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%)。     

高硅含铁镍渣还原制备珠铁研究

为了有效回收镍渣中的铁,以石墨为还原剂,配加适量氧化钙压制成球团,采用直接还原工艺制备珠铁。探讨了还原时间、温度及碱度对球团还原、渣铁分离、金属化率的影响。结果表明,镍渣配碳球团在温度1 400 ℃、碱度0.8、还原时间12 min条件下,球团还原产物中渣铁分离良好,铁金属化率达93.89%,还原反应活化能为199.64 kJ/mol,反应速率由碳的气化反应控制,还原分离后的珠铁有望替代部分废钢用作电炉炼钢原料。     

高铁锰矿熔融还原锰铁分离工艺研究

高铁锰矿往往因锰、铁矿物共生关系密切,嵌布粒度细,部分锰铁呈类质同象形态存在,导致机械方法难以分离锰铁。试验以铁品位为42.32%、锰品位为9.24%的某高铁锰矿为原料,开展了熔融还原"二步法"分离锰铁工艺研究。试验结果表明,矿石在预还原温度为1 050℃,预还原时间为90 min,总碳铁比为1.8(内配碳碳铁比为0.1)的条件下预还原,所得预还原产品的全铁品位和铁金属化率分别为56.36%和95.49%;预还原产品在熔分温度为1 450℃、熔分时间为20 min、熔分阶段碳铁比为0.05条件下进行渣铁分离,铁水铁品位高达93.77%、铁回收率达98.24%、含锰1.18%,富锰渣锰品位为32.18%、锰回收率为93.98%,铁、锰分离效果良好。     

干熄焦除尘灰对低品位褐铁矿的直接还原

以干熄焦除尘灰为还原剂还原低品位褐铁矿,探讨了配碳比、还原温度、还原时间、颗粒粒径对铁收得率的影响。最佳还原工艺为:还原温度1 200 ℃、配碳比1.2、还原时间35 min、原料粒径小于0.048 mm,此时还原产物铁收得率高达93.63%,证明干熄焦除尘灰是一种很好的褐铁矿还原剂。     

褐铁矿微波还原焙烧-磁选单因素实验研究

针对褐铁矿铁品位难提高的问题, 采用“微波还原焙烧-磁选”工艺, 将褐铁矿还原成磁铁矿, 弱磁选后获得高品位磁铁精矿。采用SEM和XRD检测方法, 研究了褐铁矿微波焙烧过程中的矿相演变规律, 同时采用单因素实验方法, 重点考察了保温时间、焙烧温度、配碳量以及磁选电流和磨矿细度对焙烧矿磁选结果的影响。结果表明:随着温度升高, 褐铁矿逐渐还原为磁铁矿, 加热到570~650 ℃时, 生成大量磁铁矿, 750 ℃下焙烧矿烧结严重, 并产生大量弱磁性的硅酸亚铁, 不利于后续磁选。单因素实验结果及分析表明, 褐铁矿微波还原焙烧-磁选最佳工艺条件为:保温时间7.5 min, 焙烧温度650 ℃, 配碳量1.40%, 磁选电流0.6 A, 磨矿细度-0.044 mm。最终获得的铁精矿品位、回收率及产率分别为61.33%、75.11%和40.17%, 达到了炼铁生产入炉要求。     

云南某铁选厂尾矿回收赤褐铁矿的生产实践

介绍了云南某以赤褐铁矿为主的铁尾矿采用阶段磨矿阶段强磁选-反浮选脱杂的工艺,较好的回收了目的铁矿物,实现了与含铁硅酸盐矿物的较好分离。获得了铁精矿品位57.5%、铁回收率37.2%,其中磁性铁回收率95.4%,赤褐铁矿回收率54%的指标。     

云南某铁选厂尾矿回收赤褐铁矿的生产实践

介绍了云南某以赤褐铁矿为主的铁尾矿采用阶段磨矿阶段强磁选-反浮选脱杂的工艺,较好的回收了目的铁矿物,实现了与含铁硅酸盐矿物的较好分离。获得了铁精矿品位57.5%、铁回收率37.2%,其中磁性铁回收率95.4%,赤褐铁矿回收率54%的指标。     

高磷鲕状赤铁矿石深度还原探索性试验研究

采用深度还原-磁选工艺处理湖北官店的高磷鲕状赤铁矿石, 考察了还原温度、还原时间和配碳系数对还原指标的影响, 以及温度对还原产物微观形貌的影响。结果表明:在还原温度1 200 ℃、还原时间60 min、配碳系数2.0的适宜工艺条件下可获得金属化率90.72%的还原产物, 磁选后还原铁粉品位达90.55%, 铁回收率达92.03%; 随着还原温度提高, 铁颗粒逐渐长大, 原矿的鲕状结构被破坏。     

高铁煤泥作还原剂直接还原褐铁矿研究

以高铁煤泥为新型还原剂, 直接还原褐铁矿。通过与无烟煤对比, 探索了还原剂用量、还原温度和还原时间对褐铁矿直接还原的影响。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段, 研究了褐铁矿原矿及其煤泥球团在不同温度下的物相和形貌。结果表明：煤泥用量25%, 经1 200 ℃直接还原20 min后, 可得到金属化率 86.4%的金属化球团。在直接还原反应中, 不仅包括铁氧化物向金属铁的还原, 而且存在中间产物与脉石反应生成铁橄榄石和铁尖晶石再还原生成金属铁, 金属铁在产物中主要以金属铁颗粒的形式存在, 渣铁相界面分明, 最佳状况下渣相中检测不到铁氧化物, 煤泥中的铁氧化物随反应的进行被还原为金属铁, 一定程度上提高了球团金属化率。     

含铅锌难选赤褐铁矿还原焙烧及铅锌杂质同步脱除效果研究

磁化还原焙烧-弱磁选是处理难选赤褐铁矿的有效方法,而铅锌在高炉炼铁中是有害杂质,能严重影响高炉生产。针对含铅0.39%、含锌0.30%、全铁(TFe)47.04%的含铅锌难选赤褐铁矿,采用化学分析、岩矿鉴定、磁化还原焙烧等方法,通过查明铅锌杂质的矿物特征和赤褐铁矿的产出特性,探讨了磁化还原焙烧过程中在还原弱磁性铁矿物的同时铅锌杂质的脱除效果。结果表明：试样中赤褐铁矿为42.97%、磁性铁仅为1.89%；含铅杂质的90.3%为氧化铅和铅铁矾中的铅存在,含锌杂质的90.6%以氧化锌中的锌存在。显微特征表明：试样中赤褐铁矿的还原过程存在磁化焙烧、富氏体和深度还原3个过程；在铁矿物的磁化焙烧和富氏体温区,均可见铅锌杂质矿物,而深度还原阶段未见铅锌杂质矿物存在。当焙烧温度1200℃、还原剂C:O=2.25、焙烧时间为60 min时,弱磁选精矿铁品位89.63%,回收率达86.09%,且有害元素Pb、Zn的脱除率达98.97%、91.19%,为该类铁矿物的分选加工及同步脱铅锌杂质提供了新途径。     

酒钢-1mm镜铁矿粉矿微波磁化焙烧—弱磁选试验

鉴于酒钢-1 mm镜铁矿粉矿采用常规选矿方法难以获得好的分选指标,进行常规磁化焙烧—弱磁选又需解决球团问题,以哈密烟煤为还原剂,对该粉矿开展了微波磁化焙烧—弱磁选研究,考察了煤粉用量、微波功率、焙烧温度、焙烧时间、焙烧产品磨矿细度和弱磁选磁场强度对所获铁精矿指标的影响。试验结果表明,在煤粉与矿石的质量比为5%、微波功率为1 k W、焙烧温度为550℃条件下将该粉矿微波磁化焙烧15 min,然后将焙烧矿磨细至-0.074 mm占85.65%,在92.16 k A/m磁场强度下进行1次磁选管选别,可获得铁精矿铁品位为55.10%、铁回收率为86.65%的较好指标,从而为该-1 mm镜铁矿粉矿中铁矿物的高效回收提供了一种新思路。     

钛磁铁矿球团预还原与熔分关系试验研究

以钛磁铁矿、煤粉和氧化钙为原料, 研究了矿粉粒度、加水量以及制球压力对球团落下强度、抗压强度的影响, 确定了最佳制球条件。根据铁矿石的直接还原和熔分原理, 研究了热量和金属化率对含碳球团熔分的影响。900 ℃以下, 球团金属化率极低, 只有热量对熔分产生影响; 1 000 ℃以上, 球团金属化率较高, 热量和金属化率共同对熔分产生影响。钛磁铁矿含碳球团的最佳制球条件为: 粒度0.075~0.106 mm, 加入水量8%, 制球压力4 MPa。通过对预还原1 000~1 300 ℃的球团进行熔分试验分析发现, 随预还原温度升高, 球团金属化率提高, 熔分时间变短。     

低品位铁矿石内配煤球团的回转窑脱水工艺研究

内配煤球团在进入回转窑还原前通常需要在圆筒中进行干燥,以增强入窑球团的强度。为了获得较高性能的干燥球团,对影响干燥球团性能的主要因素进行了研究。结果表明:(1)湖南某低品位铁矿石(-0.074 mm占95.66%)与某神木煤粉(-0.074 mm占83.47%)在碳铁质量比为0.3,膨润土添加量为1%(占铁矿粉+内配煤+膨润土的质量分数),钠盐添加量为3%(与铁矿粉+内配煤的质量比)的情况下制得粒径为5~8 mm、含水量为11.8%的内配煤球团,在内径(装料部分)为150 mm(转速为2.3 r/min)的回转管中进行脱水,适宜的回转管填充率为30%,升温速率为45℃/min,干燥球团的残余水分为7.8%,对应的干燥球团抗压强度为21.76 N/个、落下强度为5.5次/0.5 m,干燥粉化率为1.52%,群落粉化率为1.57%。(2)以实验室试验结果为依据的干燥球团在煤基回转窑中进行直接还原(温度为960℃、有效还原时间为24 min)工业试验,获得了性能指标更优(落下强度为15.70次/0.5 m,抗压强度为23.37 N/个,烘干粉化率为0.82%)的干燥球团,焙烧球团铁的金属化率达83.10%。(3)焙烧球团在磨矿细度为-0.045 mm占96.15%情况下进行1次湿式弱磁选(磁场强度为180 k A/m),可获得铁品位达80.33%、铁回收率为78.20%的精矿。     

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。     

铌精矿配碳球团熔分过程与元素迁移试验研究

以白云鄂博铌精矿及半焦粉为原料，使用高温热台原位观察碱度对配碳球团还原产物熔分过程的影响。在不同熔分条件下对最佳碱度的样品进行淬火并制样，采用SEM-EDS分析熔分过程中元素迁移规律，采用XRD、同步热分析仪以及ICP相结合定量分析了熔分过程中Nb、Si元素反应率。结果表明：二元碱度为1.0时能够有效抑制熔分过程中渣液喷溅现象并提高熔分效果。在碱度1.0条件下，1 350℃时渣中SiO₂在渣金界面发生还原反应并进入铁相，1 400℃保温2 min后在渣金界面上铁液中C优先与渣中铌氧化物发生还原反应生成NbC。少量NbC溶入铁相，其余大部分NbC将粒铁包裹形成滞留带，阻碍渣金界面传质，降低还原反应速率。1 400℃保温10 min后，Nb、Si元素的反应率分别为36%和1.7%。Ti、RE元素在熔分过程中全程不参与反应。     

高磷鲕状赤铁矿转底炉直接还原提铁降磷研究

为了模拟转底炉直接还原高磷鲕状赤铁矿过程,采用顶部辐射加热的马弗炉对含碳球团进行了直接还原研究,考察了焙烧温度、焙烧时间、含碳球团层数对还原效果的影响。结果表明,最佳焙烧条件为: 转底炉高温区焙烧温度1150 ℃、转底炉转动一周时间60 min、含碳球团层数为2层(约36 mm),在此条件下进行了转底炉直接还原工业化实验,获得Fe品位92.34%、Fe回收率82.26%、P含量0.08%的还原铁产品。机理研究表明,从顶层到底层的球团,传质传热变弱,还原铁铁回收率逐渐降低,而氟磷灰石呈现由大部分还原到几乎不还原的规律。     

水淬铜渣中铁组分强化还原改性

采用低温强化还原改性-高温熔分工艺回收水淬铜渣中的铁。在热力学分析基础上, 系统研究了还原剂和添加剂对强化还原改性过程的影响并进行了理论分析。研究表明, 调整炉渣碱度和改变炉渣物相组成, 改善了还原反应动力学条件, 破坏了Fe-O-Si的致密结构, 将化合态的铁转变为单质形式的金属铁, 同时CaO与SiO₂结合形成CaO·SiO₂, 铁颗粒聚集成较大晶粒, 起到了还原改性的效果, 初步实现了铁硅分离, 为后续高温熔分过程创造了条件。铜渣强化还原改性的优化工艺参数为:还原温度1 250 ℃, 时间30 min, C/O比1.5, 碱度0.6, 炉渣Al₂O₃含量13%, 在此条件下, 获得金属化率为88.43%的金属化球团, 有利于后续高温熔分工艺的进行。     

铜渣球团还原-熔分工艺试验研究

在实验室条件下使用马弗炉模拟转底炉, 在1400 ℃下焙烧还原由铜渣、还原煤、石灰石等原料制备的含碳球团, 还原熔分生成粒铁和渣, 再通过人工挑选的方式实现渣和粒铁的分离。研究了焙烧时间、碱度、助熔剂种类和用量等因素对还原熔分效果的影响, 结果表明, 在焙烧时间40 min、球团碱度0.42、球团外配助熔剂CaF₂ 2%时, 可获得铁回收率91.71%、TFe品位95.22%、S含量0.37%的高品质粒铁。