【摘要】：含鉻型釩鈦磁鐵礦是一種礦物組成復(fù)雜的共(伴)生礦,因含有鐵、釩、鈦、鉻等資源而具有較高的綜合利用價(jià)值,目前高爐—轉(zhuǎn)爐流程是其進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化利用的主要選擇。對其合理、高效的利用不僅對保障我國鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義,同時(shí)可以改變我國“缺鉻”的現(xiàn)狀,對我國的國家安全保障也具有非凡的意義。本文針對含鉻型釩鈦磁鐵礦在燒結(jié)—煉鐵流程中利用的問題進(jìn)行了系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,從原料常規(guī)特性、高溫特性、混合料制粒、含鉻型釩鈦燒結(jié)礦制備及優(yōu)化、合理含鉻型釩鈦燒結(jié)礦爐料結(jié)構(gòu)以及Cr203對含鈦高爐渣高溫粘度的影響等環(huán)節(jié)對含鉻型釩鈦磁鐵礦在燒結(jié)—煉鐵流程中應(yīng)用的可行性、合理性及高效性進(jìn)行了試驗(yàn)研究以及機(jī)理分析,為含鉻型釩鈦磁鐵礦在燒結(jié)—煉鐵系統(tǒng)的高效利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本文首先對5種含鉻型釩鈦鐵礦粉進(jìn)行了化學(xué)成分、粒度分布以及顆粒形貌的測定與觀察,結(jié)果表明：5種含鉻型釩鈦磁鐵粉均屬于鐵精粉,含鐵品位高,Si02含量低,制粒困難。針對不同鐵礦粉的高溫物理化學(xué)性能差異較大,單一鐵礦粉難以達(dá)到高溫物理化學(xué)性能均優(yōu)異的要求,在不同鐵礦粉之間依據(jù)鐵礦粉高溫物理化學(xué)性能的優(yōu)劣實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)配礦,優(yōu)化混合鐵礦粉的高溫物理化學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：承德地區(qū)的4種含鉻型釩鈦鐵礦粉同化性較好,粘結(jié)相自身強(qiáng)度和連晶強(qiáng)度高,而液相流動性的不足是造成該類含鉻型釩鈦燒結(jié)礦有效粘結(jié)相較少、孔洞較多、強(qiáng)度較低的主要原因；ARICOM公司的含鉻型釩鈦磁鐵礦粉同化性較弱,需選擇同化性較好的鐵礦粉與其配礦�；阼F礦粉的高溫物理化學(xué)性能的優(yōu)化互補(bǔ),可實(shí)現(xiàn)將廉價(jià)劣質(zhì)鐵礦粉變“劣”為“優(yōu)”的目的。針對含鉻型釩鈦磁鐵礦混合料制粒效果差的問題,采用工藝優(yōu)化在一定程度上提高了混合料的制粒效果,滿足生產(chǎn)的需求。制粒工藝優(yōu)化后,含鉻型釩鈦混合料料層透氣性改善,燒結(jié)指標(biāo)和燒結(jié)礦礦物組成結(jié)構(gòu)改善,尤其是鐵酸鈣的含量增加,制粒工藝優(yōu)化為含鉻型釩鈦混合料發(fā)展高料層低溫?zé)Y(jié)奠定了一定的基礎(chǔ)。對以ARICOM公司的含鉻型釩鈦磁鐵礦制備的燒結(jié)礦的固結(jié)機(jī)理研究表明：其主要依靠大約14%(體積比)的鐵酸鈣液相固結(jié)和大概15%的(體積比)硅酸鹽液相固結(jié),另外磁鐵礦連晶固結(jié)也是一種非常重要的粘結(jié)固結(jié)方式。與普通燒結(jié)礦相比,鐵酸鈣含量過低以及鈣鈦礦含量較高,是導(dǎo)致含鉻型釩鈦燒結(jié)礦質(zhì)量較差的原因。以ARICOM公司的含鉻型釩鈦磁鐵礦制備優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦需要優(yōu)化粘結(jié)相的種類以及數(shù)量,同時(shí)要考慮固相固結(jié)�；趦�(yōu)化含鉻型釩鈦燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量的目的出發(fā),通過燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)、熔化性試驗(yàn)以及礦相學(xué)分析等分別研究了MgO、燃料水平、硼氧化物和堿度在含鉻型釩鈦燒結(jié)礦中的作用及機(jī)理并通過綜合指數(shù)法給予了評價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明：最佳的MgO含量是2.63 wt%,燃料水平是4.0 wt%,配加5.0 wt%的含硼鐵精礦適宜,最佳的燒結(jié)礦堿度是2.55。針對產(chǎn)質(zhì)量均較好的(超)高堿度含鉻型釩鈦燒結(jié)礦在高爐冶煉中為了維持綜合爐料R=1.10,所遇到的酸性球團(tuán)礦產(chǎn)能不足的問題,開發(fā)了新的爐料結(jié)構(gòu)“(超)高堿度燒結(jié)礦+酸性球團(tuán)礦+酸性燒結(jié)礦”,并從熔滴性能角度進(jìn)行了試驗(yàn)研究及考察,結(jié)果表明與現(xiàn)有爐料“高堿度含鉻型釩鈦燒結(jié)礦+酸性球團(tuán)礦”比,在一定程度上存在優(yōu)勢,使得產(chǎn)質(zhì)量均較好的(超)高堿度含鉻型釩鈦燒結(jié)礦在高爐冶煉中應(yīng)用成為可能。從流變學(xué)的角度研究了Cr2O3對含鈦熔渣高溫粘度的影響,結(jié)果表明Cr2O3和V2O5含量對熔渣的高溫粘度作用都不大,添加Cr2O3對熔渣熔化性溫度的影響不如添加V2O5的作用明顯；添加Cr2O3和V2O5的熔渣,在降溫的過程中會出現(xiàn)一定的剪切稠化的現(xiàn)象,溫度發(fā)生變化時(shí),剪切稠化現(xiàn)象消失。因此,從該視角看,高爐冶煉含鉻型釩鈦磁鐵礦是可行的。綜上所述,本文對含鉻型釩鈦磁鐵礦在燒結(jié)—煉鐵流程中的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究,為其在燒結(jié)—煉鐵流程中的高效利用奠定了技術(shù)支持并為現(xiàn)場生產(chǎn)提供了一定的技術(shù)參數(shù)。目前該研究成果已經(jīng)在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中得到一定程度的應(yīng)用,效果良好。
【圖文】：

２００４邋２００５邋２００６邋２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４逡逑Ｙｅａｒｓ逡逑圖１１中國近年來鐵礦石進(jìn)口量（Ｍｔ）逡逑Ｋｇ．邋２．１邋Ｃｈｉ打ａ＇ｓ邋至ｒｏｎ邋ｏｒｅ邋ｉｍｐｏｒｔｓ邋ｉｎ邋ｒｅｃｅｎｔ邋ｙｅａｒｓ邋（Ｍｔ）逡逑２樷鐵磁鐵礦資源現(xiàn)狀逡逑

邐５邐Ｆｃ２0３逡逑圖２．２邋１２７０’Ｃ下棱柱形鐵酸巧ＳＦＣＡ（Ｐｒ）與板狀鐵酸巧ＳＦＣＡ－Ｉ０Ｐ）化學(xué)成分變化范圍及兩逡逑者的大致成分分界線ＰＳ１逡逑Ｆｉｇ邋２．２邋Ｔｅｒｎ
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF046.4

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本文編號：2693174