复合添加剂对赤铁矿球团性能影响的机理研究

研究了复合添加剂对赤铁矿球团性能的影响, 并对其机理进行了探索。研究表明, 适量的硼砂在低温下能生成一定量的液相, 有助于球团焙烧过程中的固相反应, 从而改善赤铁矿球团抗压强度, 但过量的液相会阻碍晶粒的直接接触, 不利于球团中Fe₂O₃再结晶, 降低焙烧球强度; 而且由于液相过多, 还原过程粘结力减弱, 恶化还原膨胀。MgO低温下稳定, 阻碍了赤铁矿球团中Fe₂O₃的微结晶, 降低预热球抗压强度, 但高温下形成高强度、高熔点的铁酸镁系提高了焙烧球抗压强度且改善了还原膨胀。优化试验表明, 0.2%硼砂和1.75％MgO所形成的复合添加剂能使得赤铁矿球团既有良好的冶金性能, 又能满足球团生产的抗压强度要求。     

用武钢程潮铁精矿生产氧化球团试验研究

以程潮磁铁精矿为原料，膨润土为粘结剂，制作了氧化球团矿。实验研究了铁精矿的造球性能以及氧化球团和的焙烧性能，冶金性能，实验结果表明，程潮铁精矿（-0.074mm颗粒大于71％）的适宜造球条件为：膨润土用量2．5％，水分含量8．5％－9．0％，造球时间30min以上。     

马来西亚海砂对球团性能的影响研究

研究了马来西亚海砂对球团成球性能及冶金性能的影响。结果表明:配加10%~30%的马来西亚海砂制备球团矿, 球团成球速度变慢, 球团易长大和控制。随海砂配比增加, 生球落下强度及抗压强度略有下降, 但仍达到国标要求; 球团含粉率略有提高, 适宜的焙烧温度略有降低; 球团低温还原粉化性能、软化性能及还原膨胀性能等均达到国标要求, 可满足生产需要。     

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。     

低品质含铁原料制备氧化球团试验研究

为合理使用钢铁工艺产生的工业固废含铁尘泥,同时配入一定比例的低价低品精矿,达到解决钢铁企业环保问题和降低球团生产成本的目的,分别从各原料的物化性能出发,进行基准条件试验、配矿试验研究。根据配矿方案的生球性能试验、焙烧球强度试验、冶金性能试验结果及机理分析,常规球团原料配比75%、低品位矿配比20%、含铁尘泥配比5%时生球落下强度6.6次、焙烧球强度3 320N/个、还原度RI72.56%、还原膨胀率10.71%、球团熔滴区间为275℃试验结果最优,推荐为最优的生产配矿方案。     

粘结剂对某高铁尾矿含碳球团强度的影响

CMC、糖浆、淀粉、膨润土、水玻璃、标准水泥等单一及复合粘结剂对某高铁尾矿压球球团强度的影响。结果表明, CMC、膨润土为粘结剂时生球效果较佳, 落下次数大于4次, 湿球抗压大于40 N, 干球抗压大于180 N; 糖浆作为粘结剂时能显著提高球团干球强度, 其落下次数大于20次, 抗压强度达到730 N; 高温强度试验表明, 球团强度在焙烧初期急速下降, 焙烧后期随着烧结现象的发生和金属铁的生成, 球团强度逐渐增强; 球团孔隙率测定试验表明, 在焙烧初期球团孔隙率迅速增大, 在焙烧5 min时达到最大, 超过50%; 最终确定0.4%CMC和8%膨润土为该矿的最佳粘结剂配比组合, 在此条件上压球, 并将球团矿直接还原磁选, 可得到全铁品位95.64%, 回收率88.42%的直接还原铁。     

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%)。     

铁碳复合球团直接还原试验研究

根据转底炉工艺高温快速还原的特点, 在实验室模拟生产条件, 以烧结常用铁矿粉和还原剂(焦粉或煤粉)为原料进行了压球直接还原试验研究, 讨论了焙烧温度、C/O摩尔比、焙烧时间、球团粒径等工艺参数对球团还原后金属化率和强度指标的影响, 并对不同原料条件下焙烧特性进行了基础研究。结果表明, 在焙烧温度1 350 ℃、C/O比1.15、焙烧时间25 min、球团粒径25 mm条件下金属化率达到85.33%, 球团抗压强度达到2 240 N/个。     

鄂西某赤铁矿和磁铁矿混合造球试验

为提高鄂西某磁铁精矿所制备球团的性能,对其掺入不同比例铁品位为49.02%的赤铁矿和膨润土所制球团的性能进行了研究。结果表明:赤铁矿与磁铁矿的添加比例为1∶9、黏结剂膨润土添加量为3%、水分含量为9%、焙烧温度为1 200℃、焙烧时间为30 min时,获得的球团生球落下强度为4.8次/个、生球抗压强度为9.60 N/个、成球抗压强度为2 337 N/个,而且成球出现裂纹的比例也较小。     

印尼某海砂矿氧化性球团制备试验研究

针对印尼海砂矿, 采用有机粘结剂和膨润土复合的方式进行造球。试验表明, 造球压力10 MPa、水分10%、矿粉粒度0.10~0.15 mm、有机粘结剂0.5%、膨润土1%条件下, 即能获得较好的生球质量, 该造球方法大大降低了膨润土使用量, 并降低了对造球用矿粉粒度的要求。焙烧试验表明, 球团在预热温度950 ℃, 预热时间30 min的情况下, 能获得较高强度的抗压强度; 焙烧温度1 220 ℃, 焙烧时间20 min时, 能得到较好的焙烧效果, 升高焙烧温度或延长焙烧时间, 球团均出现黏结现象。     

润磨预处理对硫酸渣精矿球团性能的影响研究

为了研究润磨对硫酸渣精矿球团性能的影响, 将配加1.7%膨润土, 15%H₂O和润磨6 min的硫酸渣精矿进行造球, 并对球团进行预热和焙烧实验研究。结果表明, 与未经润磨的硫酸渣精矿制备的球团相比较, 经润磨的精矿球团的预热温度降低150 ℃, 预热时间从12 min降低至6 min; 焙烧温度可降低75 ℃, 焙烧时间从15 min降低到8 min。在预热温度1 075 ℃, 预热时间12 min, 焙烧温度1 225 ℃, 焙烧时间13 min的优化条件下, 成品球团的抗压强度为4 726 N, 还原度指数达到87.56%, 还原膨胀指数为8.48%, 润磨精矿球团的冶金性能指标能满足高炉冶炼的要求。     

提高赤铁精矿配比对制备铁矿氧化球团的影响

研究了提高赤铁精矿配比对造球和球团预热焙烧的影响。结果表明: 随着赤铁精矿配比的提高, 生球落下强度和抗压强度均不断降低, 主要是赤铁矿细粒级含量相对较少、比表面积小、颗粒表面光滑导致颗粒间作用力小而造成的;预热球抗压强度不断降低, 焙烧球抗压强度在赤铁矿比例不超过50%时变化不大, 但继续提高赤铁矿比例将显著降低焙烧球抗压强度, 赤铁矿比例高时预热球、焙烧球强度差主要是原生Fe₂O₃结晶能力差导致球团固结不好而造成的。     

鞍钢带式机球团生产中优化配矿的研究与应用

为了优化带式机球团生产的原料结构,进行了球团生产中大比例配加赤铁精矿的实验研究和工业试验,结果表明,大比例配加赤铁精矿后,生球指标变差; 随着赤铁精矿配比提高,黏结剂配比需要适当增加。赤铁精矿B应用于带式机球团生产的比例可以提高到55%,45％磁铁精矿A配加55%赤铁精矿B的适宜黏结剂配比为0.7%~0.8%,最佳焙烧制度为预热温度935~950 ℃、焙烧温度1 235~1 250 ℃。赤铁精矿C同比替代赤铁精矿B应用于球团生产的适宜比例为10%,50％磁铁精矿A配加40%赤铁精矿B和10%赤铁精矿C的适宜黏结剂配比为0.8%~0.9%,最佳焙烧制度为预热温度960~975 ℃、焙烧温度1 255~1 270 ℃。工业试验结果表明,通过优化球团生产工艺参数,大比例配加低价赤铁精矿所生产球团的冶金性能可以满足高炉冶炼要求。     

新型高效黏结剂铁精矿氧化球团试验

应用已研发的QTJ黏结剂取代膨润土制备磁铁精矿氧化球团,获得了优质的氧化球团,满足了高炉对冶炼炉料的苛刻要求。研究结果表明：当QTJ用量为0.5%时,可获得生球抗压强度大于18 N/个,爆裂温度大于650 ℃的优质生球;在预热温度为1 000 ℃、预热时间为10 min、焙烧温度为1 250 ℃、焙烧时间为12 min的条件下,获得优质的预热球抗压强度大于480 N/个,焙烧球抗压强度大于2 800 N/个;与添加2%膨润土球团矿相比较,成品球抗压强度低一些,但生球爆裂温度升高;两种黏结剂球团的还原性能基本接近,因而QTJ黏结剂完全能取代膨润土,且在氧化球团生产中具有良好的应用前景。     

高磷铁矿球团气化脱磷影响因素研究

通过XRD衍射仪分析了高磷铁矿中磷的赋存状态,并结合FactSage 7.2热力学分析结果,采用配料造球、球团焙烧等手段,探究了不同配碳量、温度和焦粉粒度对高磷铁矿球团气化脱磷的影响规律。结果表明:高磷铁矿中磷的存在形式为Ca₅(PO₄)₃F,加入0.8%SiO₂和1.6%CaCl₂作为混合脱磷剂,在焙烧温度1 250℃、配碳量8%、焦粉粒度0.074～0.15 mm时,气化脱磷率达24.1%。     

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。     

球团矿配加两种赤铁矿取代膨润土的可行性研究

为降低膨润土配入量,进一步提高球团矿品位,探索了配加赤铁矿取代膨润土的可行性。结果表明:两种赤铁矿取代膨润土是可行的;印度赤铁矿配入20%可以取代1.3%的膨润土,但焙烧温度需提高40℃,且球闭矿各项指标较好;印度赤铁矿可以全部取代膨润土,此时焙烧温度需提高60℃;宣化当地"红粉"配比不宜超过10%,可部分取代膨润土。     

高磷鲕状赤铁矿转底炉直接还原中试研究

首次采用转底炉直接还原焙烧-磁选方法,对高磷鲕状赤铁矿进行了转底炉中试试验研究。在混合物料配比为m(原矿)GA6FA m(还原煤)GA6FA m(石灰石)GA6FA m(脱磷剂)=100 GA6FA 20 GA6FA 15 GA6FA 1,转底炉焙烧温度1 150℃~1 250℃,还原时间为70 min,含碳球团厚度2~3层(约55~65 mm)的条件下,最终获得的球团平均金属化率88.97%,两段磨矿磁选所得金属铁粉产率42.35%,TFe品位92.56%,铁回收率84.26%,P含量0.04%。金属铁粉压块密度为5.02 t/m3,可以作为优质的电炉炼钢原料。用扫描电镜(SEM)对焙烧温度1 250℃和1 300℃的金属化球团磨选所得金属铁粉进行分析,焙烧温度1 300℃的球团磨选金属铁粉中有单质磷的存在,说明对高磷鲕状赤铁矿而言,必须控制还原温度,选择性还原铁,避免还原磷。      

铜渣高温快速还原焙烧-磁选回收铁的研究

采用高温快速还原焙烧-磁选工艺从铜冶炼渣回收铁, 系统研究了碱度(CaO/SiO₂)、还原温度、还原时间、还原剂用量等因素对磁选金属铁粉质量的影响。结果表明, 铜渣中的铁主要以铁橄榄石形式存在, 其次为磁铁矿; 在碱度(CaO/SiO₂)0.6、焦粉配比12%、还原温度1 300 ℃、还原时间30 min、铜渣粒度-0.074 mm粒级占95%、磁场强度0.08 T的条件下, 可得到铁品位91.10%、金属化率94.27%的金属铁粉。