钠盐强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团自还原机理研究

研究了含钠添加剂强化某高硅低品位铁矿石内配碳球团的还原过程,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了含钠添加剂掺量对内配碳球团还原行为及其强度变化的影响。结果表明:球团中配加含钠添加剂不仅可明显强化该铁矿石的还原行为,大幅度提高焙烧球团的金属化率及其磨选产品的铁品位,同时还可明显提高焙烧球团的强度,降低焙烧球团的粉化率。钠盐配加量为3%的内配碳球团在960℃下还原40 min,所得焙烧产物的金属化率为86.21%,产品铁晶粒增大、连晶增多,孔洞显著减少,结构致密,还原过程的粉化率降至2.57%;焙烧产品在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行弱磁选(磁场强度180 k A/m),获得的精矿铁品位为87.93%,明显优于不添加钠盐情况下的指标(金属化率为45.62%,粉化率为35.39%,精矿铁品位为58.12%)。     

湖南某贫赤铁矿石还原焙烧—弱磁选试验

湖南祁东某贫铁矿石铁品位为31.77%,矿石中铁主要以赤铁矿形式存在,赤铁矿多呈微细粒嵌布。为开发利用该矿石,采用还原焙烧—弱磁选工艺进行了选矿试验。结果表明,制备还原球团时,添加内配煤可以改善小球内部的还原气氛,外配煤与内配煤协同使用,可使小球还原更加充分、均匀;在添加剂用量为3%、m(C)∶m(Fe)为0.3时制成直径3~5 mm的小球,小球干燥后在外配煤用量为20%、还原温度为960℃、还原时间为35 min时进行焙烧可以得到铁金属化率为86.15%的焙烧产品,焙烧产品在磨矿细度为-0.045 mm占95%、磁场强度为183 k A/m条件下弱磁选,获得了铁品位为80.23%、Si O2含量为9.48%、铁回收率为80.78%的铁精矿,实现了该铁矿资源的高效回收。     

镜铁矿粉矿制粒回转窑磁化焙烧及分选研究

甘肃酒泉地区镜铁矿是一种难选贫铁矿石,回转窑磁化焙烧是处理此类矿石的有效方法,但粉矿需磨细造球,工艺复杂。为利用该粉矿,试验结合其细粒级含量高的特点,采用制粒—回转窑磁化焙烧—磁选工艺。结果表明,粉矿在膨润土质量配比1%、水分8%条件下制粒成3~8 mm小球,在焙烧温度750℃、焙烧时间60 min、兰炭质量配比2.5%、填充率20%的条件下经回转窑磁化焙烧,焙烧矿磨至-0.074 mm占85%,采用一粗一扫一精的磁选流程,获得精矿品位56.16%、回收率85.24%的良好指标,为此类粉矿的高效利用提供了借鉴。     

某微细粒难选铁矿尾矿选矿工艺研究

对铁品位42.36%的某微细粒难选铁矿尾矿进行了选矿工艺研究,制定了磁化焙烧-弱磁选的选矿工艺流程,并研究了配煤量、焙烧温度、焙烧时间和磨矿细度等试验条件对铁回收效果的影响。结果表明,在配煤量5%、焙烧温度800 ℃、焙烧时间30 min的适宜试验条件下焙烧,所得焙烧矿磨至-0.074 mm粒级占75.83%后,经一粗一精弱磁选(磁场强度均为96 kA/m),可获得铁品位56.84%、回收率73.74%的铁精矿。     

硫酸渣磁铁精矿球团试验研究

对某地低品位硫酸渣经还原焙烧-磁选所得磁铁精矿进行了球团试验研究, 结果表明, 该磁铁精矿添加1.5%的湖泗膨润土, 在造球时间10 min、生球水分16.8%的条件下, 得到生球落下强度5.3 次/0.5 m、抗压强度31.55 N/个、爆裂温度435 ℃的良好指标; 球团在预热温度900 ℃、预热时间10 min、焙烧温度1 200 ℃、焙烧时间15 min的条件下固结, 成品球团抗压强度可到达2 871 N/个, 还原度为83.38%, 还原膨胀指数为17.86%, 低温还原粉化指数RDI_-3.15 6.12%。研究结果证明, 使用该磁铁矿完全能生产出可供高炉使用的优质氧化球团, 既扩大了钢铁企业原料来源, 又综合利用了硫酸渣中的铁资源, 具有重大的环保效益。     

铁坑褐铁矿石压球-磁化焙烧-弱磁选试验

为使铁坑褐铁矿石能得到高效利用,采用压球-磁化焙烧-弱磁选工艺对其进行了选矿试验,主要考察了成球条件对球团强度的影响及磁化焙烧条件和磨矿细度对铁精矿指标的影响。试验结果表明：在内配煤、水、黏结剂CMC与原矿的质量比分别为20%、10%、0.5%,压力为190 kN的条件下压球,可使球团的强度达到要求;球团在外配煤与原矿的质量比为15%、焙烧温度为900 ℃、焙烧时间为50 min的条件下磁化焙烧,焙烧矿磨至-0.074 mm占85%后进行磁场强度分别为159.2和119.4 kA/m的1粗1精弱磁选,可获得铁品位为63.55%、SiO₂含量为6.38%、铁回收率为83.54%的铁精矿。     

某高铁铝土矿石铝铁分离试验

大量高铁铝土矿因氧化铁含量高、矿物嵌布关系复杂而处于待开发状态。为确定四川某高铁铝土矿的高效开发利用方案,对还原焙烧—弱磁选提铁—铝溶出的铝铁高效分离回收工艺中主要影响因素——焙烧制度、焙烧产物磨矿细度及弱磁选磁场强度进行了单因素条件试验。结果表明,在还原焙烧试样粒度为0.18~0 mm、配碳系数为2.0、焙烧温度为1 350℃、焙烧时间为20 min、焙烧产物磨矿细度为-0.074 mm占91%、弱磁选磁场强度为60kA/m情况下,可取得铁品位为89.83%、铁回收率为84.08%的金属铁粉,Al2O3浸出率为69.35%,较好地实现了铝、铁分离。     

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。     

15～5mm酒钢镜铁矿石回转窑焙烧结圈可能性研究

为了开发利用酒钢镜铁山-15 mm的粉状镜铁矿石,在完成对试样和还原煤化学成分、软熔性能分析的基础上,对回转窑磁化焙烧工艺窑壁结圈可能性进行了研究。结果表明:试验原料及各阶段产物的软化温度均在1 100℃以上,当回转窑内温度严格控制在镜铁矿适宜的还原温度850~900℃时,回转窑内物料不会发生软熔和液化;15~5 mm的小块矿采用直径为(0.45~0.65)m×9 m燃气变径回转窑处理,在哈密烟煤用量为2%、焙烧温度为850~900℃、窑内停留时间为2.5 h、填充率为10%、焙烧产物水淬冷却后磨矿细度为-0.074 mm占80%、弱磁选磁场强度为100 k A/m的情况下,可得到铁品位为55.00%、回收率为83.00%的铁精矿,且回转窑内壁360 h未见结圈现象;科学合理的窑型、稳定合理的热制度、适宜的入窑粒度,对减少酒钢镜铁山镜铁矿石回转窑磁化焙烧结圈现象的产生十分有效。     

链篦机-回转窑铁矿氧化球团干燥预热工艺参数研究

利用程潮铁矿自产磁铁精矿,在膨润土添加量为1.0%~1.2%时,润磨后造球。通过模拟链篦机装置试验,研究了链篦机-回转窑氧化球团生产工艺中链篦机料层高度、鼓风干燥热风温度、抽风干燥热风温度、预热热风温度及风速(工况)等预热工艺参数。在此干燥预热工艺条件下,链篦机干球经回转窑焙烧固结后,球团矿抗压强度2828N/个,转鼓指数(+6.3mm)93%,耐磨指数(-0.5mm)3.53%,FeO<1%,成品球质量达到了优质球团质量的要求。     

添加剂强化铁矿石内配煤小球干燥过程热态强度

铁矿石内配煤制粒小球动态干燥过程的破裂、粉碎会严重影响还原效果。为提高小球干燥过程的热态强度,研究了含钠添加剂对铁矿石内配煤小球动态干燥升温过程热态强度的影响,并结合含钠添加剂对内配煤、铁矿石和膨润土Zeta电位的影响研究以及动态干燥小球的内部环境扫描电镜分析,探讨了含钠添加剂对制粒小球热态强度影响的机理。结果表明：①含钠添加剂可通过改善小球主要原料颗粒表面的亲水性来强化膨润土的黏附作用,从而使小球内部结构致密,热态强度提高。②添加剂配加量为3%时,动态干燥粉化率为5.23%,动态干燥小球的落下强度、抗压强度和群落粉化率分别为3.1次、10.88 N/个和3.26%,与不配加添加剂相比,各项指标显著改善。     

内配残煤对某低品位铁矿石小球团还原—弱磁选影响研究

将回转窑还原后的残煤和原煤按比例混合作为内配煤,研究了某低品位铁矿石内配残煤对其还原—弱磁选的影响。结果表明:低品位铁矿石内配残煤不利于铁氧化物的快速还原和铁晶粒长大,焙烧小球金属化率有所降低,但能降低内配煤焙烧小球的孔隙率,提高小球的抗压强度;残煤配比为50%时,磨矿—弱磁选指标较好。     

0~1 mm镜铁矿制粒-磁化焙烧-弱磁选试验

回转窑磁化焙烧是目前处理镜铁山镜铁矿石的有效方法,但是0~1 mm粒级镜铁矿不能直接进入回转窑磁化焙烧,磨矿造球工艺又过于复杂。为开发利用0~1 mm粒级镜铁矿资源,采用制粒-磁化焙烧-弱磁选工艺进行试验。结果表明：在外配兰炭用量为2.5%、膨润土用量为1%、水用量为8%时配制成粒度为3~5 mm的小球,小球经100 ℃烘干后,在焙烧温度为750 ℃、焙烧时间为60 min条件下磁化焙烧,焙烧产品磨细至-0.045 mm占80%,经磁场强度为80 kA/m弱磁选,获得了全铁品位为52.85%、回收率为86.33%的精矿指标,为0~1 mm粒级粉矿的利用提供了一种新思路。     

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。     

镜铁矿粉矿回转窑磁化焙烧-磁选试验研究

以碳作为还原剂,对某镜铁矿0～15 mm粒级粉矿进行了回转窑磁化焙烧-磁选试验研究。结果表明,还原剂与镜铁矿配比为2.5%,在焙烧温度820 ℃、焙烧时间30 min条件下经回转窑磁化焙烧,焙烧矿磨至-0.048 mm粒级占80%,在磁场强度120 kA/m条件下弱磁选获得铁精矿,其中给矿粒级0～0.5 mm所得弱磁选精矿平均全铁品位57.27%、平均铁回收率83.24%; 0.5～1.0 mm粒级所得弱磁选精矿平均全铁品位57.55%、平均铁回收率82.92%; 给矿粒级1～5 mm所得弱磁选精矿平均全铁品位57.58%、平均铁回收率89.31%,给矿粒级5～15 mm所得弱磁选精矿全铁品位58.36%、铁回收率84.40％; 全粒级弱磁选精矿平均全铁品位57.70%、平均回收率84.97%。     

某难选铁矿石压球-直接还原-磁选试验

以某低品位复杂难选铁矿石为对象,研究了压球-直接还原-磨选工艺影响因素和机理。结果表明,将破碎至-4 mm的矿石与0.5%的黏结剂、10%的水和20%的内配煤M3混匀,在压力为190 kN时压制成φ30 mm×20 mm的压球,在1 200 ℃下还原40 min,焙烧球碎磨至-43 μm占85%,经磁场强度均为88 kA/m的1粗1精弱磁选流程处理,最终获得了铁品位为91.44%、回收率为90.85%的直接还原铁产品,可直接作为炼钢的优质原料。     

镜铁山粉状铁矿低温氢还原磁化焙烧试验研究

针对酒钢镜铁山0～15 mm粉状铁矿强磁选工艺生产指标差、资源利用率低的问题,利用外热式回转窑开展了低温氢还原磁化焙烧实验室试验,通过有效利用还原剂中的氢,实现了铁氧化物在低温下的快速还原。镜铁山粉状铁矿经破碎至0～0.3 mm后,在焙烧温度720℃、还原剂用量2.5%、焙烧时间18 min、还原剂粒度0～0.2 mm条件下焙烧后,经磁场强度100 kA/m磁选可获得精矿铁品位55.78%、金属回收率80.25%的良好指标。     

钒钛磁铁矿球团颗粒在回转窑中的运动过程模拟及特征分析

对钒钛磁铁矿矿料颗粒在回转窑中的运动行为进行了模拟研究,结果表明,颗粒在下滑后又上升的过程中会出现概率累积,形成离散料堆现象,使矿料颗粒沿轴向波动式分布,反应区域内可分为9个波动周期,平均周期长度0.666 m。结合吸热还原反应焓变的计算结果可知,单个周期内能量波动幅度占反应焓变平均值的29.79%,在反应时间500 s内,单个周期内的平均波动能量为 = 25.58 MJ,容易引起能量失稳。可通过对矿粒球团采用细煤粉附着配碳和外配碳球团混合的方式进行直接还原铁生产,以削弱能量波动,缓冲局部过热,使还原过程顺利进行。