高铝高硫低品位铁矿粉还原熔分制备珠铁

 基于转底炉珠铁工艺,以一种高铝高硫低品位铁矿粉和无烟煤为原料,在实验室条件下进行了还原熔分试验研究,考察了温度、配碳量、碱度和添加剂对高铝铁矿含碳球团还原熔分行为的影响,并分析了碱度和添加剂对珠铁中硫质量分数的影响。试验结果表明,温度为1 350～1 450 ℃时,空白球团熔分效果较差,金属铁渗碳量较低;提高配碳量,金属铁渗碳量略有增加,但熔分效果仍较差;碱度增加会促进球团还原,1 450 ℃时,碱度为0.6、0.8、1.0、1.2的球团可以实现渣铁良好分离,珠铁中硫质量分数逐渐降低,碱度为1.2时降低较明显;Na2CO3配比增加,球团熔分也会逐渐变差,1 450 ℃时球团基本均可以熔分,珠铁中的硫质量分数逐渐降低,但脱硫效果不明显;当碱度为1.2、Na2CO3配加为8%、CaF2配加为4%时,球团可以在1 450 ℃下良好熔分,脱硫效果显著,珠铁中硫质量分数为0.085%,脱硫率达到96.5%,所得珠铁基本满足炼钢要求。     

含碳球团还原熔分试验研究

以铁精粉、煤粉和石灰石为主要原料制成含碳球团,进行还原熔分试验,并对渣铁形貌和渣铁分离程度进行分析。结果表明含碳球团还原熔分试验的最优方案是:还原温度1 480℃,配煤量(按wC/wO计算)1.2,还原时间22 min,炉渣二元碱度R21.0。在最优试验方案下,得到的粒铁产品质量指标良好,渣铁分离效果最佳,渣中Fe O含量最低,铁收得率高达98.62%。     

含碳球团直接还原熔分机理

为了探究含碳球团还原熔分机理,将分析纯的Fe₂O₃、氧化物和不同还原剂固结成球并进行等温还原实验,研究了温度、还原时间、配碳量、还原剂种类等条件对球团还原熔分行为的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征了含碳球团在不同还原时间的微观结构及物相变化.实验结果表明:焙烧温度过低或过高含碳球团都不能良好熔分,配碳量增加可以提高球团还原和熔分速率,适宜的温度、碳氧摩尔比、还原剂分别是1400℃、1.2和煤粉.含碳球团还原熔分包括直接还原反应、间接还原反应、碳的气化反应、渗碳反应和铁的熔化反应,最后实现渣铁分离.      

基于直接还原熔分的赤泥综合利用试验研究

以赤泥、煤粉为主要原料制成含碳球团,通过高温直接还原熔分工艺提取金属铁及其他有价金属,考察了配碳量、时间、温度对还原和熔分的影响。结果表明:煤粉配加量为赤泥量的13.3%,球团金属化率可以达到62%,赤泥球团转底炉直接还原时间控制在40~60min之间,直接还原温度为1200℃左右,赤泥含碳球团达到最佳的还原率,金属化率达到64%。     

工艺条件对含碳球团还原熔分的影响

通过高温电阻炉对含碳球团还原熔分的行为进行热态模拟研究,考察焙烧温度、焙烧时间、配碳量(按照C/O计算)和炉渣碱度对含碳球团还原熔分的影响。实验结果表明:渣铁分离的最低熔分温度是1 360℃,最短焙烧时间是24.5 min,最低配碳量是1.0,最佳炉渣二元碱度R为1.2。     

煤基铁精粉生产低硫珠铁试验研究

对采用铁精粉、煤粉和石灰石为主要原料,配加CaF2所制成的含碳球团,在不同试验方案下进行还原试验研究,分析珠铁的生产过程和渣铁的组织成分,计算硫元素的分配情况.试验结果表明:采用合理的试验方案,能使含碳球团在27 min内还原熔分效果良好,并得到含硫量较低的珠铁;所得珠铁的内部组织结构主要由珠光体和渗碳体组成;渣中以Ca2Mg(Si2O7)和Ca3Mg(SiO4)2为主,其它成分很少;增加CaF2配入量,使得进入珠铁中的硫元素减少,进入渣中的硫元素增多;提高加热温度,使得进入珠铁中的硫元素减少,进入空气中的硫元素增多.     

关于含碳球团生产珠铁的硫含量控制试验研究

通过对以铁精粉、煤粉、石灰石及少量添加剂为主要原料的含碳球团进行还原试验,研究了碱度( CaO/SiO2)、反应时间、加热温度、添加剂及配碳比(C/O)等不同因素对于含碳球团还原熔分及珠铁中硫含量的影响,并分析了硫元素的分配情况.试验及分析结果表明:碱度、配碳比和反应时间对于珠铁中硫含量的影响较大,而对于碱度较高的含碳...     

铁精矿含碳球团高温还原熔分试验研究

试验以澳洲铁精矿为原料,对该矿进行XRD、SEM分析。采用含碳球团高温还原渣铁分离方法,考察配碳量和碱度两个因素对金属回收率的影响,结果表明:在含碳球团高温还原熔分试验中,还原温度和时间不构成限制环节条件下,金属回收率与最终熔分的渣熔点有很大关系,过量和不足均不利于金属回收。最终试验得出,在C/O=1.0,碱度为0.5条件下最有利于含碳球团的高温还原熔分,金属回收率达到97.36%。     

含碳球团低温熔分过程中硫的行为

 根据低配碳比含碳球团还原低温熔分制备粒铁的技术思想,对含碳球团还原熔分过程中硫的分配及硫的行为进行了试验研究。结果表明,影响产品铁粒中硫质量分数的主要因素为碳质垫料、球团原料中硫量以及熔分后铁粒在炉内的停留时间。为了降低铁粒中硫质量分数,应尽量限制煤粉、铁矿带入的硫量。要选择硫量较低的碳质垫料,尽量缩短熔分后铁粒在炉内停留时间。垫料中混和适量的固硫剂有利于降低铁粒中硫质量分数。球团中添加CaO未见有脱硫作用,铁粒中硫质量分数反而稍有增加。球团中配碳比的增加会导致含碳球团中煤粉带入的硫量的增加,因此配碳比的增加会稍微提高铁粒中硫质量分数。     

红格矿深还原—熔分过程及钒、铬走向的研究

深还原—熔分固相还原后的金属化球团生产钒铬生铁是利用红格矿的途径之一.由于V2O5与Cr2O3的赋存、分布以及冶炼过程中的走向基本一致,综合回收利用二者可一起考虑.为了提高钒、铬回收率,实现钛和铁的有效分离,通过单因素试验考察了在氩气保护下,配料的碱度、深还原—熔分温度和配碳量对熔分过程和钒、铬走向的影响.结果表明,当熔渣碱度为1.2,配碳量为0.5%,熔分时间为15 min,熔分温度为1 610℃时,渣铁的分离效果较好,且有利于钒、铬熔于铁相.     

赤泥综合利用试验研究

采用基于直接还原熔分的珠铁工艺处理高铁赤泥,并通过热力学分析和实验室试验进行了验证,试验结果表明:对于某铝厂生产的高铁赤泥,采用无烟煤为还原剂、Ca F2为添加剂,当赤泥与煤粉的配合比分别为85.6%和14.4%、添加剂为赤泥和煤粉总量的2%时,含碳球团在1400℃焙烧12min可实现渣铁分离,所得熔分渣经分析为浸出钪的优质原料。     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验及渣相分析

通过单因素试验考察了熔分温度、熔分时间和球团碱度对钒钛磁铁矿金属化球团熔分效果的影响,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的渣系三元相图,并结合XRD分析了熔分渣系特点,解释钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分过程。结果表明,适当提高熔分温度、熔分时间和球团碱度有利于渣铁分离,但球团碱度超过1.0后,由于三元渣系组成移动到了高温区,使熔渣熔化性温度升高;熔分时间超过40min后,渣系中TiN逐渐增多,增加了熔渣的黏度,不利于渣铁分离。金属化球团熔分还原的最优条件为熔分温度1 550℃、球团碱度R=1.0、熔分时间40min。     

硼铁精矿含碳球团还原熔分同步脱硫

以硼铁精矿、还原剂和添加剂为原料制成含碳球团,经高温还原熔分得到珠铁。为了实现珠铁降硫,在实验室条件下系统研究了配碳量(C/O摩尔比)、还原剂种类、熔融保持时间、添加剂等因素对脱硫效果的影响。试验结果表明:当C/O从1.0增加至1.4时,珠铁中硫含量变化不大,以烟煤做还原剂时珠铁中的硫含量较用无烟煤时低;随着熔融保持时间的延长,珠铁中硫含量呈降低趋势;CaO可显著降低珠铁中硫含量,5%CaO时珠铁中硫含量降低至0.046%,但随着CaO配比增加,球团熔分逐渐变得困难,熔分渣中残余金属铁含量逐渐增加,造成铁的收得率降低;Na2CO3同样可降低珠铁中硫含量,当配入6%Na2CO3时,球团熔分效果很差,此时珠铁中硫含量为0.084%,随着Na2CO3配比的增加,铁的收得率同样逐渐降低。     

钒钛磁铁矿金属化球团还原熔分试验研究

在实验室条件下对钒钛磁铁矿金属化球团的熔分进行了研究,利用Factsage软件计算了不同碱度配比下的三元渣相图,并考察了熔分温度、熔分时间、球团碱度对熔分效果、铁回收率和最大粒铁质量的影响。结果表明,适当的升高熔分温度可以有效提高铁回收率和渣铁分离效果;随球团碱度的增加,铁回收率呈现先升高后降低的趋势;熔分时间超过40 min后,铁回收率出现了略微的降低。当熔分温度为1 550℃,球团碱度为1.0,熔分时间为40 min时,铁回收率达到了93.17%,最大粒铁质量达到了24.16 g,渣铁分离效果良好。     

低配碳含碳球团组分对低温熔分性能的影响

根据低配碳直接还原—低温熔分工艺制备粒铁的技术思想,考察了渣相成分对熔分开始时间及熔分后铁收得率的影响.试验结果表明,随着CaO添加量的增加,球团熔分开始时间先减小后增加.当CaO添加量为2.0％时,熔分开始时间最短.n(C)/n(O)为0.8时,渣相熔点较低,流动性较好,有利于渣铁分离.综合考虑熔分时间、铁收得率及能耗等,实验室条件下的最佳工艺参数为n(C)/n(O) =0.8,CaO添加量为2.0％,反应时间40 min(熔分开始时间30 min+熔分时间10 min).该条件下铁收得率约为85％,铁粒中铁含量约为94％,金属化率达95％以上,可作为优质的电炉炼钢原料.     

含碳球团的还原熔分行为

通过高温电阻炉对含碳球团还原熔分的行为进行热态模拟研究,考察温度、配碳比、化学成分等因素对球团还原熔分的影响程度.结果表明,温度、配碳比和球团传热方向上的尺寸是控制球团还原熔分的关键;化学成分对还原速率影响不明显,但是通过改变渣的组成可对渣铁熔分起促进或抑制作用.     

含钛铌铁精矿含碳球团熔分过程试验研究

为了实现我国白云鄂博地区含钛铌铁精矿资源的高效利用,以含钛铌铁精矿为原料,采用预还原-熔分的加热制度,研究熔分温度、熔分时间和碱度对含钛铌铁精矿含碳球团熔分行为以及渣系性质的影响.进一步采用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征含碳球团在熔分过程中的微观结构及物相变化.实验结果表明:金属化率86.31 %的预还原含钛铌铁精矿含碳球团在1 400 ℃下熔分12 min后可实现渣铁有效分离,获得珠铁和富铌渣.随碱度升高,渣的熔点升高,渣的流动性指数降低,碱度为1.0时,球团的熔分效果较优;随熔分时间增加,含钛铌铁精矿含碳球团中的Ca₂Ti₂O₆相减少,Ca（Ti_0.4Fe_0.3Nb_0.3）O₃相增加,钙钛铌共生物的尺寸增加,呈十字树枝状.      

自然碱度铁矾渣含碳球团回收铁研究

铁矾渣是湿法炼锌过程中沉铁工艺产生的固态废渣,含有一定量的Fe和其它有价金属元素。为了回收铁矾渣中的Fe,开发了铁矾渣含碳球团转底炉直接还原-熔分工艺。通过自然碱度铁矾渣配加煤粉的方式进行直接还原,研究了不同工艺参数对铁矾渣中Fe回收的影响,并进行转底炉中试试验,取得良好效果。最佳工艺条件:还原温度1 100℃,还原时间30 min,wC/wO=1.2,此条件下铁矾渣含碳球团金属化率达到90.6%。中试试验金属化率为75%,铁的综合回收率达到85%。     

提钒尾渣内配碳球团直接还原试验

在实验室条件下,对提钒尾渣压力成型工艺进行研究,考察煤粉配比、粘结剂配比、生石灰配比及成型压力等因素对提钒尾渣内配碳球团强度的影响,确定了最佳方案。结果表明,球团的强度可满足后续处理工艺的要求。并研究了配碳量、碱度、还原温度及还原时间与该种球团直接还原金属化率的关系。     

转底炉冶炼珠铁硫、磷杂质元素控制研究

对熔分时间、温度、碱度、添加剂及配碳量对转底炉冶炼珠铁工艺中S、P杂质元素的影响进行了试验分析,结果表明,随着熔分时间增加,进入珠铁的S逐渐降低,但始终保持较高水平,P略有升高,但对珠铁质量影响不大;在保证熔分的前提下,温度对S、P影响不大;随着碱度的增加,珠铁中S、P均显著降低;单一Na_2CO_3添加剂对脱S、P作用有限,配合使用CaF_2可实现较好的S、P脱除效果;配碳量对珠铁和渣以及S在渣铁问的分配影响较小。最佳工艺参数:冶炼温度1400~1450℃,冶炼时间15~20min,碳氧比1.2,碱度1.2,并配加8%Na_2CO_3作为脱杂剂,4%CaF_2作为助熔剂。