Al2O3对铁矿烧结球团及高炉冶炼的影响

摘要：随着中国钢铁行业迅猛发展,高品位铁矿石储量减少,进口铁矿石以及国内自产铁矿石中Al2O3含量逐年增加,将会给烧结矿、球团矿生产及高炉冶炼带来一系列不利影响。介绍了不同赋存状态的Al2O3的形成及形貌特征,总结了Al2O3赋存状态改变以及含量增加对烧结矿、球团矿和高炉冶炼的影响规律及机制,Al2O3赋存状态、含量改变会对烧结矿、球团矿的成品矿质量、矿物组成和冶金性能产生影响,同时Al2O3含量的增加会对高炉炉渣的熔化性、黏度和脱硫产生不利影响。基于以上内容,认为可通过改善选矿过程、烧结球团制备过程和高炉冶炼过程3个环节来减少Al2O3对烧结球团、高炉冶炼的影响。     

某硫酸渣中铅、锌的氯化焙烧动力学研究

硫酸渣是一种大宗固体工业废弃物,铁含量较高,含量偏高的铅、锌往往是制约其作为铁资源利用的重要因素。氯化焙烧-磁化焙烧-磁选工艺则可成功脱除铅、锌,获得高铁低铅锌铁精矿。为揭示硫酸渣氯化焙烧过程中各主要相态的铅、锌发生氯化反应的限制环节,以及氯化反应的速率和氯化焙烧机理,以CaCl₂为氯化剂,对某硫酸渣进行了氯化焙烧动力学研究。结果表明：①铁、铅、锌含量分别为49.90%、0.29%和1.23%,锌绝大部分为氧化态,铅主要为氧化态,其次是硫酸铅和其他形态铅,在CaCl₂与硫酸渣的质量比为6%的情况下,延长氯化焙烧时间或提高焙烧温度,锌、铅的氯化挥发脱除率均上升,1 000 ℃时焙烧5 min,锌、铅的脱除率分别达86.99%和83.14%,为后续磁化焙烧-磁选制备高铁低杂铁精矿创造了良好的条件。②相比较而言,氯化焙烧脱锌比脱铅更容易。③900～1 050 ℃时锌氯化挥发的表观活化能为42.07×10³ J/mol,受化学反应控制;900～950 ℃时铅氯化挥发的表观活化能为43.88×10³ J/mol,受化学反应控制;1 000～1 050 ℃时铅氯化挥发的表观活化能为20.34×10³ J/mol,受扩散控制。④强化铅、锌的氯化挥发脱除,除了提高温度,还可通过增加固体氯化剂用量或提高硫酸渣固体颗粒的孔隙率和比表面积来实现。     

高锰铁矿高温快速还原—磁选分离工艺研究

随着优质铁矿资源的逐渐减少，开发复杂铁矿石具有重要意义。高锰铁矿是一种储量丰富的复杂铁矿资源，由于其嵌布粒度极细，铁锰矿物紧密共生等问题，采用常规选矿工艺难以实现铁与锰的有效分离和富集。基于某地高锰铁矿工艺矿物学研究，对高温快速还原—磁选工艺进行了研究，分析了铁锰氧化物还原热力学条件，考察了还原温度、还原时间、碳铁质量比、球团内配煤质量比及碱度等因素对锰铁分离效果的影响。结果表明，该高锰铁矿中铁、锰嵌布粒度微细，部分铁、锰以类质同象的形态赋存是其难以分离富集的主要原因。在最佳实验条件下采用高温快速还原—磁选工艺实现了铁、锰高效分离和富集，得到了两种产品：还原铁粉（磁性精矿）的铁品位达到 87.49%，含锰 3.09%，铁的回收率为 92.24%，铁金属化率为 93.08%，经过成型处理可用作电炉冶炼耐候钢的原料；锰精矿（非磁性物）的锰含量为 25.24%，锰回收率为 91.13%，是一种提取锰的优质原料。     

复合黏结剂提高含锌尘泥团块干燥热稳定性能研究

针对国内某钢铁厂含锌尘泥还原脱锌工艺过程中团块成球率低、干团块强度差、返料比高、黏结剂成本高等问题,本文开发了一种新型复合黏结剂FHB,并考察了黏结剂类型、用量、混合料水分及成型压力对含锌尘泥生团块和干团块性能的影响,同时对生团块动态干燥性能进行了对比分析。结果表明：在成型压力为20 MPa、黏结剂添加量为3.3%及混合料水分为14%的条件下,添加复合黏结剂FHB生团块性能与采用单一有机黏结剂YJB时相近,但生团块干燥性能、热稳定性大幅度提高,粉化率大幅度降低,从单一添加剂的18%降低至2.10%,可在保证还原脱锌工艺顺行的同时,降低运行成本。     

高锰铁矿高温快速还原—磁选分离工艺研究

随着优质铁矿资源的逐渐减少,开发复杂铁矿石具有重要意义。高锰铁矿是一种储量丰富的复杂铁矿资源,由于其嵌布粒度极细,铁锰矿物紧密共生等问题,采用常规选矿工艺难以实现铁与锰的有效分离和富集。基于某地高锰铁矿工艺矿物学研究,对高温快速还原—磁选工艺进行了研究,分析了铁锰氧化物还原热力学条件,考察了还原温度、还原时间、碳铁质量比、球团内配煤质量比及碱度等因素对锰铁分离效果的影响。结果表明,该高锰铁矿中铁、锰嵌布粒度微细,部分铁、锰以类质同象的形态赋存是其难以分离富集的主要原因。在最佳实验条件下采用高温快速还原—磁选工艺实现了铁、锰高效分离和富集,得到了两种产品：还原铁粉（磁性精矿）的铁品位达到 87.49%,含锰 3.09%,铁的回收率为 92.24%,铁金属化率为 93.08%,经过成型处理可用作电炉冶炼耐候钢的原料;锰精矿（非磁性物）的锰含量为 25.24%,锰回收率为 91.13%,是一种提取锰的优质原料。     

适用于高炉冶炼不锈钢母液的含铬炉料制备

使用低品位铬铁精矿(或粉矿)是提高不锈钢产品市场竞争力的有效措施,对精粉进行预先造块是提高熔炉冶炼效率、降低焦比不可缺少的步骤。回顾了中南大学使用低品位南非铬铁精矿制备高品质炉料用于高炉冶炼不锈钢母液工艺的相关研究及经验。前期扩大试验表明,任意铬铁精矿比例条件下均可制备出高强度氧化球团(2 500 N/个)和烧结矿。高压辊磨预处理是强化铬铁精矿造块的关键技术。为获得满足高炉冶炼要求的炉料冶金性能,南非铬铁精矿的使用比例应低于60%。球团烧结技术是对细粒铬铁精矿造块有效且较经济的技术手段,所得含铬烧结矿用于高炉冶炼不锈钢母液工艺是可行的。     

铝的赋存状态及质量分数对球团焙烧性能的影响

随着国内外优质铁矿资源的减少,球团矿原料中Al2O3质量分数将越来越高,这可能直接影响到铁精矿的成球性能、球团焙烧性能和产品质量.本文以巴西某赤铁精矿为原料,通过加入不同类型的含铝添加剂粉(纯氧化铝、铁铝尖晶石、三水铝石和高岭石),分别将球团矿Al2O3质量分数调至1.0％、2.0％和3.0％,研究铝的赋存状态及质量分...     

某高品位磁铁精矿球团预热-煤基直接还原研究

为了了解高品位铁精矿球团的预热及煤基直接还原特性,以某高品位磁铁精矿为原料,对添加有机添加剂的球团进行了预热及直接还原工艺条件研究,并对确定条件下的DRI球团进行了性能表征。结果表明：①预热球团的抗压强度随预热时间的延长和预热温度的升高而增大,要获得抗压强度为1 000 N/个的预热球团,1 100 ℃下需预热14 min。②1 100 ℃预热14 min的抗压强度为1 000 N/个的预热球团在C、Fe质量比为1.5,温度为1 100 ℃,时间120 min的条件下进行还原,可获得铁品位为94.12%、金属化率为98.64%的DRI球团。③DRI球团中仅呈现金属铁的衍射峰,中心金属铁互连紧密,金属键桥发育充分,铁晶粒粗大,球团边缘更明显,该有害元素含量极低的特极DRI是冶炼特殊钢、制备粉末冶金铁粉及高纯铁的优质原料。④预热球团具有足够的抗压强度不仅是回转窑安全运行的重要保证,而且对直接还原速率有明显影响,适宜采用1 100 ℃预热14 min抗压强度为1 000 N/个左右的预热球团。     

GF88精粉特性研究及工业应用试验

球团作为精料在中国高炉炉料结构中呈现增加的趋势,这使得高品位球团精粉的需求不断增加,以烧结粉矿制备的GF88赤铁精矿是一种填补球团精粉的缺口的有益补充。广东珠海裕嘉球团厂在120万t/年的链篦机-回转窑生产线上开展了GF88精粉工业应用试验,对其使用性能进行综合评估。工业应用结果表明,配加25%GF88精粉后,膨润土用量从3.4%降低至2.8%,生球落下强度从4.5 次/0.5 m提高到7.0 次/0.5 m左右,成品球团抗压强度从2 300 N/个提升到2 400 N/个以上,工序能耗从24.21 kg/t降至23.93 kg/t,成品球团铁品位提升0.25%,SiO₂质量分数从7.1%减小到6.3%,冶金性能良好,高炉冶炼燃料比降低。在珠海裕嘉球团厂的工业试验表明了GF88精粉具有降低膨润土用量、提高球团抗压强度、降低球团粉率、降低工序能耗等优点。     

不锈钢尘泥球团煤基直接还原动力学

摘要：研究了不锈钢尘泥球团在温度分别为1100、1150、1200、1250℃时的煤基直接还原反应动力学。采用随机成核和随后生长、化学反应控制、相界面反应和n（n=1、2、3、4）维扩散模型及其相应动力学机制函数对反应过程进行拟合,并结合X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）等手段对不锈钢尘泥球团煤基直接还原过程的物相组成、显微结构及元素分布进行表征和分析。研究结果表明：反应初期铁氧化物还原速率较快,随后逐渐减慢,当反应至40min后,反应趋向于平衡。在1100~1250℃温度范围内反应遵从随机成核和随后生长及A1(α)=-ln(1-α)机制函数,碳的气化反应和界面化学反应是尘泥球团煤基直接还原反应的限制性环节,该反应活化能E为47.423kJ/mol,线性相关系数为0996。