高铝铁矿含碳球团直接还原的研究

用高铝铁矿粉配加煤粉造球,在实验室条件下,通过改变还原温度和碳氧比研究了含碳球团的还原,对还原后的球团进行化学分析以及X-射线衍射(XRD)检测。结果表明:试样在石墨坩埚中恒温还原4 h,还原完毕后立即取出通入惰性气体冷却,在还原温度为1 200℃、碳氧比为1.3时金属化率较高,达到88.45%,在此条件下,铁、铝分离效果较好。同时从工业应用角度分析了转底炉处理高铝铁矿石的可行性。     

高铝铁矿石球团在预还原过程中的热力学行为

应用物质吉布斯自由能函数法计算高铝铁矿石球团在预还原过程中所发生反应的ΔG,明确球团中物相在该过程中的热力学行为.热力学计算、分析结果表明:还原阶段产生的FeO最易与Al2O3反应生成FeO·Al2O3,其次与SiO2反应生成2FeO·SiO2,最后与SiO2反应生成FeO·SiO2·Al2O3置换2FeO·SiO2和FeO·SiO2中SiO2生成FeO·Al2O3的反应较之SiO2置换FeO·Al2O3中Al2O3的反应要容易得多.FeO.SiO2的还原反应趋势要强于FeO·Al2O3及2FeO.SiO2.     

高铝铁矿石球团气基还原物相状态研究

在温度为950℃、还原气氛为纯CO条件下,对高铝铁矿石球团进行气基还原,还原时间分别为0、5、10、 20、40、60、80 min以及110 min,以明确各时间段内物相的变化情况。研究结果表明,还原5 min时即出现金属铁、 FeAl 2 O 4 和Fe 2 SiO 4 3种物相,10 min以至更长时间时金属铁峰强度有所增强,而其他2相变化并不明显;另外,该 种铁矿石中氧化铁的逐级还原规律并不明显,当金属铁相过早出现时,Fe 3 O 4 相以及独立存在的浮士体相未检测到。     

铁矿粉和煤粉复合等温还原

通过铁矿粉和煤粉复合圆柱试样在1100~1250℃等温还原,研究了还原温度、还原时间和W_煤粉/W_矿粉比对还原度的影响,确定了适宜配煤量。用积分法计算了不同还原阶段的表现活化能。通过化学分析和电镜观察,检查了试样沿直径方向的还原均匀程度。     

高铝铁矿和高锰铁矿共还原行为的研究

高铝铁矿和高锰铁矿是两种储量丰富但又极难分选的铁矿资源,实现铁、锰、铝的高效综合利用具有重要意义.本文研究了这两种铁矿石工艺矿物学,考查了单矿种及两者的混合矿种的直接还原行为及还原过程中的矿物组成演变,揭示了相应的还原机理.结果表明:高铝铁矿难还原,其机理为经还原后仅部分铁氧化物转化为金属铁,其余的铁与铝、硅矿物形成难还原的铁橄榄石和铁尖晶石;高锰铁矿易还原,其中的铁氧化物大部分被还原成金属铁,锰氧化物与铝、硅矿物结合形成锰尖晶石和锰橄榄石,促进了铁氧化物的还原.而且在相同还原条件下,高锰铁矿球团金属化率比高铝铁矿高30个百分点,前者还原性明显优于后者.两种矿进行共还原,当高锰铁矿配比达到60%时,球团金属化率就可大于90%.锰氧化物的存在对高铝铁矿石中铁氧化物的还原具有显著的促进作用.     

磁铁矿球团高温氧化时其内部的非等温状况

磁铁矿球团高温氧化时其内部的非等温状况［西班牙］Ｊ．Ｃ．ＲｕｉｚＳｉｅｒｒａ等１前言铁矿石及炼铁、炼钢等渣一般采用球团法进行造块后方能作为入炉原料。特别是那些小于０．１ｍｍ的原料，尤应作造块处理。造块对于保证炉料良好的透气性以及防止含铁原料被煤气带走...     

锌焙砂的选择性还原焙烧硫酸浸出工艺研究

研究了选择性还原焙烧-硫酸浸出两段工艺处理高铁锌焙砂的方法.首先在CO还原气氛下将锌焙砂中的铁酸锌选择性转化为氧化锌和磁铁矿,然后采用硫酸浸出使可溶锌溶出而铁存留于渣中,实现铁锌有效分离.主要考察了还原焙烧以及硫酸浸出的工艺条件对铁锌分离效果的影响,并采用化学分析法及XRD、SEM-EDS的检测手段对焙烧样品进行分析.以可溶性锌和亚铁的含量作为焙烧评价指标,得出最佳焙烧条件为:焙烧温度750℃,焙烧时间60 min,CO浓度8%,CO/(CO+CO2)气氛比例20%,此条件下可溶锌率由原焙砂中的79.64%提高到91.75%;以铁锌浸出率为考察指标,得出最佳浸出条件为∶常温浸出,浸出时间30 min,浸出酸度90 g/L,液固比10∶1,此条件下锌铁浸出率分别为91.8%和7.17%.     

宣龙式铁矿焙烧还原-磁选工艺及其影响因素

基于煤基焙烧还原-磁选工艺,进行了宣龙式难选鲕状赤铁矿石提铁过程及其影响因素的实验研究.以铁精矿品位和铁回收率为评价指标,确定了适合于该类矿石的最佳工艺条件:焙烧还原温度为1 200℃,还原剂用量为30%,焙烧还原时间为60min,焙烧产物磁选前的磨矿细度为-45μm占96.19%,磁选的磁场强度为111kA·m^-1.在该工艺条件下,可以使铁精矿品位达到92.53%,铁回收率达到90.78%.     

赤铁矿球团焙烧过程研究

我国钢铁产量的迅速增加．高碱度烧结矿配加酸性球团矿的高炉炉料结构发展，使得球团矿的需求景进一步扩大：但是磁铁矿原料紧缺．而暖炉使用赤铁矿较为困难，因此以赤铁矿为原料的链算机-回转窑工艺或带式焙烧机工艺取得了发展。     

Non-isothermal reduction characteristics of roasted high alumina iron ore pellets

Non-isothermal reduction of roasted Guangxi high alumina iron ore pellets with CO and H₂ was conducted with high temperature synchronisation thermal analyser (NETZSCH STA 409C/CD) to understand the reduction characteristic of the ore. Chemical analysis, X-ray diffraction examination and scanning electron microscope analysis were adopted to analyse the roasted and reduced pellets. The results show that there are three main phases of Fe₂O₃, Al₂O₃ and Al₃Fe₅O₁₂ in the roasted pellets. During reduction process, the iron bonded in hercynite and fayalite is difficult to be reduced by CO so that the final reduction degree is only 35.62% at the setting temperature of 1573?K. But with H₂ atmosphere, the reduction degree can reach 100% at about 1520?K. It suggests that the ferric ion can completely be reduced to metallic iron by H₂.     

球团矿恒温和升温直接还原膨胀行为试验

 将球团矿分别在900 ℃恒温和升温试验条件下还原,研究了球团矿的还原膨胀行为;分析了2种温度条件下球团膨胀机理;对比了2种条件下的试验结果,观察分析了还原后球团的外观和微观组织形貌,得到了导致2种温度条件下球团膨胀差异的原因。研究结果表明：恒温还原球团的最大膨胀值为18.3%,升温还原时为8.3%,恒温还原球团的膨胀行为更加明显;裂纹和气孔的形成以及金属铁的析出形态差异是造成膨胀差异的主要原因。由此得出,为了得到与实际生产相近的还原膨胀行为,球团矿应该在升温条件或模拟的生产条件下进行还原试验。     

氧化铝对铁矿石烧结质量和生产率的影响(英文)

烧结矿是现代高炉生产的主要含铁原料。合理控制入炉烧结矿的理化性能与冶金性能对高炉生产和稳定操作是很必要的。铁矿粉是烧结矿的主要原料,其化学成分和烧结料层内的热量条件在烧结过程中起着重要的作用。化学成分等参数也决定着烧结矿矿相结构和质量。由于含氧化铝原料的低反应性及其液相的高粘性,因此在人们的预料中高铝矿石对烧结矿结构组成的影响并不好。烧结混合料中的氧化铝在同化过程中需要消耗大量热量,延迟烧结过程。在确保高炉渣的流动性方面,氧化铝也需要消耗较大热量。不论是烧结还是高炉的生产实绩均表明,氧化铝是有害的。一般而言,高含铁量与低脉石的印度矿与其他矿石的不同特点就是氧化铝含量高。由于高品味铁矿石的消耗殆尽,使用可利用的烧结原料成为生产必需。因此,必须要掌握氧化铝的作用及其对烧结矿质量和生产过程的影响。实验室完成了不同氧化铝含量水平(2.00%～5.46%)的实验,可从中了解氧化铝在烧结矿矿物学、生产率、物理性能和冶金性能方面的影响。随着烧结矿中氧化铝含量的增加,残存赤铁矿、复合铁酸钙(SFCA)和孔隙率增加,而磁铁矿和硅酸盐比例下降。烧结生产率和烧结矿转鼓强度(TI)随着氧化铝含量上升而下降,反映烧结矿冶金性能的诸如低温还原粉化率(RDI)和还原率(RI)提高。     

高磷铁矿石含碳球团等温还原动力学

为了研究高磷铁矿石含碳球团等温还原动力学在温度为1 173、1 273、1 323、1 373、1 423和1 473K时,采用界面化学反应模型、Jander方程、Ginstling-Broushtein方程、G Valensi-R E Carter方程等固-固/气反应机理函数对反应过程进行拟合,并采用XRD、SEM、EDX等对样品的物相组成、微观形貌和元素分布进行表征分析。研究结果表明,随着还原程度提高,反应速率由0迅速增至最大值,随后逐渐减小并趋于平缓;当温度为1 173～1 373K时,反应过程符合界面化学反应,表观活化能为70.02kJ/mol,线性相关系数为0.948 1;当温度为1 373～1 473K时,反应过程符合Jander方程,限制步骤为铁离子固相扩散,表观活化能为215.36kJ/mol,线性相关系数为0.991 2。     

高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁

针对鄂西鲕状高磷铁矿难选、难冶的特点,从该矿矿相结构分析出发,在使用HSC计算化学软件的热力学模拟和具体实验的基础上,提出了气基还原+电炉熔分冶炼高磷铁矿的新型工艺.实验结果与HSC软件模拟结果吻合.实验室含P 1.28%的高磷铁矿通过CO还原后熔分,得到含P 0.27%的低磷铁;通过H₂还原后熔分,得到含P 0.33%的低磷铁.由熔分铁的SEM和EDS结果证实,P仍以夹杂物的形态存在,可以在熔分时通过去除铁水中夹杂物的方法进一步脱磷,以满足炼钢的要求.     

高磷铁矿含磷矿物与脉石相碳热还原机理

针对高磷铁矿矿物组成特点,对氟磷灰石与高磷铁矿中脉石相的反应进行了研究,阐明了高磷铁矿在直接还原过程中含磷矿物的碳热还原机理.研究发现：在不配加石墨的情况下,氟磷灰石与脉石之间相互独立,没有发生反应;在配加石墨的情况下,氟磷灰石发生不同程度的还原,脉石中 SiO2脱磷能力最强.当 SiO2、Al2 O3和 Fe2 O3同时加入氟磷灰石后,氟磷灰石碳热还原速率加快,并且在脉石相中形成了 CaAl2 Si2 O8.     

红土镍矿高料层碳热还原试验

 红土镍矿是生产镍铁合金的主要原料之一,其碳热还原后的镍铁金属颗粒尺寸对后期磁选分离至关重要。基于此,进行了红土镍矿在高料层条件下的碳热还原试验研究,考察了还原温度、时间及添加剂CaO等对还原后镍铁金属颗粒尺寸的影响规律和作用机理。试验结果表明,在配碳量C/O(质量比)为1.0、还原温度为1400 ℃、还原时间为45 min的条件下,还原效果最佳,还原后大于40 μm的金属颗粒约占70%,最大颗粒约为100 μm。对该还原条件下得到的金属化球团进行磁选分离可得到镍铁合金,基本可以将金属镍回收。研究结果可为红土镍矿碳热还原工艺的应用提供操作参数和理论依据。     

Influence of microwave heating on the microstructures of iron ore pellets with coal during reduction

Iron ore oxidised pellets as the burden of blast furnace present many advantages, such as uniform size, high iron grade and high physical strength. A comparison of the iron ore oxidised pellets with coal (out-proportioning) by conventional heating and microwave heating was carried out in this paper. Microstructure transformations during reduction process were investigated by optical microscopy and scanning electron microscope with energy dispersive spectrometry analysis. Micro-hardness of metallic iron phase formed in the reduction was tested with digital micro-hardness tester. The influences of microwave heating on reduction degree, morphology, iron phase and gangues were investigated, respectively. The results show that reduction time can be greatly shortened by microwave heating even at lower temperatures. The fine cracks generated, as the pellets were heated by microwave, were irradiated due to the selectivity of microwave heating. Densification of the metallic iron phase and the separation of the iron and gangues were both found to be enhanced by microwave heating.     

X-ray microtomography for characterisation of cracks in iron ore pellets after reduction

Abstract

This work presents a method, based on X-ray microtomography and three-dimensional (3D) image analysis, of characterising and quantifying crack distribution in iron ore pellets. The aims have been to verify the method and to determine to what extent crack propagation contributes to the decrease in compressive strength that occurs during reduction at 500°C as haematite transforms into magnetite. Raw materials known to cause disintegration problems were selected in order to promote crack propagation. Pellets displayed crack lengths of sizes roughly corresponding to half the pellet diameter already before reduction and, during reduction, a further crack propagation of ～50% occurred. Through estimations by finite element analysis of the crack size and the pellet geometry, it has been possible to determine that this crack growth most likely is a mechanism that contributes to the decrease in compressive strength. The decrease of ～90% that was experimentally determined to occur after 30 min of reduction is, however, too large to be explained by crack propagation alone. The study shows that the proposed techniques allow 3D imaging of iron ore pellets and characterisation of cracks. The scans are non-destructive and can be carried out repeatedly, which allows a specific sample to be studied at different stages during a process. Through future use of the proposed method, our aim is to reach a deeper understanding of the mechanisms behind low temperature disintegration of iron ore pellets and the performance of LKAB olivine pellets inside the blast furnace.