我国低品位铁矿利用现状及新工艺的优势与工业试验

正(接上期)3.2工艺流程对传统的回转窑直接还原工艺进行创新改进,开发一种新的低品位铁矿内配碳小球团中温快速回转窑直接还原新工艺,将赤铁矿粉制成3mm～8mm的内配碳小球团,利用回转窑烟气余热进行烘干,脱除部分水分后直接入回转窑进行直接还原,在高温段还原温度为900℃～1000℃     

回转窑一步法直接还原铁生产的试验研究

以新疆磁铁精矿为原料,采用一步法直接还原,研究高强度、高还原性预热球团的制备及煤基直接还原的工艺.研究了实验室转鼓模拟回转窑装置中直接还原铁的生产工艺.讨论了配碳比、反应温度、反应时间等工艺参数对金属化率、脱硫率等回转窑直接还原铁的主要质量指标的影响,提出了本试验原料条件下,回转窑生产直接还原铁的最佳工艺参数.研究结果...     

球团配碳比对红土矿直接还原镍铁颗粒长大特性研究

在还原温度1360℃、还原时间3 h、球团氧化钙配比7%的条件下,研究球团配碳比对红土镍矿回转窑直接还原生产粒状镍铁工艺中镍铁颗粒团聚长大的影响。结果表明,球团配碳比最佳值为2,此时还原产物镍铁颗粒粒径80%以上大于1 mm。球团配碳比偏低或偏高都不利于镍铁颗粒的团聚长大。球团配碳比偏低,还原产品无镍铁颗粒生成;球团配碳比偏高,生成的镍铁颗粒粒径过小。     

氧化铅锌矿直接还原实验研究

氧化铅锌矿是一种富含铅、锌和铁的多金属矿产资源,由于其矿相结构复杂,铅、锌品位低,矿泥量大,导致传统的浮选方法难以高效定向分选铅、锌,得到的浮选精矿品位低。回转窑直接还原虽然可以回收铅、锌资源,但存在铁回收率低,设备故障率高,作业率低等问题。为了高效回收氧化铅锌矿中的铁、铅和锌有价金属元素,提出了转底炉直接还原的方法,该方法具有还原温度高、还原速度快、金属回收率高等特点。实验研究了不同工艺参数对氧化铅锌矿含碳球团直接还原的影响关系,得到的最佳工艺参数为:还原温度1 300℃,还原时间30min,碳氧比为1.2,Ca(OH)2的添加量为5%(质量分数)。还原后球团金属化率为95.89%,铅、锌挥发率分别为95.23%和98.56%。     

直接还原生产的发展及其在我国应用前景

本文概述了国内外直接还原生产的发展状况，以及直接还原工艺的最新进展，从我国资源特点和技术开发上看，加快煤基回转窑直接还原，积极发展和推广“一步法”工艺，同时辅以开发低品位铁矿直接还原新工艺来生产直接还原铁，是推动短流程优质钢生产的重要举措。     

铁矾渣直接还原—磁选—反浮选工艺探索

采用配碳球团直接还原铁矾渣得到金属化球团,烟气回收次氧化锌和铅,金属化球团经磨矿磁选得到铁精矿Ⅰ,之后再进行浮硅抑铁反浮选得到铁精矿Ⅱ。研究表明,在碱度为2.5、配碳比为1.4、1 300℃还原30min时,金属化率达到98.47%,铅、锌挥发率分别达到86.25%和98.54%。将金属化球团磨样后在159.2kA/m时磁选效果最好,铁精矿Ⅰ品位为46.66%,铁回收率达到79.79%,经反浮选后得到品位60.30%的铁精矿Ⅱ。     

润磨强化磁铁矿球团一步法直接还原工艺及机理研究

研究了以新疆高品位磁铁精矿为原料,采用预热球团一步法煤基直接还原工艺制取直接还原铁.在造球前通过润磨工艺预处理磁铁精矿,以期提高生球及预热球强度,有效地降低干球粉末率.在磁铁精矿配加1.0%复合粘结剂及润磨4 min的条件下,生球落下强度由未润磨时的3.8次/0.5 m提高到13.7次/0.5 m;润磨后干球＜1 mm粉末率由未润磨时的10.98%降低到2.98%;在预热温度800℃、预热时间10 min时,预热球团抗压强度由未润磨时的466 N/个提高到581 N/个.预热球团直接还原时,采用润磨预处理方案球团的金属化率与无润磨工艺的相差不大,但金属化球团抗压强度远远大于未润磨时的金属化球团,且几乎不产生磁性粉末.通过链箅机-回转窑直接还原扩大试验,所得的直接还原球团铁品位达93.91%、金属化率达95.99%、硫的质量分数低于0.01%、磁性粉末率仅为0.75%～0.96%、还原煤耗为808.5～859.3 kg/t.该直接还原铁是电炉冶炼优质钢和特殊钢的理想原料.     

生物质合成气直接还原铁矿-生物质复合球团炼铁

为了使炼铁工业摆脱对化石能源的依赖及满足越来越严格的环境要求,将生物质能的开发利用与直接还原技术进行集成提出一种新型的绿色炼铁方法.把生物质、铁矿石粉与添加剂混合制取生球团,利用生物质催化气化制备的富氢合成气作为还原剂,生物质的高温燃烧为生球团的预热和预热球团的直接还原提供外加热源.对影响生物质直接还原炼铁的因素,如预热、还原温度及球团粒径进行了研究,发现减小球团粒径、增加预热和还原温度能够提高直接还原铁产品的全铁质量分数及金属化率.当采用品位65.21%的铁精矿为原料,在最优操作条件下(生球团粒径介于8~10 mm之间,900℃预热30 min,1000℃下还原60 min)可制得全铁TFe质量分数为86.1%,金属化率为94.9%的高质量直接还原铁产品.      

含锌电炉粉尘处理的扩大性实验

分析研究了运用配碳球团的直接还原技术处理的电炉粉尘,并完成了实验室扩大性实验;得到了还原焙烧法的合理工艺条件,即碳过量系数为12,还原温度为1〖KG-*9〗150 ℃,料层厚30 mm,加热时间60 min。还原后的球团为半金属化球团,其w(TFe)为50%左右,最高可达54.7%;金属化率60%～70%,最高可达88%;收集的粉尘含氧化锌达90%以上,球团中锌的还原挥发率大于90%,说明用配碳球团的直接还原技术处理含锌电炉粉尘是成功的。     

电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术

中国电炉炼钢的铁源原料由废钢铁料、生铁块、热铁水、直接还原铁等组成。直接还原铁(DRI/HBI)是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向,气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。中国直接还铁的生产仍处于起步时期,2008年产量约60万t,占世界总产量不足1.0%。直接还原铁在中国有广阔的发展前景,以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。     

含锌尘泥中锌铅及碱金属脱除研究

文章考察了不同碳氧比和温度条件下,直接还原过程中的铁还原率、金属化率、还原脱锌和脱铅率、KCl和Na Cl挥发脱除率。通过实验可知,含锌粉尘制备的含碳球团可以脱除锌、铅、钾和钠,同时有效利用粉尘中的碳资源还原铁氧化物得到金属化球团;在1200～1330℃范围内,温度对铁氧化物还原,锌和铅的还原脱除,KCl和Na Cl的挥发脱除影响明显;当粉尘碳氧比为1. 0,还原温度为1300℃,还原时间大于18min时,反应接近最终平衡点,可获得金属化率大于80%,锌铅几乎完全脱除,钾钠脱除率大于90%的金属化球团。     

某低品位铁矿回转窑还原结圈物特性及其形成机制

回转窑结圈一直以来是制约煤基回转窑直接还原工艺发展的重要因素,以某低品位铁矿回转窑还原结圈物为研究对象,深入研究回转窑结圈物的特性及其形成机制.从结圈物的宏观形貌、物化性能、软熔特性和微观结构入手对某低品位铁矿球团回转窑结圈物的特性进行分析,并结合热力学相图、化学物相及能谱分析研究了结圈物的形成机制.结果表明:结圈物由熔融物包裹球团形成,接近窑壁,其熔融包裹物增多,结圈物中MFe、CaO含量明显增大,软熔温度越低;由球团粉末中FeO与SiO₂形成的铁橄榄石及煤灰带入的CaO而形成的钙铁辉石低熔点相是造成结圈的主要原因;低熔点相的存在同时也促进了金属化球团间铁晶粒的相互扩散与迁移,从而加剧了结圈现象.      

温度对红土矿球团直接还原的影响

在还原时间90min、氧化钙配比10%、复合剂配比11%、还原碳配比5%的条件下制成球团进行焙烧、磁选。考察球团还原过程温度的变化对球团产生镍铁颗粒金属化率和镍品位的影响。结果表明:还原的最佳温度1 200～1 250℃,此温度下镍的金属化率达到89%以上、铁的金属化率85%以上。镍的品位达到5%。     

菱铁矿直接还原-低阶煤提质一体化扩大试验

菱铁矿作为中国重要的铁矿资源,因具有"贫、细、杂"的特点,常规选矿工艺无法对其进行有效分选;此外,中国低阶煤通常被用作低级燃料直接燃烧使用,导致大气污染严重。因此,开发复杂难选铁矿石及低阶煤资源高效清洁利用新技术,将具有重要现实意义。以难选的低品位菱铁矿和难利用低阶煤为对象,开展菱铁矿直接还原与低阶煤提质一体化扩大试验研究。以神府烟煤为还原剂,在直接还原温度为1 050℃,时间为120 min,C/Fe质量比为2.50,脱硫剂配比为6%,干式磁选磁场强度为0.15 T,一段磨矿细度小于0.074 mm占50%左右,湿式磁选磁场强度为0.08 T,二段磨矿细度小于0.074 mm占90%左右,磁选磁场强度为0.043 T的条件下,可获得直接还原铁(DRI)粉铁品位91.03%、铁总回收率81.33%的良好指标;同时每吨DRI固定碳质量分数为76.11%的半焦产品产出率为1 340 kg,其质量达到工业及民用燃料兰炭Ⅰ级品标准。在煤基直接还原工艺中一步成功实现低阶煤半焦化提质和铁矿直接还原,不仅可制备电炉炼钢原料,还可以生产新型的清洁燃料半焦。     

铁精矿氧化球团微波加热直接还原新方法

传统加热直接还原具有热效率低、球团"冷中心"和废热废气量大等问题,造成还原时间长、能耗高和污染大。试验利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和清洁干净等优点,以及铁矿球团和无烟煤强的吸波特性,开发了铁矿球团煤基微波竖炉直接还原这一新工艺。研究表明,铁矿球团外配煤粉在1 050℃的微波加热条件下还原焙烧65min,可以获得95.25%的金属化率,同时具有1718.88N/个的抗压强度。与常规加热相比,微波加热还原焙烧的时间可以缩短27.78%,抗压强度增加近1倍,而且还原过程产生的废热废气量很少。     

回转窑焙烧半金属化球团试验

在大量实验室试验的基础上，利用水泥厂回转窑进行了内配碳球团焙烧的工艺试验。通过对成球方式、配煤量、粘结剂用量和焙烧工艺以数进行优化和调整，可以生产出金属铁在25％以上，品位在68％以上，金属化率大于35％的半金属化球团，这说明在回转窑氧化气氛下焙烧内配碳球团是可行的。     

氢基竖炉直接还原技术研究现状及展望

概述了国内外氢基竖炉直接还原工艺的发展现状,总结分析了在我国资源及能源条件下气基竖炉直接还原技术发展需要解决的关键问题,包含氢基竖炉专用氧化球团制备技术、氢基竖炉高效直接还原技术、绿色高效制氢技术。基于钢铁生产全流程考虑矿粉磨选工艺的投入,生产全铁品位高于65%,S、P含量低的纯铁精粉球团,可解决我国直接还原铁优质原料缺少的技术难题;或在氢基竖炉炉料中加入块矿、高炉用球团矿,是直接还原技术发展的方向;在高温还原气制备过程中,积碳导致堵塞设备、管道和阀门等风险,需密切关注;绿色高效制氢技术中,风电制氢技术(PEM)成本将会大幅下降,具有明显市场竞争优势。大幅度降低绿氢的制备成本,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,利用过剩的焦炉煤气、石化行业副产氢气资源和局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,为实现气基竖炉向全氢还原过渡提供重要支撑。     

高铁铝土矿含碳球团的直接还原熔分工艺

采用煤基直接还原熔分技术研究了高铁铝土矿含碳球团的还原熔分工艺,考察了直接还原熔分工艺对粒铁尺寸和粒铁收得率以及熔分渣中Al2O3品位的影响.结果表明:当球团碱度为1.0,还原-熔分温度为1 450℃,配碳比n(C)/n(O)为1.4,外配Ca F2质量分数为2.0%,还原-熔分时间为20 min时,粒铁尺寸最大(15.55 mm),粒铁收得率和熔分渣中的Al2O3品位最高,分别为95.67%和43.96%.高质量的粒铁具有较高的碳含量(w[C]=3.86%)和金属铁含量(w[Fe]=93.46%)以及锰含量(w[Mn]=1.63%),能够满足钢铁工业对铁水品质的要求,同时熔分渣的化学成分也达到了黏土砖熟料的工业指标.     

菱铁矿直接还原-低阶煤提质一体化扩大试验

摘要：菱铁矿作为中国重要的铁矿资源,因具有“贫、细、杂”的特点,常规选矿工艺无法对其进行有效分选;此外,中国低阶煤通常被用作低级燃料直接燃烧使用,导致大气污染严重。因此,开发复杂难选铁矿石及低阶煤资源高效清洁利用新技术,将具有重要现实意义。以难选的低品位菱铁矿和难利用低阶煤为对象,开展菱铁矿直接还原与低阶煤提质一体化扩大试验研究。以神府烟煤为还原剂,在直接还原温度为1050℃,时间为120min,C/Fe质量比为250,脱硫剂配比为6%,干式磁选磁场强度为015 T,一段磨矿细度小于0074mm占50%左右,湿式磁选磁场强度为008 T,二段磨矿细度小于0074mm占90%左右,磁选磁场强度为0043 T的条件下,可获得直接还原铁（DRI）粉铁品位9103%、铁总回收率8133%的良好指标;同时每吨DRI固定碳质量分数为7611%的半焦产品产出率为1340kg,其质量达到工业及民用燃料兰炭Ⅰ级品标准。在煤基直接还原工艺中一步成功实现低阶煤半焦化提质和铁矿直接还原,不仅可制备电炉炼钢原料,还可以生产新型的清洁燃料半焦。     

攀西地区钒钛铁精矿球团制备工艺及应用

主要介绍了攀西地区钒钛铁精矿酸性氧化球团与内配碳球团的制备工艺与应用。指出链箅机-回转窑球团工艺更适合酸性氧化球团制备,内配碳球团使用压力成型造球。在球团制备过程中,需要综合考虑球团的物理性能与冶金性能进行研究,优化工艺参数,提质降耗。目前,气基竖炉还原和煤基直接还原具有节能环保、产品优质等特点,将会是以后的发展方向,原料的球团制备技术是其关键技术之一。