,利用矿相显微镜查明了不同烧结时间,烧结温度和烧结碱度下各焙烧小团块的矿物组成与显微结构,揭示了褐铁矿烧结矿成矿的机理,找到了生成以针状铁酸钙为主粘结相的褐铁矿烧结矿的适合碱度、烧结温度及烧结时间,为褐铁矿低温烧结新工艺研究提供了理论依据。     

烧结矿出现强度—碱度低凹区的机理研究

叙述了磁铁矿烧结过程中出现强度—碱度低凹区的机理。实验发现 :低凹区的出现不仅与烧结矿矿相组成有关 ,而且与玻璃相化学成分有关。     

半焦作为烧结燃料的特性实验研究

为了降低烧结运行成本、拓宽半焦产业利用途径, 以陕北固体热载体半焦为研究对象, 选取不同的半焦与焦炭配加比进行了烧结杯实验。结果表明, 半焦样品具有低灰低硫、高固定碳的特点, 粒度分布符合烧结要求; 半焦表面存在发达的孔隙结构, 化学活性高, 有利于氧化气氛向正方向进行; 半焦配比达到35%时得到的烧结产品性质较优, 验证实验得到的各指标平均值为：垂直烧结速度23.69 mm/min, 烧结成品率77.0%, 转鼓强度指数66.6%, FeO含量8.63%, 烧结矿品位53.52%。     

鲕状赤铁矿深度还原过程中铁粒生长特征研究

针对国内某种难选鲕状赤铁矿的特点,进行了深度还原试验,对其深度还原过程中铁粒的生长特征进行了研究,探讨了还原温度、还原时间、二元碱度等不同试验因素对焙烧产物中铁粒的聚集、兼并和长大的影响。研究结果表明,提高还原温度和延长还原时间有利于铁颗粒的聚集和长大,过高的二元碱度不利于铁颗粒的兼并和生长。