Direct reduction of carburized pre-reduced pellets by microwave heating简

A new iron-making process using carburized pre-reduced iron ore pellets and microwave heating is investigated. The pre-reduced pellets, with a porous structure, and fine particles are carburized homogeneously at 400-650 ℃ in a CO atmosphere. The carburized carbon not only acts reaction as a reduction agent, but also absorbs microwave in the reduction process. Hence, the carburized pre-reduced pellets can be rapidly reduced by microwave heating. There are three procedures involved in the process, namely, gas-based pre-reduction, low-temperatttre carburization and deep reduction by microwave heating. Carburized pre-reduced iron ore pellets show a rapid temperature rise that is twice as fast as the results for pre-reduced pellets in the laboratory. This not only improves the efficiency of the microwave heating, but also accelerates the reduction of iron oxides. The temperature of the pre-reduced pellets rises to 1050 ℃ in 45 min when the carburization rate is 2.02%, and the metallization rate and compressive strength reach 94.24% and 1725 N/pellet, respectively.     

我国低品位铁矿利用现状及新工艺的优势与工业试验

根据我国低品位铁矿资源储量及分布状况,结合国内该资源利用技术现状,指出目前国内低品位铁矿资源开发利用技术不足之处,提出发展低品位铁矿高效合理利用新技术的必要性和紧迫性。本文对传统的回转窑直接还原工艺进行创新改进,提出一种低品位铁矿内配碳小球团低温快速直接还原新工艺并成功用于工业试验。该工艺是将低品位赤铁矿粉配加粘结剂及添加剂制成3mm～8mm的内配碳小球团,利用回转窑烟气余热将其脱除部分水分后直接入回转窑直接还原,在高温段还原温度为980℃～1050℃的回转窑内总还原时间90min～120min后得到金属化率较高的直接还原铁,直接还原铁再经过磨矿-磁选得到较高品位的铁精矿。由于工艺的主要特点为低温和快速还原,单位还原球团的能耗仅为356kg标煤,远低于目前常规回转窑和转底炉工艺,同时也使回转窑处理能力得到大幅提升,为我国低品位铁矿高效、合理开发利用提供保障。     

磨矿过程对某还原球团中金属铁的氧化及后续磁选的影响

以湖南某低品位赤铁矿石低温快速直接还原球团为对象,通过弱磁选、激光粒度分析、SEM、XRD和XPS等技术手段研究了磨矿过程对球团中金属铁的氧化及后续磁选的影响。研究结果表明：①直接还原球团铁品位为31.18%,金属铁含量为26.45%,金属化率达到84.83%,SiO₂含量为43.63%,金属铁多为集合体,呈蠕虫状或星点状分散于脉石矿物中,结晶粒度微细,粒径一般为10～30 μm,最大为400 μm。②延长磨矿时间,磨矿产品中铁的金属化率明显下降,磨矿10 min时铁的金属化率为82.24%,磨矿40 min时铁的金属化率降至71.67%;磁选精矿铁品位先大幅度上升后小幅下降,铁回收率先小幅上升后明显下降,铁金属化率明显下降;磁选精矿平均体积粒径、D50、D10均呈先快后慢的下降趋势,金属铁的单体解离度呈先快后慢的上升趋势;磨矿10 min时磁选精矿铁的金属化率为81.10%,磨矿40 min时铁的金属化率降至62.99%。③延长磨矿时间,磨矿产品中金属铁的衍射峰减弱,Fe₃O₄的衍射峰从无到有,从弱到强。Fe 2p3/2轨道结合能随着磨矿时间的延长而升高,金属铁颗粒表面的氧化程度加深。④SEM-EDS分析表明,磁选精矿金属铁颗粒表面与氧发生了结合,且磨矿时间越长氧含量越高,絮状含铁区域也呈现这样的特征。综上所述,还原球团中的金属铁在磨矿过程会发生氧化,且磨矿时间越长氧化程度越高。     

除尘灰润磨预处理对其所制球团质量的影响

除尘灰因经过高温处理,具有孔隙发达、表面粗糙、疏水性强等特点,使得采用常规方法造球时,球团性能指标低。为提高球团性能,采用润磨工艺对除尘灰进行预处理。结果表明,当润磨时间为9 min时,与未进行润磨处理比较,生球落下强度和抗压强度分别从9.2次、20.09 N/个提高到30.5次、30.78 N/个,干球落下强度和抗压强度分别从0.7次、52.44 N/个提高至2.1次、86.42N/个,群落粉化率从18.42%降低至5.23%。润磨后的除尘灰微细颗粒含量增加,比表面积增大,造球时母球发生兼并聚集的可能性降低,母球更趋向于吸收微细粒粉料而逐渐长大,所制球团质量高。     

某褐铁矿微波磁化焙烧-弱磁选试验

以河南义马褐煤为还原剂,对印尼某褐铁矿进行微波磁化焙烧-弱磁选试验,主要考察了焙烧时间、焙烧矿磨矿细度及磁场强度对精矿指标的影响。试验结果表明：在还原剂配加量为5.4%、微波功率为1 kW的固定条件下,当焙烧时间为45 min（终点温度840 ℃）、焙烧矿磨矿细度为-200目占97.17%（-325目占82.03%,-400目占64.15%）、磁场强度为150 kA/m时,可获得铁品位为57.28%、铁回收率为83.95%的铁精矿。试验中发现,微波焙烧产品可以很容易就被磨得很细。     

预氧化强化印尼海砂矿还原分离及机理研究

以印尼某海砂矿为研究对象,采用光学显微镜、SEM-EDS、X射线衍射等分析测试手段,研究了预氧化对海砂矿原料特性及其固态还原分离行为的影响。结果表明,海砂矿结构致密、组元分布相对均匀; 预氧化破坏了其致密状态,形成疏松多孔结构,促进了钛磁铁矿和钛铁矿物相向钛赤铁矿和铁板钛矿的转变,同时使V、Ti局部预富集,有助于改善海砂矿还原分离性能。海砂矿经1 100 ℃预氧化90 min后,在C/Fe比0.6、还原温度1 350 ℃、还原时间60 min条件下还原,可获得金属化率93.87%的还原产物,还原产物经磨选分离可获得Fe品位90.90%、回收率93.47%的磁性产物以及TiO₂品位32.10%和回收率91.51%、V₂O₅品位2.04%和回收率91.04%的非磁性产物。     

气基还原过程中球团热装对强度的影响

以铁精矿预热球团和冷装球团为对象,研究了气基还原过程中球团强度的变化规律及改善方法。研究表明,在黏结剂等量添加的情况下,球团热装有利于提高气基还原过程中的球团强度;黏结剂添加量越高球团的强度也越高;热装球团还原速度慢于冷装,添加1.5%F黏结剂的球团,冷、热装还原30 min时的还原度分别为95%和90%左右。     

低品位铁矿石内配煤球团的回转窑脱水工艺研究

内配煤球团在进入回转窑还原前通常需要在圆筒中进行干燥,以增强入窑球团的强度。为了获得较高性能的干燥球团,对影响干燥球团性能的主要因素进行了研究。结果表明:(1)湖南某低品位铁矿石(-0.074 mm占95.66%)与某神木煤粉(-0.074 mm占83.47%)在碳铁质量比为0.3,膨润土添加量为1%(占铁矿粉+内配煤+膨润土的质量分数),钠盐添加量为3%(与铁矿粉+内配煤的质量比)的情况下制得粒径为5~8 mm、含水量为11.8%的内配煤球团,在内径(装料部分)为150 mm(转速为2.3 r/min)的回转管中进行脱水,适宜的回转管填充率为30%,升温速率为45℃/min,干燥球团的残余水分为7.8%,对应的干燥球团抗压强度为21.76 N/个、落下强度为5.5次/0.5 m,干燥粉化率为1.52%,群落粉化率为1.57%。(2)以实验室试验结果为依据的干燥球团在煤基回转窑中进行直接还原(温度为960℃、有效还原时间为24 min)工业试验,获得了性能指标更优(落下强度为15.70次/0.5 m,抗压强度为23.37 N/个,烘干粉化率为0.82%)的干燥球团,焙烧球团铁的金属化率达83.10%。(3)焙烧球团在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行1次湿式弱磁选(磁场强度为180 k A/m),可获得铁品位达80.33%、铁回收率为78.20%的精矿。