钒钛磁铁矿尾矿含碳球团强度性能研究

以攀枝花钒钛磁铁矿尾矿为原料,聚乙烯醇为黏结剂,研究了粒度组成、水分含量、压力、聚乙烯醇含量、配碳量等因素对尾矿含碳球团强度的影响。研究表明:球团强度随粒度细化和水分含量提高呈先升后降,随PVA含量的增加而逐步提高;随压力升高,抗压强度呈"N"字型变化,落下强度先升后降;随配碳量的提高,抗压强度先升后降,落下强度逐渐降低。获得了制备钒钛磁铁矿尾矿含碳球团的优化工艺参数为:-75μm占40%,水分含量8%,压力8 MPa,PVA含量0.6%,配碳量15%。在此条件下制得球团的抗压强度185.4 N,落下强度42.5次,完全满足工业生产中对球团强度的要求。     

优化球团原料的配矿

为了获得低成本、质量好的球团矿产品,以两种铁精矿粉（低铁高硅磁铁矿和高铁低硅磁铁矿）和一种膨润土为原料,以生球落下强度、抗压强度以及焙烧后成品球团抗压强度为评价指标,在相同造球工艺和膨润土加入量的条件下,研究两种质量不同的铁精矿混合配料造球对球团性能的影响。研究表明,随着低铁高硅矿配比的增加,生球落下强度、抗压强度以及焙烧后成品球团抗压强度均随之降低。通过优化配矿,当低铁高硅矿配比达40%时,生球的落下强度达到3次以上,抗压强度达20N以上,焙烧后抗压强度为3850N,完全满足生产要求。     

MgO含量和来源对球团焙烧特性及冶金性能的影响

分别以5种不同的含镁添加剂（高镁磁铁矿、镁橄榄石、白云石、菱镁石和氧化镁粉）制备镁质球团,阐述MgO含量和来源对磁铁矿球团焙烧特性及冶金性能的影响。研究结果表明:不同的含镁添加剂对于生球的落下强度有着一定影响,其中氧化镁粉与高镁磁铁矿均能够提高球团的落下强度。相同的预热焙烧制度下,提高MgO含量会增加球团孔隙率,降低预热和焙烧球团的抗压强度,其中白云石对焙烧球团强度的不利影响最小。增加预热球团的氧化度有利于促进镁质焙烧球团固结,提高其抗压强度。在MgO来源相同的情况下,MgO含量的增加会导致球团孔隙的增减,降低了球团强度,而配加不同种类的含镁添加剂,均能不同程度改善球团的还原膨胀性、低温还原粉化性和还原性,其中配加高镁磁铁矿的球团的还原膨胀性和低温还原粉化性均优于于其他含镁球团。      

硫钴精矿含碳球团压力成型试验研究

以攀枝花硫钴精矿为原料,聚乙烯醇为黏结剂,采用单因素试验研究了水分含量、成型压力、硫钴精矿粒度、黏结剂用量等因素对硫钴精矿含碳球团抗压强度和落下强度的影响。结果表明:球团强度随着水分含量的增加先小幅波动后快速提高,随着黏结剂用量的增加呈先提高后降低的趋势,随着压强(成型压力建议前后一致)的增大和粒度的细化呈"N"字形变化。得出优化的硫钴精矿含碳球团制备工艺参数为:矿煤质量比5∶1,水分含量12%,成型压力6 MPa,黏结剂用量0.6%,硫钴精矿粒度-200目(74μm)占75%。此条件下制备的硫钴精矿含碳球团生球团的抗压强度为192.6 N/球,落下强度为28.4次/球;干球团的抗压强度为348.2 N/球,落下强度为57.2次/球。     

新型复合粘结剂提高生球质量的作用机理及构效关系

降低膨润土用量是提高球团品位、实现节能减排的有效途径之一。基于新型高效复合粘结剂,通过生球制备、线性拟合分析、生球力学特征分析等手段研究了复合粘结剂对生球质量的影响规律及与重要指标的构效关系,阐明了复合粘结剂提高生球质量的作用机理。结果表明:配比（质量分数）为1.2%膨润土+0.028%有机粘结剂的复合粘结剂球团,落下强度（0.5 m高度落下次数）达到6.2、平均抗压强度达到14.5 N、爆裂温度达到542 ℃,与2.0%膨润土球团相比,生球质量相近,但膨润土消耗减少40%;基于构效关系分析,有机粘结剂对生球落下强度、爆裂温度作用显著,膨润土对干球强度影响更大;有机粘结剂通过增强颗粒的亲水性、毛细力和黏性力强化了生球落下强度,干燥时在表层形成少量孔隙,有利于球团内水分的排出,提高了生球爆裂温度,干燥后以固态连接桥的形式强化干球强度,但是孔隙的位点和尺寸可能会降低干球强度,因此,对干球强度起决定性作用的是膨润土,有机粘结剂对干球强度的影响呈现多面性。      

球团法处理转炉泥的试验研究

分析了广西某企业转炉泥的利用现状,研究了淀粉、石灰、黏结剂A及含量对球团的抗压强度及落下强度的影响。研究表明:黏结剂A含量为3%时,球团抗压强度为265 N,落下强度为13次/个。球团法很好的拓展了转炉泥的使用途径,使当地企业废弃物资源得到更好的循环利用,减轻了废弃物对环境的污染。     

球团强度对回转窑内铁收得率的影响

在实验室Х８００ｍｍ回转窑火力模型上进行了球团强度对直接还原回转窑产品铁收得率影响的试验研究。研究结果表明：球团强度对回转窑内铁的收得率有重大影响，入窑前球团的抗压强度和转鼓强度（耐磨强度）是影响回转窑铁收得率的主要因素。     

用煤泥作还原剂制备褐铁矿含碳球团

为确定低品位褐铁矿制备含碳球团的最佳工艺参数,以煤泥为还原剂,湿球落下强度和干球抗压强度为评价指标,探索了煤泥添加量、原矿粒度、水用量、成球压力、膨润土用量对含碳球团强度的影响。结果表明:球团强度因煤泥种类不同而有一定差异,在煤泥B加入量为25%,原矿粒度-0.074 mm含量占76%、水用量为4%、成球压力为10 MPa、膨润土用量为4%条件下,可以获得湿球落下强度7.3次/P,干球抗压强度197.6N/P的冷固结含碳球团。煤泥的高灰分、高黏性有利于提高冷固结球团强度且利用废弃物煤泥作为还原剂再利用,可减少污染,提高经济效益。     

悬浮磁化焙烧精矿对氧化球团抗压强度的影响

通过造球及球团焙烧实验对悬浮精矿球团生球性能及焙烧性能进行分析,并结合光学显微镜及扫描电子显微镜,探讨了悬浮精矿球团的显微形貌特征.结果表明:随着悬浮精矿配比增加,生球落下强度和抗压强度均逐渐提高,悬浮配比为30％时,落下强度和抗压强度分别达到4.7次/(0.5 m)和14.3 N/个,爆裂温度降至635℃;预热球和焙...     

微硅粉-碎硅石粉复合球团粒度组成对球团性能的影响

工业硅企业生产中产生大量微硅粉和碎硅石废弃物，通过制备微硅粉-碎硅石粉复合球团返炉冶炼，可以提高工业硅生产资源利用率，达到降本增效的目的。本文通过控制微硅粉-碎硅石粉复合球团的粒度组成来改善球团强度，最终得到强度满足生产要求的球团。当球团中微硅粉含量占比40%的优化条件下，微硅粉-碎硅石粉复合球团干球团落下强度15.5次，抗压强度2 197 N,热球团落下强度15.4次，抗压强度1 703 N。复合球团性能优越，满足生产要求。     

内配碳红土镍矿球团制备工艺

以红土镍矿作为原料,煤粉作为还原剂,氧化钙作为熔剂,配加一定量的黏结剂和水,经对辊压球机压制成含碳球团.对红土镍矿的成球特性进行了研究,考察了还原剂、水分和黏结剂等因素对球团强度的影响.结果表明:红土矿粉本身具有较好的成球特性,在不加入黏结剂的条件下,球团仍具有一定的强度;较细粒度的煤粉会降低球团的强度,适宜含量的较粗粒度的煤粉能提高球团的强度;随着水分加入量的提高,球团的抗压强度逐渐提高,当水的质量分数为18%时,其抗压强度达到最大值,若水分继续增加,抗压强度呈现下降的趋势;球团的落下强度随着水量的增加而升高;随着膨润土用量的增加,球团强度有明显的提高,当膨润土的质量分数为2%时球团强度达到最大值,随着膨润土用量的进一步提高,球团强度略微下降,且膨润土中含有较高含量的SiO₂和Al₂O₃,会降低球团有用元素的品位,因此用量不宜过高.     

磷矿粉球团冷固结成型试验及机械性能的影响因素

针对磷矿粉矿无法直接入炉冶炼黄磷的问题,本文采用磷矿粉冷固结成型方法来制备磷矿粉球团,研究黏结剂用量、水分添加量、成型压力和烧结温度对磷矿粉球团落下强度和抗压强度的影响。研究结果表明：球团的抗压强度和落下强度随黏结剂用量的增加而升高,随成型压力的增加呈现先升高后降低,随水分质量分数的增加呈现先升高后降低,抗压强度随着烧结温度的升高而升高;在黏结剂用量为0.4%、水分质量分数为8%、成型压力为11 MPa条件下制备的磷矿粉生球团的抗压强度可达148.46 N/P,落下强度达46次/(0.5 m);在1 200℃下烧结2 h后,磷矿球团的抗压强度可达966 N/P,且经跌落破碎后无粉化现象。本文旨在弥补富磷矿块矿资源的不足,并为进一步促进磷矿粉矿在黄磷生产中的应用提供参考。     

球团中配入轧钢粉尘的试验研究

为绿色应用鞍钢轧钢粉尘（又称铁红）资源,进行了球团中配加轧钢铁红的实验室研究及配入轧钢铁红的球团矿机理研究。结果表明：当膨润土配比一定时,生球落下强度、生球抗压强度和干球抗压强度均随铁红配比增加而降低,还原膨胀率略有增加;若保证相同的生球落下强度,球团每增加1%的铁红配比,皂土配比需相应增加0.12个百分点。由于铁红的连晶能力较强,球团内部磁铁矿连晶能力增强,孔洞和裂隙减少,成品球的抗压强度提高。     

硅镁型红土镍矿球团焙烧固结机制研究

针对红土镍矿在焙烧过程中物相转变及固结机制问题,对原矿进行了化学成分、X射线衍射(XRD)分析,得知红土镍矿主要以Fe2O3和单斜形蛇纹石矿物为主,另外含有部分十字沸石和利蛇纹石;通过热重(TG)、差热(DTA)测试,得到了在焙烧过程中,自然水、结晶水及羟基分别在195,293和612℃被脱除,在830℃时,部分硅酸盐发生物相转变;并用Factsage软件对红土矿在加热过程中液相的产生量进行了理论计算,当焙烧温度为1220℃时红土矿球团开始产生液相.在实验室中,利用箱式电阻炉进行球团焙烧实验,结果表明,焙烧球团的抗压强度和落下强度随着焙烧温度和时间的增加而增大,焙烧温度低于1200℃时,球团依靠固相反应和再结晶固结,抗压强度及落下强度较低;焙烧温度达到1300℃时,红土矿会产生34％的液相,冷却后使球团固结,抗压强度和落下强度大大增加;当焙烧温度一定时,球团抗压强度和落下强度随焙烧时间的延长而增加,但是球团的强度增加幅度较小.     

双层结构对提高含碳球团强度的影响

为了提高含碳球团强度,提出了内层为含碳球团,外层为精矿粉的双层结构复合含碳球团新工艺.研究了不同外层厚度球团的强度和金属化率,分析了球团强度形成的机理.研究结果表明:外层厚度适中的复合含碳球团强度能得到有效提高.该复合球团生球落下强度为普通含碳球团的2倍,400℃预热球抗压强度可达147.6N/个.900℃后,随着温度的增加,球团抗压强度提高,1150℃恒温还原30 min后抗压强度为2 080 N/个.且研究发现复合含碳球团能有效提高碳素利用率,C/O物质的量之比nC/nO为2∶3的复合球团还原后金属化率可达93.90％,其中外层金属化率为92.46％.通过显微结构分析,发现球团还原后外层生成了致密的金属铁外壳,这种外壳的独特力学性能是球团强度提高的主要原因.     

程潮磁铁精矿配加除尘灰的成球性能研究

研究了程潮铁矿球团除尘灰的理化性质,以及除尘灰配比对生球质量与成品球抗压强度的影响。结果表明:随着除尘灰配用量增加,生球落下强度、抗压强度和爆裂温度以及成品球抗压强度都呈降低的趋势。从造球性能以及生球、成品球质量考虑,除尘灰的最大添加量不宜超过4%,此时,生球落下强度和抗压强度分别可达到4.6次/0.5 m和12.1 N/个,爆裂温度为580℃,成品球抗压强度可达到1842 N/个,基本满足球团生产要求。     

不同精矿制备球团矿预热焙烧性能对比分析

为探究不同精矿对球团矿预热焙烧性能的影响,本文选取澳精矿、乌精矿、秘鲁精矿和智利精矿4种精矿粉制备球团矿,通过分别测定铁精矿成球性指数、生球落下强度、生球含水量、生球抗压强度、熟球抗压强度等指标,并对比分析这4种进口精矿粉制备球团矿的预热焙烧性能,最后根据铁精矿成球性指数提出一种新的配矿思路。试验结果表明:澳精矿球团的生球抗压强度为12.3 N/P,熟球抗压强度为3 030 N/P,为4种单矿球团中最高;智利精矿球团的生球落下强度最高达3.3次/(0.5 m),熟球抗压强度为2 269 N/P,为4种单矿球团中最低,这表明赤铁矿连晶的强度最差。在50%智利精矿分别配加50%的澳精矿、乌精矿、秘鲁精矿的条件下,不仅能够提高混合矿粉的TFe质量分数和成球性指数等指标,还能够极大提升球团矿的生球抗压强度与熟球抗压强度。     

球团配加细磨麦克粉的试验研究

目前,随着球团在高炉中入炉比例的逐渐增加,拓展球团用矿粉资源具有重要的意义。研究了烧结用麦克富矿粉细磨后用于球团时对球团生球性能及成品球质量的影响。试验结果表明,随着细磨麦克粉配比的增加,造球、生球落下强度和抗压强度有改善趋势,爆裂温度有所下降;成品球团矿的抗压强度逐渐下降,提高焙烧温度后,在1270℃焙烧时,成品球抗压强度能达到2500N/P;配加细磨麦克粉对球团还原度和低温还原粉化率影响不大,且有利于降低还原膨胀率。综合来看,球团生产过程中配加不超过30%的麦克粉在技术上可行。     

含铁固体废弃物冷固球团强度的影响因素

为提高冷固球团强度，以含铁固体废弃物为原料，研究了黏结剂、原料含水的质量分数、成形压力、原料粒度和干燥制度等因素对冷固球团抗压强度和落下强度的影响。结果表明，配加不同黏结剂制得的冷固球团强度明显不同，且当黏结剂配比由1%增加至5%时，冷固球团的强度随之增加；冷固球团的强度先随原料含水质量分数的增加而增加，当原料含水质量分数增加至8%后，冷固球团的强度随着原料含水质量分数的增加而降低；冷固球团的强度先随成形压力的增加而增加，当成形压力增加至13 MPa后，冷固球团的强度随着成形压力的增加而降低；适宜的原料粒度组成会使冷固球团强度得到增强，干燥制度也对冷固球团的强度有一定影响。     

粘结剂对尘泥含碳球团干球强度的影响

在检测分析各种原料物化特性的基础之上,研究了配加不同种类、配比的粘结剂对尘泥含碳球团生球以及干球强度的影响。结果表明,当消石灰配入量为2.0%时,生球的抗压强度和落下强度分别能达到16.40 N/个和6.2次/0.5 m,干球的抗压强度和落下强度分别能达到59.34 N/个和2.1次/0.5 m。参照某转底炉现场生产使用的原料配比,用成球性较好的转炉泥替代成球性较差的机头灰,同时用2.0%消石灰代替2.0%膨润土作粘结剂时,生球、干球的抗压强度和落下强度均得到提高。