细粒磁铁精矿球团孔隙结构的优化研究

针对-10 μm粒级含量32.63%、比表面积2 980 cm²/g的细粒磁铁精矿,通过有机粘结剂取代部分膨润土优化细粒磁铁精矿球团的孔隙结构,从而改善了生球及成品球质量。相比单独添加1.75%的膨润土球团,配加0.05%的有机粘结剂使膨润土用量降低至0.8%,由于有机粘结剂使小颗粒团聚成较大的颗粒,使得生球的孔隙率从16.68%提高到23.15%,球团爆裂温度从370 ℃提高到500 ℃;且预热过程球团的氧化率从67.48%提高到79.08%,球团均匀氧化避免了球团焙烧时形成双层结构;同时焙烧球孔隙率从12.33%提高到16.83%,使得球团还原度从56.8%提高到69.7%。有机粘结剂部分取代膨润土成功解决了细粒磁铁精矿球团孔隙率低导致的爆裂温度低、氧化速度慢、还原性能差等问题。     

高压辊磨预处理磁铁精矿制备氧化球团

研究了磁铁精矿高压辊磨预处理对生球性能、球团预热及焙烧性能的影响。研究表明：磁铁精矿高压辊磨预处理可显著改善原料的造球性能和球团品位,有效提高生球落下强度和抗压强度,但对预热球和焙烧球抗压强度提高作用不明显。高压辊磨预处理后,微细颗粒含量的增加,所制备的球团孔隙度降低,磁铁精矿球团预热焙烧过程中,磁铁矿氧化反应与固相结晶反应相互制约,是其对磁铁精矿球团预热及焙烧性能的改善作用不大的主要原因。     

硫酸渣磁铁精矿球团试验研究

对某地低品位硫酸渣经还原焙烧-磁选所得磁铁精矿进行了球团试验研究, 结果表明, 该磁铁精矿添加1.5%的湖泗膨润土, 在造球时间10 min、生球水分16.8%的条件下, 得到生球落下强度5.3 次/0.5 m、抗压强度31.55 N/个、爆裂温度435 ℃的良好指标; 球团在预热温度900 ℃、预热时间10 min、焙烧温度1 200 ℃、焙烧时间15 min的条件下固结, 成品球团抗压强度可到达2 871 N/个, 还原度为83.38%, 还原膨胀指数为17.86%, 低温还原粉化指数RDI_-3.15 6.12%。研究结果证明, 使用该磁铁矿完全能生产出可供高炉使用的优质氧化球团, 既扩大了钢铁企业原料来源, 又综合利用了硫酸渣中的铁资源, 具有重大的环保效益。     

钒钛磁铁精矿铁钒钛综合利用新流程

对攀西地区太和铁矿所产的钒钛磁铁精矿,采用冷固球团直接还原—磨矿磁选的新流程成功实现了Ｆｅ／Ｖ、Ｔｉ的有效分离。还原前铁精矿品位为ＴＦｅ５２．４７％,ＴｉＯ２１３．４２％,Ｖ２Ｏ５０．５９５％,经还原—分选后,磁性产物品位为ＴＦｅ９１．２５％（ηＦｅ９８．６３％）、ＴｉＯ２４．２１％,Ｖ２Ｏ５０．２２％,铁回收率为９２．２４％,经压团后可作为电炉炼钢的优质炉料;非磁性物品位ＴＦｅ１６．３５％、ＴｉＯ２４５．７４％、Ｖ２Ｏ５１．９４％,Ｖ２Ｏ５及ＴｉＯ２回收率分别为８２．６５％和８０．８８％,可作为提钒钛的优质原料或直接作为钛精矿销售,钒钛回收率分别比传统长流程提高１８％和８０％。实现Ｆｅ／Ｖ、Ｔｉ有效分离的关键在于采用冷固球团直接还原专利技术及球团内添加高效添加剂。     

巴西卡拉加斯赤铁矿球团还原膨胀性能研究

从配加磁铁精矿及添加剂、调整碱度以及siO2含量等角度，对卡拉加斯赤铁矿球团的还原膨胀性能进行了研究。结果表明：单一卡拉加斯球团矿的还原膨胀率为15．64％，在磁铁精矿配比低于50％时，配入磁铁精矿不能降低其还原膨胀率；添加蛇纹石可使球团矿还原膨胀率降低，而轻烧白云石或白云石则使球团矿变为异常膨胀；当碱度在0．8以下时，球团矿的还原膨胀率随碱度的增加而升高，但当碱度为1．2时，球团矿还原膨胀率迅速下降至10．54％；随着球团矿中siO2含量的增加，球团矿的还原膨胀率基本上呈降低趋势。     

某高品位磁铁精矿球团预热-煤基直接还原研究

为了了解高品位铁精矿球团的预热及煤基直接还原特性,以某高品位磁铁精矿为原料,对添加有机添加剂的球团进行了预热及直接还原工艺条件研究,并对确定条件下的DRI球团进行了性能表征。结果表明：①预热球团的抗压强度随预热时间的延长和预热温度的升高而增大,要获得抗压强度为1 000 N/个的预热球团,1 100 ℃下需预热14 min。②1 100 ℃预热14 min的抗压强度为1 000 N/个的预热球团在C、Fe质量比为1.5,温度为1 100 ℃,时间120 min的条件下进行还原,可获得铁品位为94.12%、金属化率为98.64%的DRI球团。③DRI球团中仅呈现金属铁的衍射峰,中心金属铁互连紧密,金属键桥发育充分,铁晶粒粗大,球团边缘更明显,该有害元素含量极低的特极DRI是冶炼特殊钢、制备粉末冶金铁粉及高纯铁的优质原料。④预热球团具有足够的抗压强度不仅是回转窑安全运行的重要保证,而且对直接还原速率有明显影响,适宜采用1 100 ℃预热14 min抗压强度为1 000 N/个左右的预热球团。     

姑山赤铁精矿配入磁铁精矿生产球团研究及实践

为利用姑山赤铁精矿为原料进行球团生产,通过分析姑山精矿、和睦山精矿和白象山精矿的性质、配制比例、球团精矿化学成分,确定了赤铁精矿配入磁铁精矿的比例不高于13.3%时,姑山精矿二次造浆后配入和睦山精矿或白象山精矿浓密机,浓缩过滤后形成球团精矿,球团精品位大于65.2%,满足球团生产的要求。     

钒钛海砂矿转底炉直接还原研究

针对印尼钒钛海砂选矿后的精矿,采用转底炉直接还原—电炉熔分工艺,先后完成了小型基础试验研究和中试试验。得到最佳的条件是,m（海砂精矿）:m（兰炭）:m（膨润土）:m（有机粘结剂）=100:25:3:1,含碳球团3层（54 mm）,还原温度1 260℃,还原时间30 min,中试得到球团平均金属化率88.63%,球团中剩碳4.81%。将金属化球团热装入300 kVA的直流电炉进行冶炼,得到含钒铁水,铁水中铁品位96.25%,钒品位0.443%,铁与钒回收率分别为99.64%和88.96%,炉渣中TiO₂品位38.86%,钛回收率为98.95%。结果表明,转底炉直接还原—电炉熔分处理海砂精矿技术上可行。      

磁铁精矿高温氧化动力学研究

采用热重分析技术研究了750~900 ℃下磁铁精矿在空气中的氧化动力学。研究结果表明：磁铁精矿自身的氧化速度远远大于其球团的氧化速度,且氧化反应基本在前2 min内完成;比表面积越大,温度越高,磁铁精矿的氧化反应越快;磁铁精矿氧化反应初期受化学反应控制,后期受化学反应和气体内扩散混合控制;根据磁铁精矿的氧化速度和FeO含量,可从一定程度上判断相应生球预热所需时间。     

竖炉配加高硫铁精粉的生产实践及改造

漓铁8 m2竖炉为降低生产成本,预配加20%的高硫铁精粉进行球团生产,但其高硫铁精粉含硫量高达5.0%。 为此针对高硫磁铁精矿成球性差及硫含量高的特点,为有效提高其成球性及脱硫率,对漓铁竖炉球团生产 线的润磨机、造球盘及齿辊进行了改造,在配加高硫磁铁精矿的情况下使成品球能够满足高炉的要求。球 团在焙烧温度为1 200 ℃的条件下,成品球团矿抗压强度可达到2 659 N/个,成品球硫含量仅为0.013%, 结果表明添加了高硫磁铁精矿后的球团矿指标仍然达到了国家标准。     

磁铁矿与赤铁矿在球团矿中合理配比的探讨

针对鞍钢集团矿业公司磁铁矿精矿不能完全满足球团矿的用量要求,采用赤铁矿与磁铁矿的精矿混合配制球团。通过鞍千矿业公司赤铁矿与大孤山选矿厂的铁精矿配比30∶70,从生产指标看能满足生产球团矿的要求。从两种矿物成球机理及球团矿的还原性状与还原反应机理进行了探讨,认为赤铁矿球团中加入石灰石等添加物,在氧化气氛焙烧时,形成CaO.Fe2O3或CaO.S iO2而使生球固结,在1 200℃以内可以制成合格球团。     

润磨预处理改善赤铁矿粉球团矿性能的研究

对1^#、2^#两种细粒度铁矿粉的造球及焙烧性能进行了研究。结果表明, 1^#铁精矿为以赤铁矿为主并含有少量磁铁矿的混合矿粉, 而2^#铁精矿为以磁铁矿为主的铁矿粉。同1^#铁矿粉相比, 2^#铁矿粉容易生产球团矿。1#铁矿粉用于生产球团矿时, 预热焙烧性能较差, 需在较高的预热温度及较长的预热时间下才能获得满足链篦机-回转窑生产要求的预热球。采用润磨预处理工艺可以显著改善1#铁精矿球团预热焙烧性能, 结果表明, 润磨预处理后的1^#铁精矿球团在适宜的预热焙烧工艺制度下, 预热球的强度达到400 N/个以上, 可满足未来工业生产的要求。     

罗河铁矿选矿工艺流程优化

马钢罗河铁矿选矿厂自建成投产以来,存在一段球磨机处理能力不能达到设计要求、弱磁选铁精矿含硫超标、赤铁矿精矿选别指标差、硫精矿中的铜未能回收利用等问题。为解决上述问题,在对选矿厂磨选系统进行全流程考查的基础上,研究了矿石的可磨性特征,参照现场硫浮选、弱磁选、强磁选、重选作业的工艺参数,在实验室进行了选别效果验证试验,并详细研究了含铜硫精矿的铜硫分离工艺。根据研究结果,对选矿厂所存在的突出问题提出了改进措施。在完成磁铁精矿降硫和铜硫分离工艺优化改造后,有望使现场磁铁精矿S含量由0.51%降到0.30%以下;从硫精矿中分离出产率(对硫精矿)为0.82%、Cu品位为17.51%、Cu回收率(对硫精矿)为59.54%的铜精矿。     

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, 在菱铁矿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, 同时由于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0.654 t/(m²·h)、转鼓强度为80.65%和抗压强度为1 762 N/个的球团矿。研究成果为我国菱铁矿和褐铁矿的开发利用提供了新思路。     

镁橄榄石用于铁矿球团的试验研究

应用镁橄榄石粉末，并配以膨润土或新型wkd粘结剂，对武钢大冶铁精矿进行了实验室及工业投笼球团试验。试验研究表明：镁橄榄石粉的添加对生球质量的提高可以起到一定程度的促进作用，但镁橄榄石粉不能完全代替粘结剂，仍然需要与粘结剂配合使用；镁橄榄石粉的添加对造球工艺参数不会造成影响；适当提高焙烧温度是保证球团各项指标合格的关键，其中抗压强度、FeO含量等主要与焙烧温度有关，与镁橄榄石配比无明显关系。另外，冶金性能研究也表明：随着镁橄榄石用量的增加，球团还原度有一定提高，低温还原粉化率、膨胀性能和软熔性能显著改善。     

含铁添加剂代替膨润土对球团矿性能的影响

以某钢厂使用的2种磁铁精粉为原料,分别配加一定比例优等成球性的含铁添加剂代替膨润土,探究含铁添加剂对生球性能、预热球强度及焙烧球强度、还原性和还原膨胀性的影响。结果表明,随着含铁添加剂配比增加,生球抗压和落下强度明显提高,爆裂温度逐渐下降,该添加剂适宜配比为6%~8%,在此区间内,生球落下强度大于4次/(0.5 m),抗压强度大于10 N/个,生球爆裂温度大于600 ℃,焙烧球强度大于2000 N/个,均满足生产要求。显微观察发现,随着含铁添加剂配比增加,球团显微结构中大片Fe2O3晶体区域逐渐变小,焙烧球晶桥连接受阻、晶粒互连程度降低、连晶面积减小,晶体间均匀细小的孔隙逐渐聚集、变大。添加剂配比从4%增加到10%,焙烧球强度从2425.5 N/个降到1890.6 N/个,球团矿还原度从71.46%提高到76.04%,还原膨胀率由11.3%降低到8.1%。Factsage7.1热力学计算结果表明,添加剂配比增加会使球团矿液相生成温度提高,液相生成量减少,当焙烧温度低于1300 ℃时,液相生成量在生产允许范围之内(约低于5%)。     

磁黄铁矿与磁铁矿分离研究

研究了乌拉特后旗欧布乞铁矿磁铁矿和磁黄铁矿的分离技术, 采用阶段磨矿-阶段磁选-二磁精浮选脱硫工艺流程, 可得到铁精矿品位63.50%、含硫0.210%的合格铁精矿。