高磷鲕状赤铁矿直接还原法脱磷技术的试验研究

为了经济、合理地利用高磷赤铁矿资源,在掌握试验用高磷鲕状赤铁矿理化特性和微观特性的基础上,采用直接还原法进行了固态直接还原+高强度磁选和直接生产珠铁2种工艺的试验研究。试验结果表明,高温度、低碱度以及高配碳量有利于铁矿石中磷灰石还原进入铁水中,不利于磷的脱除;通过工艺参数的优化,采用固态还原焙烧-磁选工艺,高磷赤铁矿脱磷率能达到60%以上,而采用珠铁工艺,其脱磷率能够达到80%以上。为合理高效地处理高磷鲕状赤铁矿奠定理论基础和技术依据。     

高磷鲕状赤铁矿脱磷技术研究

为合理利用我国储量丰富的高磷鲕状赤铁矿,针对其矿物学特点,提出了利用直接还原法处理高磷鲕状赤铁矿提铁脱磷的技术思想.实验表明,通过控制渣相碱度、还原温度和内配碳比等,可提高铁的收得率和脱磷率.     

高磷鲕状赤铁矿酸浸脱磷动力学

在HSC6.0计算软件热力学分析的基础上,采用正交实验确定了高磷鲕状赤铁矿酸浸脱磷保铁的最佳工艺,并以最佳工艺为基础进行了酸浸过程中脱磷和铁损反应的动力学研究。热力学分析表明H_2SO_4为最佳酸浸用酸。正交实验得出最佳酸浸条件为:H+浓度为0.5mol/L的H_2SO_4溶液、酸浸时间40min、温度298K、液固比200mL∶14g、搅拌速度100r/min。在该条件下,脱磷率可达98.89%,铁损率仅为0.51%。通过SEM-EDS对酸浸前后高磷鮞状赤铁块矿试样分析表征得出:经H_2SO_4浸出后,磷灰石基本完全溶解,含铁矿相未发生明显反应。动力学分析显示:优化条件下,酸浸脱磷反应在298~328K内符合收缩未反应核模型,浸出过程主要受内扩散控制,表观活化能为11.24kJ/mol;铁损反应在298~328K内遵循收缩未反应核模型,浸出过程主要受化学反应控制,表观活化能为42.24kJ/mol。     

高磷鲕状赤铁矿铁磷分离试验研究

对高磷鲕状赤铁矿进行了显微结构研究,采用添加脱磷剂直接还原焙烧-磁选工艺进行了铁和磷分离试验,研究了焙烧温度、内配碳量、添加剂配比对铁、磷分离主要技术指标的影响。结果表明:磷主要以磷灰石的形态嵌布在鲕状结构中,部分与赤铁矿形成环状间层,层间的厚度变化范围在3~15μm之间;在焙烧温度1 000℃、内配碳量6%、添加剂配比10%的优化工艺条件下,通过球磨-磁选试验可得到含铁品位大于85%、含磷量在0.15%~0.20%之间的优质还原铁粉和含磷为3.5%~4%的富磷渣。     

高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选试验研究

为了缓解我国铁矿石原料匮乏和进口铁矿石成本太高的压力,有必要开发利用我国现有的难选铁矿资源。对某地高磷鲕状赤铁矿采用添加脱磷剂煤基直接还原—细磨磁选工艺,在配加1号脱磷剂15%,磨矿细度小于0.047mm的比率占81.26%,磁场强度192kA/m的最佳实验条件下取得较好效果,所得产品金属铁的铁品位达到84.56%,铁回收率为87%,w(P)为0.056%,较好地达到了提铁降磷的目的。     

高磷鲕状赤铁矿气基竖炉直接还原试验

针对高磷鲕状赤铁矿无法高效利用的现状,采用XRD和SEM对高磷鲕状赤铁矿矿物的组成及矿相结构进行研究分析,提出采取气基直接还原工艺来处理此类矿石。系统研究与分析了还原温度、还原时间、还原气氛和还原气量等因素对高磷鲕状赤铁矿直接还原过程中金属化率的影响规律。研究结果表明,在还原温度为1 100℃、还原时间为4 h、还原气体中φ(H_2)∶φ(CO)为1∶1、还原气体流量为2 600 m~3/h的条件下,金属化率可以达到92.10%。     

高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究

针对高磷鲕状赤铁矿现有冶炼工艺难以生产低磷铁水的问题,本文提出采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,在原料分析、热力学计算的基础上,进行了还原熔炼试验,并对还原体系进行了平衡计算,得到以下结论。矿物分析表明,该矿石具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。热力学计算表明,高磷鲕状赤铁矿在1 450～1 600℃温度范围内进行还原时,磷以单质磷形式还原进入金属铁相,不能以磷氧化物形式挥发;仅在CaO存在的条件下,H₂O及CO₂才与Fe₃P反应,使磷以Ca₃(PO₄)₂形式进入渣中。还原熔炼试验表明,矿热炉工艺中铁水中的磷含量大于1.0%,而侧吹炉还原工艺中铁水中磷含量可降低到0.45%。平衡计算表明,随着O₂/CH₄的增加和配炭比的降低,Fe的回收率减少;生铁中w[C]随着生铁中w[P]降低而降低。该研究表明,富氧侧吹还原技术具有熔...     

高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原实验

采用XRD和SEM对高磷鲕状赤铁矿矿物的组成及矿相结构进行了研究分析,根据分析结果提出采用煤基直接还原-磁选工艺处理高磷鲕状赤铁矿,并对影响该工艺的因素进行了详细的实验研究与分析。结果表明:最佳工艺条件为还原温度1 250℃、还原时间30min、碳氧比1.8及碱度0.8,在此工艺条件下,可以得到产率为47.68%、铁品位为86.51%、铁回收率为92.94%、磷的质量分数为0.18%和金属化率为92.56%的磁选精矿以及磷回收率为92.88%的尾矿。     

高磷鲕状铁矿酸浸脱磷

研究了酸浸处理高磷铁矿脱磷及其影响因素.实验用鄂西鲕状高磷矿Fe的质量分数为51.7%,P的质量分数约0.5%,S的质量分数为0.34%.通过硫酸浸出,浸出矿中磷的质量分数降低至0.07%左右,而铁损只有0.18%,S的质量分数为0.35%,满足钢铁生产的要求.通过扫描电镜观察和能谱分析表征了高磷矿中磷的脱除,在实验酸度下能明显看出磷灰石溶解,而铁相基本不反应,并得到了热力学计算证明.实验确定了最佳的酸浸条件:浸出时间1 h,液固比100mL:8 g,酸度0.2 mol·L^-1,振荡频率150 Hz.通过微波加热预处理,高磷铁矿中产生微裂纹,增加了矿石的比表面积,但是这并没有明显促进酸浸脱磷的进行.通过补酸的方式循环利用酸浸液处理高磷铁矿能得到较好的脱磷效果,脱磷率稳定在80%,能有效减少酸耗、保护环境.     

恩施高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原的试验

 为最大限度地利用恩施黑石板地区的铁矿资源,先通过XRD、扫描电镜、金相显微镜等手段研究了它的矿相组成和结构,得知其主要成分是赤铁矿和石英,矿的显微结构以鲕粒群簇为主,鲕粒中赤铁矿与磷灰石呈环带状分布。矿相结构决定了用一般的选矿方法分离铁、磷非常困难,为此用实验室煤基直接还原法研究了还原温度、还原时间、煤种、添加剂、磁选工艺等对精矿中铁品位和铁回收率的影响规律,得到了提高还原率的合理工艺参数：以哈密煤为还原剂,焙烧还原温度1573K,还原时间40min,一段磨矿时间15min,磁场强度280kA/m。采用此工艺可使精矿产率、铁品位、铁回收率分别达到43.21%、 95.77%和92.18%,磷品位由0.76%降至0.097%。该研究为该地区高磷鲕状赤铁矿工业化的开发利用提供了依据。     

鄂西高磷鲕状赤铁矿含碳球团脱磷

根据鄂西地区高磷鲕状赤铁矿的矿物特性结合煤基直接还原方式的特点进行了脱磷实验研究,实验过程中还原煤为哈密煤.实验结果表明:采用煤基直接还原+磁选工艺在实验室条件下可以获得最低磷质量分数为0.031%的铁精粉;为了达到这一实验结果,必须保证满足还原脱磷条件的最佳还原温度和配碳量(本实验条件下,最佳还原温度为1250℃,矿煤比1.25),生球要有适宜磷还原的二元碱度(R ≤ 0.8),适中的原矿粒度(2 mm以下),最后保证达到反应平衡的还原时间(50 min).     

高磷鲕状赤铁矿磷的存在形态及脱磷机理

 针对高磷鲕状赤铁矿石矿物结构复杂导致的脱磷困难现状,为实现深度脱磷的目的,探索矿物还原过程中磷的形态及微观脱磷过程。以铁品位为44.78%、磷的质量分数为0.92%的高磷鲕状赤铁矿为研究对象,根据其面扫描电镜及矿相结构图可知,矿物之间嵌布紧密、逐层形成鲕状结构,石英、鲕绿泥石与赤铁矿等互相包裹,磷元素集中分布在鲕粒内部的氟磷灰石中。通过对焙烧产物做扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS),对高磷鲕状赤铁矿脱磷机理进行研究。研究结果表明,当YM-1脱磷剂质量分数为16%,还原过程中鲕状结构被破坏,金属铁逐渐从鲕粒中析出聚集,脉石与铁颗粒分离明显,磷化为不同形态被脱除。磁选后尾矿、铁分离完全,磷元素几乎全部进入尾矿,添加复合脱磷剂YM-1焙烧磁选后铁精矿的铁品位为90.16%,铁回收率为91.25%,磷质量分数为0.056%,脱磷率为93.91%。铁精粉各项指标满足工业冶炼要求。     

鲕状高磷赤铁矿熔融还原过程脱磷技术研究

针对"宁乡式"鲕状高磷赤铁矿的矿物学特点,研究用熔融还原法处理"宁乡式"鲕状赤铁矿脱磷的技术。热力学及动力学分析和熔融还原脱磷实验表明,碱度、萤石比例等因素影响脱磷率。鲕状高磷赤铁矿熔融还原过程中配加CaO、CaF2脱磷效果显著,脱磷率最高可达97.3%。合适的二元碱度在1.8~2.2之间,CaF2的合理加入量在6%~9%。     

高磷赤铁矿烧结气化脱磷的试验研究

采用小球烧结方法研究不同因素对高磷赤铁矿烧结气化脱磷的影响。结果表明:气化脱磷反应主要是气固相反应的过程。在弱氧化气氛条件下,高磷赤铁矿的气化脱磷率随反应温度升高、碱度降低、恒温时间延长而增加。在脱磷剂加入量6.8%的条件下,比较适宜的气化脱磷工艺参数为配碳4%、反应温度1 250℃、碱度1.2、恒温时间30 min,此时气化脱磷率达到了23.8%。并对最终焙烧产物进行了XRD微观检测分析,证实了气化脱磷反应的发生。     

温度对高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原影响

对高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原进行了研究。结果表明,1100℃以下时,提高温度可以显著提高球团金属化率;1100℃以上时,继续提高温度对球团金属化率影响不大。球团金属化率越高,磁选精矿铁品位越高。还原温度不仅显著影响球团的金属化率,还影响金属铁相的长大及磁选效果。因此,控制适宜的温度对高磷鲕状赤铁矿含碳球团直接还原至关重要。     

高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷的迁移规律

 针对鄂西某地高磷鲕状赤铁矿进行了深度还原技术研究,考查了还原温度、还原时间、配碳系数和CaO添加量对磷迁移规律的影响。结果表明：进入铁粉中磷的品位和回收率随着还原温度的升高和还原时间的延长而升高,随着配碳系数的增大先升高后降低,并在配碳系数为2.0时达到最大;而受CaO添加量的影响较小。还原物料的XRD和SEM分析表明大部分磷被还原为单质迁移进入了铁粉中。对高磷鲕状赤铁矿深度还原过程中磷的迁移规律进行了初步探索,为进一步研究高磷鲕状赤铁矿提供了一定的理论基础。     

高磷鲕状赤铁矿冷固结成型实验研究

基于冷固结原理,通过压制成型的方法进行了高磷鲕状赤铁矿冷固结成型实验研究,并对影响球团强度的各个因素进行了分析与探讨。研究结果表明:原料粒度为0.1~0.18mm,水玻璃加入量为10%,可以得到生球平均强度173N,干球强度962N的实验数据,完全满足气基竖炉直接还原工艺对球团强度的要求。     

硼砂对高磷鲕状赤铁矿强化还原

高磷鲕状赤铁矿的还原对后续的磁选分离起着重要作用,尤其是金属铁的聚集长大。以高磷鲕状赤铁矿为原料,研究添加剂硼砂对高磷鲕状赤铁矿进行强化还原的影响。研究结果表明,温度为1 000℃、硼砂添加量为6%时,失重率达到31.11%,金属化率达到90.10%。XRD、SEM-EDS分析表明,添加硼砂能促进反应物的熔点降低;铁橄榄石(Fe_2SiO_4)、铁尖晶石(Fe Al2O4)和蓝晶石(Al2Si O5)衍射峰消失,出现了低熔点的钙长石(Ca Al2Si2O8)、硼酸铝钠(Na2Al2B2O7)和硼酸钠(Na2B6O10)衍射峰。还原后试样中金属铁颗粒的数量与粒度均随着硼砂添加量的增加而提高,强化了还原效果。     

高磷赤铁矿气化脱磷热力学研究

采用Fact Sage6.4热力学分析软件研究不同条件对高磷赤铁矿中磷平衡组成的影响,并结合试验进行验证。结果表明:不同温度下气态磷的存在形式不同,升高温度有利于气化脱磷;适量的Si O2含量能降低碳热还原氟磷酸钙的开始反应温度,Si O2含量较高时,气化脱磷率受反应生成的硅酸盐熔融物制约;当C含量较低时,磷仍以氟磷酸钙形式存在,当C含量较高时,磷被还原成Fe P形式;Cl2可以和被还原出来的P2反应生成PCl3,温度较低时,脱磷产物为PCl3,温度较高时,脱磷产物先为P2,改变脱磷产物生成PCl3需要更高的Cl2含量。采用综合热分析仪进行试验验证,其结果与热力学分析结果相符。     

高磷鲕状赤铁矿焙烧-磁选-反浮选试验研究

鄂西高磷鲡状赤铁矿复杂、难选。研究表明,采用还原磁化焙烧-弱磁选-阴离子反浮选流程是最现实的选别方案,可得产率56．20％、品位TFe61．88％、回收率79．95％的铁精矿,为开发同类或类似复杂难选铁矿提供参考、借鉴作用。