气基直接还原工艺研究进展和发展思考

钢铁工业低碳发展对我国如期实现“碳达峰”和“碳中和”的目标至关重要。本文在介绍目前钢铁工业碳排放现状及直接还原工艺发展现状的基础上分析了气基直接还原工艺发展趋势,指出气基竖炉工艺是其大力发展的方向,并提出了实现该工艺设备大型化及促进原料来源多样化的建议,以期为行业碳减排提供解决方案。     

红土镍矿烧结节能降耗技术研究及应用

褐铁矿型红土镍矿具有较低的铁品位和丰富的结晶水及高熔点矿物,这导致其烧结矿产质量低、固体燃耗高。通过开发加压致密化烧结技术、热废气循环烧结技术及多力场协同强化烧结技术,显著改善了其烧结矿产质量指标,有力地促进了节能减排。相对于常规烧结工艺,采用多力场协同强化技术后,烧结矿转鼓强度由45.87%增至56.93%,利用系数由0.97增至1.15 t/(m2·h),固体燃耗从140.52减至107.91 kg/t,废气中CO₂、NO_x及SO₂最高体积分数分别由27.42%、0.019 8%和0.261 5%降至19.89%、0.015 4%及0.203 0%,有害气体排放明显减少。这在相关工业应用中得到进一步验证。为更好地实现褐铁矿型红土镍矿烧结的清洁生产,可开发球团烧结技术,以进一步改善烧结矿产质量指标和降低生产能耗,值得大力推广应用。     

铁矿粉高温反应性能综合指数评价烧结性能

 为了解决如何利用铁矿粉多项高温反应性能指标评价其烧结性能的难题,基于综合评价方法,提出了铁矿粉高温反应性能综合指数,并通过铁矿粉高温反应性能4项指标的测定及烧结杯试验,研究了单矿A、B、C以及C矿分别与A矿和B矿混合的矿粉的高温反应性能及烧结性能。结果表明,对于高温反应性能,混合矿粉同化性能和液相流动性具有线性迭加性,黏结相自身强度和铁酸钙生成特性线性迭加性差。对于烧结性能,混合矿粉烧结矿转鼓强度具有线性迭加性,烧结矿产量（利用系数）和固体燃耗没有线性迭加性。无论单矿或混合矿,烧结转鼓强度与其高温反应性能综合指数呈线性正相关,其[R2]（相关系数的平方值）值分别高达0.9403和0.9702,拟合度好;而烧结利用系数及固体燃耗与其相关性差。因此,铁矿粉高温反应性能综合指数可以很好地评价和预测烧结矿转鼓强度,但不能有效地解释烧结矿产量和固体燃耗的变化。     

废弃块矿作铺底料强化红土矿烧结工艺及机制

摘要：为减少因低品位废弃含镍矿堆积而产生的重金属污染和镍资源浪费，同时达到有效利用固废资源及改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能的目的，在研究两者基本物化性能及矿物赋存状态的基础上，对比了褐铁矿型红土镍矿无铺底料烧结工艺、烧结矿铺底料烧结工艺及废弃块矿铺底料烧结工艺各项指标，并揭示了相关机制。结果表明：相对于无铺底料烧结工艺及烧结矿铺底料烧结工艺，采用废弃块矿作为铺底料能更为有效地改善褐铁矿型红土镍矿烧结性能，烧结矿转鼓强度分别提高10.16%、3.82%，利用系数分别增加13.40%、6.80%，固体燃耗分别降低9.64%、9.20%；同时，烧结矿冶金性能优异，RI和RDI+3.15mm分别高达78.24%及96.79%。固结机制研究发现：相对于其他2种工艺，废弃块矿铺底料烧结工艺中，烧结矿微观结构由大孔薄壁结构转化为大孔厚壁结构，且孔洞趋于规则的圆形；另外，SFCA面积分数由7.27%、8.78%增至12.21%，并沿孔洞边缘向内部发展，主要固相—铁尖晶石晶粒有所长大，彼此之间连结程度较好，能更为有效地被液相所润湿，烧结矿微观结构更为紧密，从而使得烧结矿强度进一步提高。而强度更高的块矿作为铺底料，料层透气性更为有效地提高，促进了无烟煤的充分燃烧，使得烧结矿固体燃耗大幅降低，利用系数明显改善。     

低品位红土镍矿综合利用现状及进展

摘要：不锈钢领域在镍消费结构中占主导地位，随着硫化镍矿资源的枯竭和镍铁合金需求量的增加，红土镍矿作为现阶段主要镍基生产原料，火法处理工艺已逐渐成为其主流工艺。但随着进口到国内的红土镍矿资源品位走低，原料特性更加复杂化，如何绿色高效地利用这些低品位资源进行镍铁合金制备，已逐渐成为实现中国不锈钢产业可持续发展的瓶颈。根据国内外研究现状并结合本课题组相关的研究工作，综述了现阶段红土镍矿火法处理工艺的研究进展和存在的不足，通过系统地开发出低品位红土镍矿火法处理工艺关键协同技术，以期解决不锈钢生产所需镍基原料的短缺局面和实现不锈钢工业绿色健康发展。     

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.