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。     

SiO2、Na2CO3对预还原烧结过程中气化脱磷的影响

白云鄂博铁精矿磷含量较高为0.08%(质量分数),且磷元素主要以氟磷灰石的形式存在。基于前期白云鄂博矿磷的赋存状态及白云鄂博矿预还原烧结工艺对脱磷影响的研究,同时为了开发利用其他中、高磷铁矿,研究了白云鄂博铁精矿预还原烧结过程中磷的气化脱除机制。利用FactSage热力学软件、XRD、SEM-EDS对比分析不同SiO2、Na2CO3添加量对预还原烧结过程中气化脱磷率、金属化率以及物相转变的影响。结果表明:最佳的SiO2、Na2CO3添加量(质量分数)分别为3%、1%,对应的脱磷率为31%,金属化率为96%,实现了预还原烧结过程中磷的有效脱除,进一步明确预还原烧结脱磷机制,为以后中、高磷铁矿脱磷的研究指明了方向。     

高磷赤铁矿小型烧结过程中磷的转化分析

为研发高效脱磷剂,依据热力学原理研究了高磷赤铁矿在烧结过程中磷的转化过程,通过热力学软件模拟计算了不同配碳量情况下烧结前后磷元素的转化,采用小型烧结实验验证了磷元素的转化过程与模拟结果相符,并遵循热力学原理。     

微波焙烧对高磷铁矿气化脱磷的影响

为实现高磷铁矿粉在焙烧过程中气化脱磷,促进高磷铁矿的开发利用。试验基于微波加热的方式和加入复合脱磷剂条件下,研究了微波焙烧工艺参数(温度、煤粉粒度、升温速率、保温时间)对气化脱磷率的影响。结果表明,随着温度的提高、升温速率加快及煤粉粒度的加粗,气化脱磷率明显提高,而保温时间对脱磷率的影响呈现先增加后降低的趋势,通过优化焙烧工艺参数后,高磷铁矿粉的气化脱磷率达到最大值为25.71%。     

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。     

高磷生铁脱磷试验

 在实验室高温箱式炉的条件下,以CaO-Fe2O3-CaF2为主要的渣系,对脱磷剂的配比、加入量、熔化温度、碱度进行试验研究。试验结果表明,温度为1450℃的条件下,w（CaO）/w（Fe2O3）= 2.5,碱度为2.5,脱磷剂加入量为12%,并加入一定量的助熔剂,从而使生铁磷质量分数由原来的1.02%降低到0.47%。最后,调整脱磷剂的用量,得出脱磷剂的最佳配比。     

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。     

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.     

高磷鲕状赤铁矿气基还原脱磷及磷赋存形态

中国高磷鲕状赤铁矿的储量十分丰富,但由于其矿物组成复杂、磷含量高等特点而不能直接作为炼铁原料,这使得其利用价值受到了严重限制。因此,以高磷鲕状赤铁矿为研究对象,采用气基还原-磁选工艺研究了还原温度、保温时间、碱度以及H₂流量4个工艺参数对脱磷效果的影响。通过XRD、SEM等检测手段对还原产物的微观结构及组成进行分析。研究结果表明：随着还原温度、保温时间、碱度以及H₂流量的升高,铁品位以及铁回收率逐渐升高,而磷含量则与之相反。通过对比不同条件下各还原产物的显微结构可以发现,还原温度、保温时间以及碱度均能促进铁颗粒聚集长大并与脉石矿物分离,而H₂流量对这一现象的改变并不明显。在还原温度1 050℃、保温时间90 min、碱度1.2、H₂流量200 mL/min的条件下,各项指标最佳,此时精矿铁品位为77.53%、铁回收率为77.94%,磷的质量分数为0.26%,脱磷率达到71.74%。     

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。     

Direct Reduction of High-phosphorus Oolitic Hematite Ore Based on Biomass Pyrolysis

Direct reduction of high-phosphorus oolitic hematite ore based on biomass pyrolysis gases(CO,H_2,and CH_4),tar,and char was conducted to investigate the effects of reduction temperature,iron ore-biomass mass ratio,and reduction time on the metallization rate.In addition,the effect of particle size on the dephosphorization and iron recovery rate was studied by magnetic separation.It was determined that the metallization rate of the hematite ore could reach 99.35% at iron ore-biomass mass ratio of 1∶0.6,reduction temperature of 1 100℃,and reduction time of 55 min.The metallization rate and the aggregation degree of iron particles increase with the increase of reduction temperature.The particle size of direct reduced iron(DRI) has a great influence on the quality of the iron concentrate during magnetic separation.The separation degree of slag and iron was improved by the addition of 15 mass% sodium carbonate.DRI with iron grade of 89.11%,iron recovery rate of 83.47%,and phosphorus content of 0.28% can be obtained when ore fines with particle size of-10 μm account for 78.15%.     

转炉铁水脱磷预处理直炼工艺试验研究

转炉铁水脱磷预处理直炼工艺是在转炉内进行铁水脱磷预处理，倒炉出渣后在同一转炉内进行少渣精炼的工艺。在武钢第二炼钢厂进行的20炉试验，获得了平均脱磷率为91％、磷分配比(m(P)／m[P])为86．3、出钢w([P])=0．0054％的显著脱磷效果。     

鲕状赤铁矿特征及选冶技术进展

论述了鄂西高磷鲕状赤铁矿的资源状况、矿物组成、矿石结构、矿物工艺学特征,对处理、利用该类矿石存在的问题进行了分析,介绍了常用反浮选、强磁选、磁化焙烧-弱磁选、直接还原焙烧、酸浸及微生物浸出等选冶技术的现状,展望了高磷鲕状赤铁矿还原-磁选、磁选-絮凝脱泥-反浮选等选矿联合流程的发展趋势。     

赤铁精粉烧结技术的研究

从物理、化学和表面特性上分析了赤铁精粉的烧结特点,提出了赤铁精粉烧结适宜的粘结相是多元铁酸钙,相适应的烧结条件是低温、高碱度和氧化性气氛,结合对铁矿石烧结过程的研究,给出与赤铁精粉的烧结相适宜的烧结技术：优化混合料粒度分布,强化造粒,改善料层透气性;优化燃料在烧结料层内分布,提高完全燃烧比例,充分利用有效热量;选择适宜的粘结相量;利用烧结添加剂获得合理矿相结构;采用厚料层操作,充分利用燃烧热量,降低烧结固体燃耗等。     

Application of Wood Char in Processing Oolitic High-phosphorus Hematite for Phosphorus Removal

Phosphorus removal from oolitic high-phosphorus hematite using direct reduction followed by melting sep-aration was investigated.At the direct reduction stage,highly volatile wood char was prepared by carbonizing j uj ube wood at 673 K for 2 h and was used as reducing agent.The results of the direct reduction tests show that at a tem-perature of 1 373 K,a char mixing ratio of 0?8,and a reduction time of 10-25 min,the briquettes reached a metal-lization degree of 80%-84% and a residual carbon content of 0?13-1?98 mass%.Phosphorus remained in the gangue as calcium phosphate after reduction.The results of the melting separation tests show that residual carbon in reduced briquette negatively affects the phosphorus content (w[P])in hot metal.When the reduced briquettes ob-tained under the aforementioned conditions were used for melting separation,hot metal suitable for basic oxygen steelmaking (w[P]<0?4 mass%)could not be obtained from metallic briquettes with a residual carbon content more than 1?0 mass%.In contrast,it could be obtained from metallic briquettes with residual carbon content less than 0?35 mass% by mixing with 2%-4% Na2 CO3 .     

高炉喷吹煤气的煤造气试验

为克服喷吹煤粉给高炉冶炼带来的不利影响,提出了由造气炉燃烧普通煤产生煤气,自风口喷入高炉替代喷吹煤粉的新工艺,研究工艺参数对煤造气质量的影响规律。结果表明,气化剂流量增加,煤气中CO+H_2含量和煤气热值先升高后降低;CO+H_2含量和煤气热值随着反应温度、料层厚度、富氧率的增加而增加。当气化剂流量1.0 m~3/h、反应温度1 000℃、料层厚度1 000 mm、富氧率15%时,煤气质量达到最佳值,CO+H_2含量达到79.37%,煤气热值达到10 229.51 kJ/m~3。     

改变钙系脱磷剂熔渣组成对脱磷的影响

对预处理CaO-Fe2O3-CaF2系脱磷熔剂进行实验研究，变化渣系中CaO、Fe2O3和CaF2之间的比例，并在脱磷剂中分别配加Al2O3和Na2CO3,从而不同程度提高了脱磷率。实验结果表明：熔剂脱磷率随m(CaF2)／m(Fe2O3)(钙氧比)的增大而增大；用Al2O3部分替代CaF2，终点钢中ω(P)可以控制在0．003％-0．006％的水平，脱磷率高达90％以上。     

云南某高磷鲕状赤铁矿提铁降磷试验研究

云南某鲕状赤铁矿磷含量高达0.87%,铁品位为45.14%。对此矿石进行单一的强磁选及反浮选试验研究,结果表明都不能获得磷品位低于0.2%,铁品位较高的铁精矿。采用强磁-反浮选及脱泥-反浮选均能获得磷品位低于0.2%,铁品位高于52%的铁精矿。脱泥-反浮选具有投资成本低,流程结构简单的优势,推荐采用此流程处理该矿石。该研究对开发此类高磷鲕状赤铁矿具有一定的借鉴意义。